Báo cáo Thiết kế đồ án tốt nghiệp hệ thống phanh xe du lịch HON ĐA

A là một bước ngoặt có tính chất rất quan trọng đối với sinh viên nghành công nghệ ôtô. Để làm tốt đề tài được giao sinh viên phải huy động và tìm hiểu kiến thức một cách tổng hợp. Cùng với yếu tố thực tế trong quá trình thực tập tốt nghiệp tại nhà máy. hoàn thành đồ án tốt nghiệp được giao giúp cho sinh viên sau này tự tin khi đi làm công việc về hệ thống phanh xe ôtô. Để hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp phải kể đến sự giúp đỡ rất lớn của giáo viên hướng dẫn , giáo viên bộ môn chuyên nghành, các thầy cô trong khoa đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn cho em trong quá trình làm đồ án cùng với sự tham khảo đóng góp ý kiến của bạn bè và sự lỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đề tài được giao. Mặc dù đã cố gắng hết sức trong quá trình thiết kế đồ án tốt nghiệp . nhưng do trình độ , hiểu biết còn hạn chế so với khối lượng công việc yêu cầu nên đề tài của em không thể tránh khỏi thiếu sót. Mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS.Lê Hồng Quân và các thầy cô trong khoa công nghệ ôtô trường đại học công nghiệp hà nội đã giúp đỡ tận tình cho em trong quá trình thiết kế đồ án.

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

Hµ Néi, Ngµy th¸ng n¨m 2006

ChÊm ®iÓm cña gi¸o viªn

Hµ Néi, Ngµy th¸ng n¨m 2006

Nhận xét của hội đồng

Hà Nội, Ngày tháng năm 2006

Chấm điểm của hội đồng

Hà Nội, Ngày tháng năm 2006

Lời Nói Đầu

ÔTÔ là phơng tiện vận tải đờng bộ chủ yếu nó có tính cơ động cao vàpham vi hoạt động rộng Do vậy, trên thế giới ôtô hiện đang đợc dùng để vậnchuyển hành khách hoặc hàng hoá phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế quốcdân và quốc phòng

Nghành công nghiệp ôtô là một trong những nghành công nghiệp hàng

đầu, ôtô ngày càng đợc phát triển và hoàn thiện đảm bảo độ an toàn khi sử dụng

Để hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp phải kể đến sự giúp đỡ rất lớn củagiáo viên hớng dẫn , giáo viên bộ môn chuyên nghành, các thầy cô trong khoa

đã tận tình chỉ bảo hớng dẫn cho em trong quá trình làm đồ án cùng với sự thamkhảo đóng góp ý kiến của bạn bè và sự lỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đềtài đợc giao

Mặc dù đã cố gắng hết sức trong quá trình thiết kế đồ án tốt nghiệp

nh-ng do trình độ , hiểu biết còn hạn chế so với khối lợnh-ng cônh-ng việc yêu cầu nên đềtài của em không thể tránh khỏi thiếu sót Mong thầy cô và các bạn đóng góp ýkiến để đồ án tốt nghiệp của em đợc hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hớng dẫn TS.Lê HồngQuân và các thầy cô trong khoa công nghệ ôtô trờng đại học công nghiệp hà nội

đã giúp đỡ tận tình cho em trong quá trình thiết kế đồ án

Hà Nội, ngày 8 tháng 7 năm2006

đối với ôtô, hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất,

nó đảm bảo chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho ngòi lái xe điều chỉnh tốc độchuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm

2) Phân loại:

a) Theo phơng pháp điều khiển chia ra

- phanh chân: điều khiển bằng chân

- phanh tay: điều khiển bằng tay

b) Theo kết cấu truyền động chia ra

- truyền động cơ khí ( thờng dùng cho phanh tay)

- truyền động thuỷ lực (thờng dùng phanh chân)

- truyền động bằng khí nén ( thờng dung cho phanh chân)

- truyền động hỗn hợp:phanh dầu trợ lực hơi, phanh dầu trơ lực chânkhông

d) Theo kết cấu của cơ cấu phanh chia ra

- cơ cấu phanh giải

- cơ cấu phanh guốc

- cơ cấu phanh đĩa

- điều khiển phái nhẹ nhàng, lực tác dụng nên bàn đạp phải nhỏ

- Không có hiện tợng tự bó phanh

- Có khả năng phanh ôtô khi ôtô đứng yên trong thời gian dài

II) Cấu tạo chung của hệ thống phanh

1) Hệ thống phanh thuỷ lực

Hệ thống phanh thủy lực đợc áp dụng rộng rãi trên các hệ thống phanhchính của ôtô con, trong dẫn động phanh thuỷ lực thì lực tác dụng từ bàn đạp đ-

ợc truyền tới cơ cấu phanh bằng chất lỏng

a) Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh dầu

Khi phanh ngời lái tác dụng lực nên bàn đạp phanh qua hệ thống đòn dẫn

động đẩy píttông trong xilanh chính di chuyển tạo ra dầu có áp suất cao Dầu ápsuất cao theo các đờng ống dẫn tới các xilanh phanh bánh xe Do áp lực của dầulớn thắng sức căng của lò xo hồi vị, đẩy hai píttông trong xilanh con dịchchuyển về hai phía làm má phanh ép sát vào tang trống, bánh xe bị hãm lại

khi thôi phanh ngời lái nhả bàn đạp phanh, lò so hồi vị kéo hai máphanh trở về vị trí cũ, các píttông trong xilanh phanh bánh xe ép dầu theo ốngdẫn trở về xilanh phanh chính Lúc đó giữa các má phanh và tang trống xuấthiện khe hở, phanh bánh xe đợc nhả hoàn toàn

b) Sơ đồ dẫn động phanh dầu hai dòng

Mục đích của việc thiết kế hệ thống phanh thuỷ lực 2 nhánh là để khi mộtnhánh bị hỏng thì nhánh kia vẫn hoat động để tạo ra một lực phanh tối thiểu

Đó là một trong những thiết bị an toàn quan trọng nhất của xe

Có thể bố trí 2 nhánh nh sau:

Cách bố trí thứ nhất là:

- nhánh một phục vụ cho việc phanh hai bánh trớc

- nhánh hai phục vụ cho việc phanh hai bánh sau

Cách bố trí thứ hai là :

Mỗi nhánh thực hiện phanh hai bánh xe chéo nhau ở cách này có u điểmhơn cách thứ nhất là nếu đờng dầu xe bố trí cách hai giống nh bố trí cách mộtthì khi có h hỏng ở đờng dầu bánh trớc thì sẽ gây ra hiện tợng bánh sau bị bócứng qua sớm Sơ dĩ có hiện tợng này là do sức cản ma sát giữa lốp và đờng ởbánh sau nhỏ hơn bánh trớc Ma sát nhỏ hơn sẽ tạo ra lực phanh nhỏ hơn, tứcquãng đờng phanh sẽ nhỏ hơn Mạch chéo đợc sử dụng để ngăn cản hiện tợngnày

*) Sơ đồ đờng dầu phanh trong xe bố trí cách thứ nhất

*) Sơ đồ đờng dầu phanh trong xe bố trí cách thứ hai.

*)Ưu, nhợc điểm của hệ thống phanh dầu :

_ Ưu điểm: Đảm bảo phanh đồng đều giữa các bánh xe với sự phân bốlực theo yêu cầu, tuỳ theo kích thớc của xilanh con, hiệu suất truyền động cao,

độ nhạy tốt, có kích thớc nhỏ gọn

_ Nhợc điểm: Phải cần áp suất thuỷ lực cao khi phanh, lực tác dụng lênbàn đạp lớn Vì thế không dùng trên các xe tải lớn hoặc nếu dùng phải bố tríthêm hệ thống trợ lực

2) Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén

a) Sơ đồ cấu tạo chung :

Khi thôi tác dụng lực vào bàn đạp phanh, van phân phối đóng, khí néntrong các đờng ống đợc xả ra môi trờng bên ngoài, lò xo hồi vị kéo má phanhtrở về vị trí ban đầu, hệ thống phanh ngừng làm việc.

a) Ưu và nhợc điểm của hệ thống :

_ Ưu điểm: Điều khiển nhẹ nhàng, tạo đợc lực phanh lớn

_ Nhợc điểm: Hệ thống làm việc phụ thuộc vào chế độ làm việc của độngcơ, độ nhạy kém hơn dẫn động phanh thuỷ lực , kết cấu cồng kềnh

2) Hệ thống phanh dầu trợ lực chân không

a) Sơ đồ bố trí chung:

Khi phanh, dầu từ trong xi lanh chính qua van bi của pittông tới các xilanh phanh bánh xe để tiến hành phanh, đồng thời do áp lực ở xi lanh trợ lựctăng đẩy pittông vào màng chắn của van điều chỉnh đi lên lúc đó van chânkhông đóng ngăn cách buồng C với buồng D, van không khí mở, không khí quavan vào buồng D va buồng A của bộ trợ lực Do sự chênh lệch áp lực làm màngchắn dịch chuyển về phía buồng B đẩy cần đẩy và píttông dịch chuyển tạo ralực phụ làm tăng áp lực dầu ở xilanh phanh chính ( van bi đóng) Do đó hiệuquả phanh tốt hơn và làm giảm đợc lực của ngời lái tác dụng vào bàn đạpphanh.

Khi thôi tác dụng lực vào bàn đạp phanh, áp lực tác dụng vào van điềukhiển giảm, lò xo đẩy màng chắn của van cong xuống dới, pittông và cần đẩytrở về vị trí ban đầu, van chân không mở, van không khí đóng lại, độ chânkhông ở đờng ống hút lại truyền tới các buồng A , B , C ,D lò xo đẩy màng chắnchở về vị trí ban đầu, cần đẩy và píttông trở về vị trí ban đầu, kim đẩy ở đầu cần

đẩy mở van bi, dầu từ xilanh con theo đờng ống dẫn qua van bi trở về xi lanhchính Hệ thống phanh ngừng làm việc

3) Hệ thống phanh dầu trợ lực bằng khí nén.

a) sơ đồ cấu tạo:

- Xilanh chính nhận lực và tạo ra áp suất dầu cao trong các xilanh

và tác động tới xilanh con trong cơ cấu phanh và từ lực áp suất dầu tạo ramômen ma sát ở cơ cấu phanh để phanh xe

4) Trợ lực phanh đơn.

- Bên trong trợ lực phanh đơn đợc nối với đờng ống góp nạp ( haybơm chân không ở động cơ điezel) qua van một chiều khi nổ máy, trợ lựcphanh đợc điền đầy chân không

- Van một chiều đợc thiết kế chỉ cho không khí đi từ trợ lực phanhvào động cơ chứ không thể đi ngợc lại đợc Vì vậy nó đảm bảo độ chân khônglớn nhất sinh ra trong trợ lực phanh nhờ động cơ

- Trợ lực phanh đợc chia bởi màng thành 2 phần, buồng áp suấtkhông đổi và buồng áp suất thay đổi Vòng trong của màng đợc gắn nên thânvan cùng với píttông trợ lực píttông trợ lực và thân van đợc lò xo màng đẩysang phải

- Thân van bao gồm một số cơ cấu Không khí đi vào từ lọc khí theo

sự hoạt động của cần điều khiển van vì vậy làm thay đổi áp suất trong buồng ápsuất thay đổi Cần đẩy đợc gắn qua đĩa phản lực vào phần bên trái thân van, khi

đạp phanh cần đẩy dịch chuyển sang trái để tác dụng nên xilanh chính

- Cần điều khiển van đợc nối với với bàn đạp phanh

- Các chi tiết chuyển động tơng đối ( thân trợ lực và thân van; thân

bộ trợ lực và cần đẩy) đợc lắp các phớt bao kín để đảm bảo độ chân không bêntrong trợ lực

Hoạt động

*) Không đạp phanh.

Van khí đợc nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồivan khí Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển Nó làm chovan khí tiếp xúc với van điều khiển Vì vậy không khí bên ngoài sau khi đi qualọc khí bị chặn lại không vào đợc buồng áp suất thay đổi Lúc này, van chânkhông của thân van bị tách ra khỏi van điều khiển làm thông giữa cửa A và B

Do luôn có độ chân không trong buồng áp suất thay đổi Kết quả là píttông bị

đẩy sang phải bởi lò xo màng

*) Đạp phanh

Khi đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van khí làm cho nó dịch chuyểnsang trái Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển nên nócũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không Vì vậy đ-ờng thông giữa cửa A và cửa B bị bịt lại khi van khí dịch chuyển sang trái, nótách khỏi van điều khiển Vì vậy khí lọt vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B( sau khi đi qua lọc khí) Sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi vàbuồng áp suất không đổi làm píttông dịch sang trái làm cho đĩa lực đẩy cần,

đẩy trợ lực sang trái và làm tăng lực phanh

*) Gĩ phanh chân

Nếu chỉ đạp một nửa hành trình bàn đạp phanh thì cần điều khiển vankhí sẽ dừng nhng píttông dịch chuyển sang trái do sự chênh áp Van điều khiểnvẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển nhng nó dịch chuyểncùng với píttông do van điều khiển dịch chuyển sang trái và tiếp xúc với vankhí nên không khí bị ngăn không cho vào buồng áp suất thay đổi vì vậy áp suấttrong buồng áp suất thay đổi đợc giữ ổn định Kết quả là có sự chênh áp không

đổi giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất không đổi Vì vậy, píttôngkhông dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại

*) Trợ lực cực đại

Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí sẽ tách hoàn toàn ra khỏivan điều khiển Trong điều kiện này, buồng áp suất thay đổi đợc điền đầykhông khí và sự chênh áp giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không

đổi đạt đến mức cực đại Vì vậy kết quả tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụnglên píttông

Ngay cả khi tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tácdụng lên píttông vẫn không đổi và lực tác dụng thêm này sẽ đợc truyền qua cần

đẩy trợ lực đến xilanh phanh chính

*) Nhả phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phảinhờ lò xo hồi van khí và phản lực của xilanh phanh chính nó làm cho van khítiếp xúc với van điều khiển, đóng đờng thông giữa khí trời với buồng áp suấtthay đổi Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại Vì vậy van

điều khiển bị tách ra khỏi van chân không làm thông cửa A với cửa B

Nó cho phép không khí đi từ buồng áp suất thay đổi chạy sang buồng ápsuất không đổi làm triệt tiêu sự chênh áp giữa hai buồng, píttông bị đẩy lại sangbên phải bởi lò xo màng và trợ lực trở về trạng thái không hoạt động

*) Khi không có chân không

Nếu vì một lý do nào đó mà chân không, không tác dụng lên trợ lựcphanh thì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng ápsuất thay đổi ( cả 2 buồng đợc điền đầy không khí) Khi lực phanh ở trạng tháikhông hoạt động, píttông bị đẩy bởi lò xo màng

Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩy vàovan khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực Vì vậy lực từ bàn đạp phanh đợc truyềntới píttông xilanh phanh chính để tạo ra lực phanh Cùng lúc đó, van khí đẩyvào tấm chặn van ( đợc lắp trong thân van) Vì vậy píttông cũng thắng đợc sứccản của lo xo màng để dịch sang trái

Nh vậy, phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tácdụng nên trợ lực phanh Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên chânphanh cảm thấy nặng

5) Trợ lực phanh hai buồng.

hoạt động

*) Khi không đạp phanh

Khi không đạp phanh, không có lực tác dụng nên cần điều khiển van Vìvậy, van khí và cần điều khiển van bị đẩy sang phai nhờ sức căng của lò xo hồivan khí và chúng dừng lại khi van khí chạm vào tấm chặn van Lúc này, do vankhí đẩy van điều khiển sang phải cửa thông với khí quyển qua lọc khí vào trợlực bị hỏng Mặt khác, van chân không và van điều khiển không tiếp súc vớinhau nên cửa A dợc nối thông với cửa B

Vì vậy, chân không tác dụng nên cả buồng áp suất không đổi lẫnbuồng áp suất thay đổi nên không có sự chênh áp giữa các buồng ở cả hai phiácủa píttông

*) Khi đạp phanh

Khi đạp phanh, cần điều khiển van và van khí cùng bị đẩy sang trái vìvậy, van điều khiển và van chân không tiếp súc với nhau, bịt đờng thông giữacửa A với cửa B

Tiếp đó, van khí tách ra khỏi van điều khiển và không khí từ lọc khí,qua cửa B vào buồng áp suất thay đổi Nó sinh ra sự chênh áp giữa buồng ápsuất thay dổi và buồng áp suất không đổi làm píttông dịch sang trái.

Lực tác dụng nên píttông sinh ra bởi sự chênh áp đợc truyền tới đĩa phảnlực qua thân van rồi tới cần trợ lực đầu ra của trợ lực Diện tích tiếp xúc với ápsuất của píttông số 1 và số 2 nhân với sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi

và buồng áp suất thay đổi sẽ bằng lực đầu ra của trợ lực

*) Các trạng thái khác ( giữ phanh, trợ lực cực đại, nhả phanh) hoạt độnggiống nh ở trợ lực đơn

III) Cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và giữ ổn định

về chất lợng phanh trong quá trình sử dụng

1) Cơ cấu phanh guốc.

a) Cơ cấu phanh có chốt tựa một phía và lực đẩy guốc phanh bằngnhau

*) sơ đồ cấu tạo

1: xilanh con; 5: bố phanh;

2: tam bua; 6: trục bánh xe;

3: lò xo hồi vị; 7: chốt cố định;

4: càng phanh;

*) Nguyên lý làm việc:

Khi ngời lái đạp phanh làm cho áp suất dầu phanh từ xilanh chính tớixilanh con qua đờng ống áp suất dầu phanh tác dụng nên xilanh píttông xilanhcon sinh ra lực đẩy càng phanh về hai phía ép bố phanh sát vào tam bua tạomômen phanh để dừng xe lại.

Khi ngòi lái thôi tác dụng lực thì dới tác dụng của lò xo hồi vị kéo tách

bố phanh khỏi tam bua làm dồn dầu từ xilanh con về xilanh chính, đồng thời lò

xo hồi vị của bàn đạp sẽ đa bàn đạp về vị trí ban đầu

b) Cơ cấu phanh có chốt rựa khác phía và lực đẩy nên guốc phanh

- khi ngời lai thôi tác dụng vào bàn đạp phanh thì dói sự đàn hồi của lò

xo kéo càng phanh trở lại và đẩy dầu phanh về xilanh chính và bố phanh táchkhỏi tam bua, kết thúc quá trình phanh

c) Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía và lực đẩy nên hai guốc phanhbằng nhau

*) Sơ đồ cấu tạo:

1: guốc phanh; 4: chốt tựa;

2: cụm xilanh con; 5: má phanh;

3: lỗ dẫn dầu phanh; 6: lò xo hồi vị;

*) Nguyên lýlàm việc

Khi ngời lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì lực đợc truyền từ xilanhqua đờng ống tới các xilanh con và sinh lực hãm xe dừng lại mỗi một guốc cómột xilanh con để dẫn động mở và chốt tựa Chốt tựa đợc liên kết nối với guốcphanh kiểu bơi tạo ra lực ép đều lên tang phanh để tạo ra mômen cản hãm xe 2) cơ cấu phanh đĩa

5 :má phanh;

6: đĩa phanh;

b) Nguyên lý làm việc

Khi ngời lái không tác dụng vao bàn đạp phanh thì sức căng của lò xo hồi

vị làm cho áp suất dầu phanh giảm nên không tác dụng lực ép vào píttông

Khi ngời lái tác dụng một lực vào bàn đạp phanh thì lực phanh sẽ đi từxilanh chính đẩy dầu phanh có áp suất cao tới xilanh con làm píttông dịchchuyển ép má phanh tỳ sát vào đĩa phanh và ở đây sinh ra lực ma sát hãm bánh

- cấu tạo đơn giản: phanh đĩa có cấu tạo rất đơn giản nên việc kiểm tra vàthay thế má phanh rất dễ dàng

- thoát nớc tốt: do nớc bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực lytâm nên tính năng phanh đợc phục hồi trong một thời gian tất ngắn

*) Nhợc điểm của phanh đĩa:

- Má phanh phải chịu đợc ma sát và nhiệt độ lớn hơn phanh guốc: do kíchthớc của má phanh bị hạn chế, nên cần có áp suất lớn hơn để tạo đủ lực phanh.Vì vậy, má phanh phải chịu đợc ma sát và nhiệt độ lớn hơn

- lực phanh nhỏ hơn: do gần nh không có tác dụng tự hãm nên cần ápsuất rất cao để đảm bảo đủ lực dừng xe cần thiết Vì vậy đờng kính píttôngtrong xilanh bánh xe so với phanh trống Thêm nữa, cũng cần có trợ lực phanh

2) Cơ cấu phanh tay

a) Sơ đồ cấu tạo

1:guốc phanh trớc ;

Ngoài hệ thống phanh chân phanh đặt ở các bánh xe, ôtô còn trang bị thêm

hệ thống phanh tay với cơ cấu phanh bố trí ở hệ thống truyền lực ( thờng đặttrên trục thứ cấp hộp số) hoặc sử dụng cơ cấu phanh chung với phanh chân nh-

ng dẫn động riêng rẽ Hệ thống phanh tay đợc dùng khi ôtô dừng hẳn hoặc giữcho ôtô không bị trôi tự do và hỗ trợ cho phanh khi thật cần thiết

Theo kết cấu cơ cấu phanh chia phanh tay thanh 2 loại:

+) cơ cấu phanh kiểu má phanh tang trống

+) cơ cấu phanh tay kiểu phanh đĩa

Hiện nay đa số các ôtô sử dụng cơ cấu phanh tay kiểu má phanh – tangtrống

b) Nguyên lý làm việc:

trớc khi kéo phanh tay cần bóp tay hãm để nhả cơ cấu hãm con cóc, sau

đó kéo tay phanh để thông qua hệ thống truyền động làm quay trục và camphanh, đẩy má phanh ép sát vào tang trống để tiến hành quá trình phanh