Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Phanh Cho Xe SUV 5 Chỗ

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố Các dạng n y còn có thể phân biệt được th nh các cơ cấu sử dụng với các lực điều khiển guốc phanh từ hệ thống d n động khí nén a , thủy lực a, b, c, d, e hoặ

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BỘ MÔN Ô TÔ & XE CHUYÊN DỤNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc -

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

H v t n : Ho ng V n Cư ng MSSV: 20120135

1.Đề tài thiết kế :

T nh to n th t h thốn ph nh cho e SUV ch

2 Các số liệu ban đầu :

- Khối lượng to n bộ khi đầy tải: m = 1981 kg

- Phân bố tải tr ng ra cầu trước/sau: 1288/693 kg

- Chiều d i cơ sở: L = 2700 mm

- Chiều rộng cơ sở trước/sau : B = 1585/1590 mm

- Chiều cao tr ng tâm: hg = 750 mm

- Kí hiệu lốp: 225/55 R19

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

- Tổng quan về hệ thống phanh

- Lựa ch n phương án thiết kế

- Tính toán thiết kế các thông số

- Ứng dụng 3D tính nhiệt một chi tiết phanh

- Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh

4 Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước các bản vẽ):

- Bố trí chung hệ thống phanh tr n xe A0)

- Sơ đ d n động hệ thống phanh A0)

- Bản vẽ lắp cơ cấu phanh trước A0)

- Bản vẽ cơ lắp cấu phanh sau A0)

- Bản vẽ 3D v kết quả tính nhiệt tr n mô h nh A0)

- Bản vẽ bộ trợ lực phanh v xi lanh chính A0)

- Bộ điều hòa lực phanh A0)

- Bản vẽ chi tiết A0)

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

5 Cán bộ hướng dẫn: TS Hoàn Thăn Bình

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : 19/09/2016

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ :

………

Ngày tháng n m

C n bộ hướn dẫn th t

Ký v ghi rõ h t n

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 5

1.1 Công dụng 5

1.2 Phân loại 5

1.3 Yêu cầu kết cấu 6

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh 6

1.5 Cơ cấu phanh 7

1.6 Phanh tay 24

1.7 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng thủy lực 26

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng khí nén 28

1.9 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực 28

1.10 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh 31

CHƯƠNG II : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH 35

2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh 35

2.2 Lựa chọn phương án truyền động phanh 37

2.3 Các thông số tham khảo 43

2.4 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh 43

2.5 Tính toán dẫn động phanh 52

2.6 Tính toán thiết kế cường hóa chân không 54

2.7 Điều hòa lực phanh 66

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

CHƯƠNG III: CÁC HƯ HỎNG CHÍNH THƯỜNG GẶP VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA, QUY TRÌNH THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG PHANH 82

3.1 Các hư hỏng chính thường gặp và cách khắc phục 82

3.2 Phương pháp bảo dưỡng sửa chữa 87

3.3 Kiểm tra dẫn động 88

3.4 Tháo lắp xilanh chính và trợ lực 89

3.5 Xả khí khỏi mạch dầu 89

3.6 Xả khí ra khỏi xilanh chính 90

3.7 Kiểm tra hoạt động của trợ lực phanh 90

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN NHIỆT TRONG SOLIDWORKS 91

4.1 Giới thiệu về phần mềm SolidWorks 91

4.2 Tính nhiệt trong SolidWork 92

KẾT LUẬN CHUNG 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những n m gần đây nền công nghiệp ôtô đã có sự phát triển mạnh mẽ,

hòa nhịp với sự phát triển không ngừng của ng nh công nghiệp ôtô thế giới Việc Việt Nam ra nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ tùng từ nước ngo i, cũng như mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có nền công nghiệp ôtô phát triển h ng đầu thế giới như Đức, Mỹ, Nhật Bản,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ôtô Việt Nam phát triển với việc tiếp thu các dây truyền công nghệ, ứng dụng các phát minh thiết kế v o sản xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo dưỡng v nâng cấp,… ôtô tại Việt Nam, đóng góp không nhỏ v o thu nhập quốc dân của đất nước

Trư ng Đại h c Bách Khoa H Nội l một trong những nơi nghi n cứu, giảng dạy h ng đầu về ôtô tại Việt Nam Sau một quá tr nh h c tập tai trư ng Đại h c Bách Khoa H Nội chúng em đã được t m hiểu về hầu hết các hệ thống tr n ôtô Trong các hệ thống tr n ôtô th hệ thống phanh l một hệ thống rất quan tr ng tr n ôtô với vai trò đảm bảo tính an to n chuyển động của ôtô, giúp giảm thiểu đáng kể các tai nạn tr n các tuyến đư ng giao thông Với các lý do như vậy em đã quyết định ch n hệ thống phanh để t m hiểu v nghi n cứu khi l m đ án tốt nghiệp, em đi

sâu v o t m hiểu hệ thống phanh xe con với đề t i tốt nghiệp l : “Tính toán th t k

h thốn ph nh cho xe SUV 5 ch ’’ Trong quá tr nh thực hiện đề t i em đã nhận

được sự hướng d n tận t nh của thầy giáo Ho ng Th ng B nh đ ng th i em cũng

nhận được ý kiến đóng góp trong Bộ Môn Ôtô v xe chuy n dụng Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức có hạn v th i gian l m đ án tốt nghiệp còn hạn chế cho

n n không tránh khỏi những sai sót kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để em ho n thiện đề t i hơn trong tương lai

Qua đây, cho phép em gửi l i cảm ơn chân th nh đến thầy giáo Ho ng Th ng

Bình Em xin gửi l i cảm ơn to n thể các thầy cô giáo trong Bộ Môn Ôtô v xe

chuy n dụng cùng to n thể các bạn sinh vi n Ô tô đã giúp đỡ em ho n th nh đề t i này

- Giữ xe lâu d i tr n đư ng, đặc biệt l tr n đư ng dốc

- Tr n máy kéo hoặc tr n một số xe chuy n dụng hệ thống phanh còn được

kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe

1.2 Phân loại

* Theo đặc điểm điều khiển

- Phanh chính phanh chân , dùng để giảm tốc độ khi xe chuyển động, hoặc dừng hẳn xe

- Phanh phụ phanh tay , dùng để đỗ xe khi ngư i lái r i khỏi bu ng lái v dùng l m phanh dự phòng

- Phanh bổ trợ phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ , dùng để ti u hao bớt một phần động n ng của ôtô khi cần tiến h nh phanh lâu dài (phanh trên dốc d i…

* Theo kết cấu của cơ cấu phanh

- Cơ cấu phanh tang trống

- Cơ cấu phanh đĩa

- Cơ cấu phanh dải

* Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh

Hệ thống phanh được ho n thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ôtô

khi phanh, do vậy trang bị th m các bộ điều chỉnh lực phanh:

1.3 Yêu cầu kết cấu

Hệ thống phanh tr n ô tô cần đảm bảo các y u cầu cơ bản sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa l đảm bảo quãng

đư ng phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trư ng hợp nguy hiểm

- Điều khiển nhẹ nh ng v thuận lợi: lực tác dụng l n b n đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả n ng thực hiện li n tục của con ngư i

- Đảm bảo sự ổn định của ô tô v phanh m dịu trong m i trư ng hợp

- D n động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực

b n đạp với sự phanh của ô tô trong quá tr nh thực hiện phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy tr ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh trong m i điều kiện sử dụng

- Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cư ng độ lực b n đạp khác nhau

- Có khả n ng giữ ô tô đứng y n trong th i gian d i, kể cả tr n nền đư ng dốc

- Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong m i trư ng hợp sử dụng, kể cả khi một phần d n động điều khiển có hư hỏng

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Hệ thống phanh tr n ô tô g m có các bộ phận chính: cơ cấu phanh, d n động phanh

Ng y nay tr n cơ sở các bộ phận kể tr n, hệ thống phanh còn được bố trí th m các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh

- Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức n ng của các cơ cấu

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh

- D n động phanh: bao g m các bộ phận li n kết từ cơ cấu điều khiển b n đạp phanh, cần kéo phanh tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh

D n động phanh dùng để truyền v khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh

1.5 Cơ cấu phanh

1.5.1 Cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu được dùng khá phổ biến tr n ô tô Trong cơ cấu dạng tang trống sử dụng các guốc phanh cố định v được phanh với mặt trụ của tang trống quay cùng bánh

xe Như vậy quá tr nh phanh được thực hiện nh ma sát bề mặt tang trống v các

má phanh

Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí v điều khiển các guốc phanh th nh các dạng với các t n g i:

- Guốc phanh đặt đối xứng qua đư ng tâm trục a

- Guốc phanh đặt đối xứng với tâm quay (b)

- Guốc phanh đặt bơi c

- Guốc phanh tự cư ng hóa một chiều quay d

- Guốc phanh tự cư ng hóa hai chiều quay e

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Các dạng n y còn có thể phân biệt được th nh các cơ cấu sử dụng với các lực điều khiển guốc phanh từ hệ thống d n động khí nén a , thủy lực a, b, c, d, e hoặc cơ khí a, d

Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống a) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục g m hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đư ng trục, được sử dụng tr n d n động phanh thủy lực v khí nén

* Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xilanh d n động phanh thủy lực tr nh

b y tr n h nh 1.3 Cơ cấu phanh được bố trí tr n cầu sau ô tô con v tải nhỏ, có xilanh thủy lực 11 điều khiển ép guốc phanh v o trống phanh

Cấu tạo cơ bản bao g m:

Phần quay của cơ cấu phanh l tang trống được bắt với moay ơ bánh xe.Phần

cố định l mâm phanh được bắt tr n dầm cầu Các tấm ma sát được tán hoặc dán với guốc phanh Tr n mâm phanh bố trí 2 chốt cố định để lắp ráp với lỗ tựa quay của guốc phanh Chốt có bạc lệch tâm để thay đổi vị trí điểm tựa guốc phanh v l

cơ cấu điều chỉnh khe hở phía dưới giữa má phanh v trống phanh Đầu tr n của hai guốc phanh được kéo bởi lò xo h i vị guốc phanh, tách má phanh khỏi tang trống v

ép pit tông trong xilanh bánh xe về vị trí không phanh Khe hở phía tr n của má phanh v trống phanh được điều chỉnh bằng 2 cam lệch tâm Hai guốc phanh được đặt đối xứng qua đư ng trục đi qua tâm bánh xe

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực

Xilanh bánh xe l xilanh kép có thân chung v hai pit tông bố trí đối xứng Xilanh được bắt chặt với mâm phanh, pit tông b n trong tựa v o đầu guốc phanh

nh chốt tựa Pit tông nằm trong xilanh được bao kín bởi v nh cao su 10 v tạo n n không gian chứa dầu phanh Dầu phanh có áp suất được cấp v o thông qua đai ốc

d n dầu Tr n xilanh bố trí ốc xả khí nhằm xả không khí l t v o hệ thống thủy lực khi cần

Nguy n lý l m việc của cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục được mô tả qua 3 trạng thái: không phanh, phanh, nhả phanh

Ở trạng thái không phanh, dưới tác dụng của lò xo h i vị, má phanh v tang trống

t n tại khe hở nhỏ 0,3 ÷ 0,4 mm, đảm bảo tách hai phần quay v cố định của cơ cấu phanh, các bánh xe được quay trơn

Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa đến xilanh bánh xe xilanh thủy lực Khi

áp lực dầu trong xilanh lớn hơn lực kéo của lò xo h i vị, đẩy đầu tr n của các guốc phanh về hai phía Các guốc phanh chuyển động quay quanh điểm tựa dưới chốt phanh , ép má phanh sát v o trống phanh, phát sinh ma sát giữa hai phần: quay tang trống v cố định guốc phanh , tốc độ tang trống giảm dần, h nh th nh sự phanh ô tô tr n đư ng

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố Khi xe tiến, chiều quay của tang trống ngược chiều kim đ ng h , guốc phanh b n trái đặt các lực đẩy của xilanh bánh xe cùng chiều quay được g i l “guốc siết”, ngược lại, guốc phanh b n phải l “guốc nhả” Má phanh b n guốc siết chịu áp lực lớn hơn b n guốc nhả, do vậy được chế tạo d i hơn, nhằm mục đích tạo n n sự hao mòn hai má phanh như nhau trong quá tr nh sử dụng

Khi nhả phanh, áp suất dầu trong xilanh giảm, lò xo h i vị kéo các guốc phanh ép

v o pit tông, guốc phanh v má phanh tách khỏi trống phanh Lực ma sát không t n tại, bánh xe lại được l n trơn

Trong quá tr nh phanh, tang trống v má phanh bị nóng l n bởi lực ma sát, gây hao mòn các tấm ma sát v bề mặt trụ của tang trống Sự nóng l n quá mức có thể

d n tới suy giảm hệ số ma sát v l m giảm hiệu quả phanh lâu d i, biến dạng các chi tiết bao kín bằng cao su, do vậy cơ cấu phanh cần thiết được thoát nhiệt tốt Sự mòn tấm ma sát v tang trống d n tới t ng khe hở má phanh, tang trống, khi phanh

có thể l m t ng độ trễ tác dụng Do vậy, các cơ cấu phanh đều bố trí các kết cấu điều chỉnh khe hở tr n guốc phanh Công việc điều chỉnh lại khe hở trong cơ cấu phanh cần tiến h nh theo định kỳ

Cơ cấu phanh được bố trí tr n cầu trước ô tô tải vừa v nặng, với d n động phanh bằng khí nén, có xilanh khí nén điều khiển cam xoay ép guốc phanh v o trống phanh Phần quay của cơ cấu phanh l tang trống Phần cố định bao g m mâm phanh được bắt cố định tr n dầm cầu

* Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén:

Tr n hai guốc phanh có tán các tấm ma sát má phanh Để t ng khả n ng tiếp xúc

mỗi b n guốc phanh bố trí hai tấm ma sát với kích thước d y bằng nhau 6 ÷ 10 mm

Tr n mâm phanh có hai chốt để lắp đầu dưới của hai guốc phanh Hai chốt cố định

n y có bố trí trục lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới giữa má phanh v trống phanh Đầu tr n của hai guốc phanh được lò xo h i vị kéo áp sát v o cam, thông qua con l n Cam quay v trục được chế tạo liền, với các bi n dạng Cycloit hoặc Acsimet Khi cam quay dịch chuyển quanh tâm trục, các đầu guốc phanh bị đẩy, ép

má phanh sát v o tang trống Khe hở ban đầu phía tr n của má phanh v trống

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố phanh được thiết lập bằng vị trí của cam Cấu trúc hai guốc phanh được bố trí đối xứng qua trục đối xứng của cơ cấu phanh

Hình 1.4 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén

Khi phanh, xilanh khí nén đẩy đòn quay, d n động quay trục v cam quay ngược chiều kim đ ng h Con l n tựa l n bi n dạng cam đẩy guốc phanh về hai phía, ép má phanh sát v o trống phanh để thực hiện quá tr nh phanh

Khi nhả phanh, đòn trục cam sẽ xoay cam trở về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của

lò xo h i vị, kéo các guốc phanh ép chặt v o cam, tách má phanh ra khỏi trống phanh Sự tác động của cam l n các guốc phanh với các chuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đều nhau, do vậy các má phanh tr n cả hai guốc phanh của

cơ cấu có kích thước bằng nhau

Cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua trục được bố trí phổ biến tr n cơ cấu phanh của cầu trước v cầu sau cho ô tô con, ô tô tải với hệ thống phanh thủy lực v khí nén

b) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

Tr n một số ô tô con, ô tô tải v ô tô buýt nhỏ bố trí cơ cấu phanh đối xứng qua tâm trục quay bánh xe Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện tr n mâm phanh

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

bố trí hai chốt guốc phanh, hai xilanh bánh xe, hai guốc phanh ho n to n giống nhau v đối xứng với nhau qua tâm

Hình 1.5 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

Mỗi guốc phanh được lắp tr n một chốt cố định ở mâm phanh v có bạc lệch tâm

để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Đầu còn lại của guốc phanh luôn tỳ v o pit tông của xilanh bánh xe nh lò xo guốc phanh Khe hở phía

tr n giữa má phanh v trống phanh được điều chỉnh bởi cam

Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa đến các xilanh bánh xe qua ốc 4, áp lực dầu tác động l n các pit tông thắng lực kéo của lò xo h i vị sẽ đẩy pit tông cùng với đầu tr n của guốc phanh, ép các má phanh v o trống phanh thực hiện quá tr nh phanh Khi nhả phanh, áp suất dầu trong xilanh giảm, lò xo h i vị guốc phanh kéo các guốc ép chặt v o pit tông, tách má phanh ra khỏi trống phanh

Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm chỉ dùng với xilanh thủy lực v được bố trí

ở cầu trước của ô tô con hoặc tải nhỏ Kết cấu bố trí sao cho với chuyển động tiến,

cả hai guốc phanh đều l guốc siết, khi lùi trở th nh hai guốc nhả Như vậy hiệu quả phanh khi tiến lớn, còn khi lùi nhỏ Tuy nhi n th i gian lùi ô tô rất ít v tốc độ rất chậm n n không cần hiệu quả phanh cao

c) Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi có cả hai đầu các guốc phanh đều chịu tác động trực tiếp của lực điều khiển v có thể di trượt Cơ cấu phanh bố trí phía cầu sau ô tô tải có tr ng lượng đặt l n một cầu lớn, các xilanh bánh xe bố trí 2 pit tông,

đ ng th i tác động v o cả đầu tr n, dưới của các guốc phanh Guốc phanh chuyển động tịnh tiến v dịch chuyển ép sát v o tang trống phanh Pit tông li n kết ren với chốt đẩy, phục vụ mục đích điều chỉnh khe hở ban đầu của má phanh với trống phanh Tr n pit tông có v nh r ng điều chỉnh Vị trí của pit tông được thiết lập tương đối đối với xilanh khi xoay v nh r ng điều chỉnh V nh r ng được cố định

nh thanh lò xo lá, đảm bảo không bị xoay khi hoạt động Hai lò xo h i vị guốc

phanh bố trí kéo h i vị cả hai đầu guốc phanh

Hình 1.6 Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi

Khi l m việc guốc phanh được đẩy ra ép sát v o trống phanh ở cả hai đầu guốc phanh n n th i gian khắc phục khe hở giữa má phanh v trống phanh nhỏ giảm độ chậm tác dụng , hiệu quả phanh cao hơn loại guốc phanh cố định một đầu Sự li n kết lực điều khiển P thông qua các xilanh thủy lực, cho phép các pit tông trong xilanh v điểm tỳ của guốc phanh có khả n ng dịch chuyển nhỏ kết cấu bơi , đảm bảo đ ng đều lực điều khiển kể cả khi tiến v lùi Đặc điểm khác biệt của guốc phanh kết cấu bơi ở bi n dạng điểm tỳ guốc phanh dạng tự lựa, khi l m việc giúp các má phanh m i mòn đều theo chiều d i guốc phanh

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Lò xo h i vị có độ cứng lớn, đảm bảo khả n ng cố định guốc phanh khi không phanh Việc kiểm tra khe hở giữa má phanh v tang trống, được thực hiện bằng thước lá Khe hở ban đầu giữa má phanh v trống phanh thư ng khoảng 0,12 mm

d) Cơ cấu phanh dạng tự cường hóa

Tr n một số cơ cấu phanh tang trống sử dụng kết cấu với tác dụng tự cư ng hóa 1 chiều quay hay tác dụng tự cư ng hóa hai chiều quay Các dạng tự cư ng hóa được hiểu theo khả n ng gia t ng hiệu quả tạo n n mômen phanh dưới tác dụng của lực điều khiển P

Ở dạng tự cư ng hóa a , khi lực điều khiển P cùng chiều với chiều quay ω của tang trống, xuất hiện lực đẩy guốc phanh Q ở điểm nối li n kết hai guốc phanh Lực

Q h nh th nh bởi cộng tác dụng của P v mômen ma sát giữa tang trống v má phanh

Tr n guốc phanh có điểm tựa cố định, lực tác dụng được cư ng hóa v thực hiện dịch chuyển ép má phanh với tang trống Hiệu quả như vậy xảy ra theo một chiều quay nhất định, nếu theo chiều ngược lại hiệu quả phanh sẽ thấp hơn

Ở dạng tự cư ng hóa b có bố trí th m gối tựa cố định với tác dụng lực điều khiển cả hai phía Khi tang trống quay theo chiều ω, một guốc phanh được tỳ l n điểm tựa, hiệu quả phanh giống như trư ng hợp tự cư ng hóa a khi tang trống quay theo chiều ngược lại, tác dụng đảo chiều Như vậy ở dạng tự cư ng hóa n y, hiệu quả phanh hai chiều đều được cư ng hóa v hiệu quả như nhau

Hiện tượng tự cư ng hóa tr n kèm theo sự biến đổi nhanh mômen phanh khi gia t ng lực điều khiển, do vậy tính chất ổn định mômen kém Các kết cấu ng y nay chỉ sử dụng kết cấu tự cư ng hóa khi cần thiết Tr n ô tô sử dụng phổ biến hơn cả với các dạng không cư ng hóa để đảm bảo khả n ng ổn định điều khiển mômen phanh

e) Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh tang trống có số lượng chi tiết nhiều tr ng lượng lớn v thư ng được bố trí trong lòng bánh xe ô tô Một số chi tiết quan tr ng trong cơ cấu phanh tang trống g m: tang trống, guốc phanh v má phanh, xilanh bánh xe, cùng với các

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

* Tang trống phanh:

Tang trống phanh l một chi tiết luôn quay cùng bánh xe, chịu lực ép của các guốc phanh từ trong ra, bởi vậy tang trống phải có bề mặt ma sát với má phanh, độ bền cao, ít bị biến dạng, cân bằng tốt, dễ truyền nhiệt Vật liệu chế tạo tang trống thư ng được chế tạo từ gang, tr n ô tô con có thể được chế tạo từ hai vật liệu cơ bản: hợp kim nhôm với ống lót bằng gang Tang trống có chiều d y khá lớn, bề mặt b n trong tạo n n h nh trụ tròn xoay có độ bóng đảm bảo khả n ng tạo ma sát

cao Tang trống li n kết tr n moay ơ nh các bu lông ghép chắc hoặc vít định vị

đ ng tâm với trục quay bánh xe

Hình 1.7 Tang trống phanh

* Guốc phanh và má phanh

Guốc phanh v má phanh li n kết với nhau nh dán hoặc tán Má phanh được chế tạo từ vật liệu chịu m i mòn, có hệ số ma sát ổn định trước sự biến động nhiệt độ của má phanh, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể đạt được đến 0,4 Guốc phanh đúc được chế tạo cho cơ cấu phanh ô tô tải vừa v lớn Cấu trúc tiết diện thư ng gặp l dạng chữ T Các guốc phanh y u cầu độ cứng vững cao có tiết diện

chữ П

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.8 Guốc phanh

Guốc phanh dạng h n, chế tạo từ các lá thép d y từ 3 ÷ 5 mm, có cấu trúc

g m: bề mặt cong tròn v xương t ng cứng Guốc phanh dạng h n được dùng cho

ô tô con Tr n ô tô tải, guốc phanh li n kết với má phanh bằng đinh tán hợp kim nhôm mềm Đinh tán cần nằm sâu cách xa bề mặt ma sát của má phanh Khi má phanh bị mòn, đinh tán không được c sát v o bề mặt trụ của tang trống Tr n ô tô con, má phanh dán với guốc phanh bằng chất keo dính đặc biệt, có khả n ng bám chắc tr n bề mặt guốc phanh khi chịu lực

Xylanh kép có thể l dạng trụ đối xứng hoặc dạng trụ có bậc Xylanh kép có hai pit tông l m việc đối xứng với đư ng dầu d n v o giữa hai đỉnh pit tông v một

đư ng xả không khí khi cần thiết Hai pit tông luôn được cách nhau để tạo không

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố tông hoặc lò xo ng n cách Trong xylanh bố trí các pit tông Bao kín giữa pit tông với xylanh nh phớt tròn kín hay phớt v nh kh n, nằm trong rãnh pit tông

Để tạo n n lực điều khiển l n các guốc phanh khác nhau tr n một số cơ cấu phanh sử dụng xylanh kép dạng trụ có bậc Với guốc siết sử dụng đư ng kính trụ nhỏ, nhằm san đều lực điều khiển v giảm sự sai lệch độ mòn của các má phanh cùng kích thước Cặp xilanh pit tông cần l m việc với độ kín khít cao, do vậy bề mặt của xilanh v pis ton được gia công trơn bóng v được l m sạch cẩn thận trước khi lắp Tr n xylanh bố trí ốc xả không khí Ốc xả không khí chỉ mở, khi cần xả không khí có l n trong hệ thống thủy lực điều khiển, còn lại ốc thư ng xuy n được siết chặt tránh rò rỉ dầu phanh Xylanh thư ng được chế tạo từ gang, pit tông được chế tạo từ hợp kim nhôm Lực điều khiển tác dụng l n đầu guốc phanh được thực hiện thông qua chốt trụ

* Cam quay

Cam quay nằm trong cơ cấu phanh tang trống với d n động phanh khí nén Khi phanh, áp lực khí nén nh bầu phanh đẩy cam quay, guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá tr nh phanh tang trống Ở trạng thái lắp ráp, cam v guốc phanh ép sát nhau, khe hở má phanh v tang trống lớn hơn quy định

Khi chưa phanh, vị trí ban đầu của cam được điều chỉnh cho bánh xe l n trơn, guốc phanh tựa l n bề mặt cam có khoảng cách nhỏ nhất định giữa má phanh v tang trống Ở trạng thái phanh, cam được điều khiển quay tiếp với khoảng dịch chuyển Δ của đầu guốc phanh, v khắc phục hết khe hở má phanh v tang trống Cam tựa l n guốc với các lực tác dụng P Hai lực P đặt cách nhau một khoảng 2d, bằng đư ng kính vòng tròn cơ sở của bi n dạng cam

Bi n dạng cam Acsimet chế tạo đơn giản, nhưng khoảng cách 2d lớn v ảnh hưởng tới hiệu quả phanh, nh vít điều chỉnh thông qua cơ cấu điều chỉnh

f) Điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh

Khe hở ban đầu Δ giữa má phanh v trống phanh giúp cho bánh xe có thể l n trơn, khi khe hở quá lớn sẽ ảnh hưởng đến độ chậm tác dụng, gia t ng quãng đư ng phanh Khe hở Δ trong sử dụng luôn t ng do mòn, do vậy cần tiến h nh điều chỉnh lại Kết cấu điều chỉnh khá đa dạng v phụ thuộc v o cấu trúc từng hệ thống phanh

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Để điều chỉnh khe hở Δ, kết cấu có thể cho phép thực hiện định kỳ bằng tay hoặc tự động Nguy n tắc của việc điều chỉnh của các kết cấu được thực hiện tại hai vị trí của guốc phanh: vùng phía tr n v vùng phía dưới của guốc

* Điều chỉnh bằng tay với hệ thống phanh thủy lực

+ Điều chỉnh thông qua cơ cấu cam

Khe hở phía tr n giữa má phanh v trống phanh được điều chỉnh bởi cam lệch tâm, bi n dạng cam luôn tỳ v o mặt cong của guốc phanh Khi quay ốc xoay cam, guốc phanh dịch chuyển theo, thay đổi khe hở tr n Khe hở phía dưới được điều chỉnh nh bạc lệch tâm bố trí tr n chốt Bạc lệch tâm được n khớp trong bằng mặt vát với chốt v quay cùng chốt khi điều chỉnh Khi quay chốt, bạc lệch tâm quay theo v mang phần dưới guốc phanh dịch chuyển l m thay đổi khe hở

dưới giữa má phanh v trống phanh Một cơ cấu phanh khí nén cũng sử dụng cam lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới guốc phanh

+ Điều chỉnh vị trí chốt đẩy giữa xilanh v guốc phanh

Kết cấu n y thư ng được sử dụng cho cơ cấu phanh dạng bơi, tự cư ng hóa Chốt đẩy có tác dụng li n kết giữa một đầu guốc phanh v pit tông trong xilanh bánh xe Li n kết giữa pit tông v chốt đẩy bằng ren Tr n pit tông bố trí một v nh

r ng, khi xoay v nh r ng, pit tông quay theo, li n kết ren giúp cho chốt bị dịch chuyển, thay đổi vị trí giữa chốt v pit tông Rãnh n khớp của đầu chốt với guốc phanh giữ chốt không xoay Tr n mâm phanh có cửa sổ nhỏ, đủ tỳ tuốc nơ vít bẩy

v nh r ng xoay trong quá tr nh điều chỉnh Lò xo lá, kẹp chặt tr n xilanh v tỳ đ n

h i với v nh r ng, có tác dụng giữ nguy n trạng thái đã điều chỉnh đúng

* Tự động điều chỉnh khe hở trong hệ thống phanh thủy lực

Để điều chỉnh kịp th i khe hở của má phanh với tang trống khi má phanh quá mòn, tr n nhiều ô tô sử dụng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở Các dạng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở thư ng gặp như sau:

+ Sử dụng l y gạt tự động điều chỉnh khi phanh bằng phanh chân

+ Sử dụng đòn chốn hai guốc phanh

+ Sử dụng kẹp ma sát

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

1.5.2 Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa phanh đĩa được dùng phổ biến tr n ô tô con, có thể ở cả cầu trước v cầu sau, do có những ưu điểm chính:

+ Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi, điều n y giúp cho bánh xe bị phanh l m việc ổn định, nhất l ở nhiệt độ cao

+ Thoát nhiệt tốt, khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu g n

+ Dễ d ng trong sửa chữa v thay thế tấm ma sát

+ Dễ d ng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh v đĩa phanh

Nhược điểm của phanh đĩa:

+ Bụi bẩn dễ bám v o má phanh v đĩa phanh, nhất l khi xe đi v o chỗ bùn lầy v l m giảm ma sát giữa má phanh v đĩa phanh v d n đến l l m giảm hiệu quả phanh

+ Mòn nhanh

+ Má phanh phải chịu được ma sát v nhiệt độ lớn hơn

- Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa được chia th nh hai loại: có giá đỡ xilanh

cố

định v có giá đỡ xilanh di động Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa g m:

+ Đĩa phanh được lắp v quay cùng với moay ơ của bánh xe

+ Giá đỡ xilanh, đ ng th i l xilanh điều khiển, tr n đó bố trí các đư ng

d n dầu áp suất cao v ốc xả khí, b n trong xilanh có các pit tông

+ Hai má phanh phẳng, đặt ở hai b n đĩa phanh v được tiếp nhận lực điều khiển bởi các pit tông trong xilanh bánh xe

Cơ cấu phanh đĩa có giá di động có kết cấu g n, thuận lợi cho việc bố trí hệ thống treo hiện đại n n được sử dụng nhiều ở ô tô con ng y nay Ngo i ra tr n một

số xe chuy n dụng, sử dụng phanh chính nhiều đĩa l m việc trong dầu

a) Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.10 Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Giá đỡ đƣợc bắt cố định với giá đỡ đứng y n của trục bánh xe Tr n giá đỡ bố trí

hai xilanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong xilanh có pit tông, một phía của

pit tông tỳ sát v o các má phanh, một phía chịu áp lực dầu khi phanh

Dầu từ hệ thống d n động điều khiển đƣợc cấp đến cả hai xilanh bánh xe

nh các đƣ ng d n.Các pit tông sử dụng phớt bao kín dạng v nh kh n d y để bao

kín khoang chịu áp suất cao, v phớt chắn bụi che bụi từ ngo i v o bề mặt l m việc

Khi đạp phanh, dầu áp suất cao 60 ÷ 120 bar qua ống d n đ ng th i đến

các xilanh bánh xe, đẩy các pit tông ép các má phanh theo hai chiều ngƣợc nhau vào

đĩa phanh, thực hiện phanh Khi thôi phanh dầu từ xilanh bánh xe h i trở về, áp

suất dầu điều khiển không t n tại, kết thúc quá tr nh phanh

b) Phanh đĩa có giá đỡ di động

Giá đỡ xilanh có thể di trƣợt ngang đƣợc theo chốt trƣợt bắt cố định Trong

giá di động khoét lỗ tạo th nh xilanh v bố trí pit tông Pit tông tỳ trực tiếp v o

một má phanh Má phanh ở phía đối diện đƣợc lắp trực tiếp tr n giá đỡ di động

Các má phanh đƣợc định vị nh các rãnh định vị tr n giá di động, hoặc nh chốt

trƣợt v các lò xo giữ Giá cố định đƣợc bắt với giá đỡ trục quay bánh xe, v l

nơi tiếp nhận các phản lực sinh ra khi phanh

áp suất trong khoang kín Nhƣ vậy đĩa đƣợc ép bởi cả hai má phanh, thực hiện quá

trình phanh bánh xe

Khi nhả phanh, áp suất dầu điều khiển giảm nhỏ, các phớt bao kín có khả n ng

đ n h i kéo pit tông trở về vị trí ban đầu, đ ng th i các đĩa phanh quay trơn với độ đảo rất nhỏ, tách má phanh với đĩa Do bề mặt ma sát phẳng n n khe hở ban đầu của một cặp má phanh v đĩa phanh rất nhỏ 0,03 ÷ 0,1mm , điều n y giúp cho cơ cấu phanh đĩa có khe hở ban đầu rất nhỏ, t ng độ nhạy của cơ cấu khi phanh Giá trị mômen phanh sinh ra tr n cơ cấu phanh phụ thuộc v o giá trị lực điều khiển P Trên các cơ cấu phanh cần mômen phanh lớn có thể dùng 2, 3 pit tông, đƣợc điều khiển

đ ng th i

* Má phanh

* Tự động điều chỉnh khe hở má phanh, đĩa phanh

Hình 1.14 Tự động điều chỉnh khe hở

Cơ cấu phanh đĩa phổ biến dùng các cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh

v đĩa phanh Kết cấu thư ng sử dụng l lợi dụng biến dạng của phớt bao kín v nh

kh n để h i vị pit tông lực trong xilanh Phớt bao kín nằm trong rãnh của xilanh

l m nhiệm vụ bao kín khoang dầu có áp suất khi phanh Phớt được lắp tr n pit tông Dưới tác dụng của áp suất dầu pit tông bị đẩy dịch chuyển Lực ma sát của pit tông kéo phớt biến dạng theo chiều mũi t n Khi nhả phanh, áp lực dầu giảm, phớt h i vị kéo pit tông trở lại vị trí ban đầu Khi phanh nếu khe hở má phanh v đĩa phanh lớn, lực đẩy của dầu tác dụng l n pit tông lớn hơn lực ma sát, đẩy pit tông trượt tr n phớt Khi nhả phanh, pit tông chỉ h i vị bằng đúng biến dạng của phớt v tạo n n vị trí mới của má phanh với đĩa phanh

Phớt với kích thước tiết diện vuông hay chữ nhật đủ khả n ng biến dạng với khe

hở 0,6 mm, tương ứng với tổng khe hở hai b n của má phanh với đĩa trong cơ cấu

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố phanh Để t ng biến dạng của phớt, một số tiết diện chứa v nh kh n có dạng h nh thang vuông có góc vát nhỏ 5 ÷ 100 cho phép v nh kh n biến dạng tới 1,2mm

Hệ thống phanh tr n ô tô tối thiểu phải có: phanh chính v phanh dự phòng, hai

hệ thống n y cần đƣợc điều khiển D biệt Y u cầu n y đảm bảo ô tô có thể dừng xe

kể cả khi phanh chính bị sự cố Với nhiệm vụ dừng xe tr n dốc, phanh tay đƣợc chế tạo với khả n ng đỗ xe tối đa tr n dốc 18% 180 ÷ 200 Phanh tay đƣợc tập hợp bởi hai bộ phận chính: cơ cấu phanh, d n động phanh có cơ cấu điều khiển từ khu vực thuận lợi xung quanh ngƣ i lái

Cơ cấu phanh có thể đƣợc bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bố trí ri ng đặt tr n trục ra của hộp số D n động phanh của phanh tay hoạt động độc lập với d n động phanh chính v đƣợc điều khiển bằng tay, phổ biến l

d n động cơ khí với độ tin cậy cao Một số ô tô tải dùng cơ cấu phanh bố trí chung với phanh chính có dạng điều khiển phanh tay bằng lò xo tích n ng, bố trí trong bầu phanh

bộ khóa Muốn nhả phanh tay chỉ cần ấn ngón tay v o nút 1 để nhả cơ cấu con cóc

r i đẩy tay điều khiển 2 về phía trước Lò xo 5 sẽ kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu Vít điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh v tang trống

1.6.2 Ph nh t y có cơ cấu ph nh ở c c b nh e s u

6.guốc phanh; 7.vành răng; 8.đòn quay; 9.thanh chống Hình 1.16 Phanh tay tại cơ cấu phanh bánh sau

v o tang trống thực hiện phanh bánh xe Tr n các cơ cấu phanh đĩa bố trí ở cầu sau,

sử dụng các kết cấu đẩy khóa pit tông trong xilanh bánh xe Các dạng kết cấu li n hợp giữa phanh tay v phanh chân hiện nay rất đa dạng

1.7 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng thủy lực

Hệ thống phanh sử dụng phương pháp truyền n ng lượng thủy tĩnh với áp suất lớn nhất trong khoảng 60 ÷ 120 bar Áp suất được h nh th nh khi ngư i lái đạp b n đạp phanh, thực hiện tạo áp suất trong xilanh chính Chất lỏng dầu phanh được

d n theo các đư ng ống tới các xilanh bánh xe nằm trong cơ cấu phanh Với áp suất dầu, các pit tông trong xilanh thực hiện tạo lực ép má phanh v o tang trống hoặc đĩa phanh, thực hiện sự phanh tại các cơ cấu phanh bánh xe

D n động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh m dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao do dầu không bị nén Nhược điểm của nó l : tỉ số truyền của d n động không lớn, n n không thể t ng lực điều khiển tr n cơ cấu phanh V vậy hệ thống d n động phanh thủy lực thư ng được sử dung tr n ô tô con hoặc ô tô tải nhỏ

1.7.1 Dẫn độn một dòn

D n động một dòng sử dụng xilanh chính một bu ng d n dầu đến tất cả các xilanh bánh xe V một lý do bất kỳ n o đó, nếu một đư ng ống d n dầu bị hở, dầu trong hệ thống bị mất áp suất, tất cả các bánh xe đều bị mất phanh D n động một dòng có kết cấu đơn giản, nhưng độ an to n không cao, v vậy ng y nay, hệ thống phanh tr n ô tô bố trí với tối thiểu hai dòng phanh d n động độc lập

Ưu, nhược điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng

Ngoài có ưu điểm v nhược điểm chung của hệ thống d n động phanh thuỷ lực

nói chung th hệ thống d n động phanh thuỷ lực một dòng còn có ưu nhược điểm sau:

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.17 Dẫn động một dòng

+ Kết cấu đơn giản

+ Khi có sự rò rỉ hoặc bị thủng tr n đƣ ng ống th hệ thống phanh không l m việc

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Ưu, nhược điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng

Ngo i các ưu điểm như d n động phanh một dòng Trong quá tr nh sử dụng hệ thống phanh, nếu như có một đư ng ống n o đó bị rò rỉ hoặc bị hư hỏng th đư ng ống kia v n hoạt động b nh thư ng để điều khiển xe dừng Nhưng kết cấu phức tạp hơn so với d n động phanh thuỷ lực một dòng

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng khí nén

Cấu tạo chung của d n động phanh khí nén cơ bản bao g m các phần chính: ngu n cung cấp khí nén, van phân phối khí, bầu phanh v đư ng ống d n khí Độ bền v độ tin cậy của d n động phanh khí nén phụ thuộc v o chất lượng khí nén Do vậy khí nén phải đảm bảo sạch khô, có áp suất ở mức an to n khi l m việc

Lực điều khiển tr n b n đạp chủ yếu l điều khiển van phân phối, lực tác dụng

l n cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng l n bầu phanh Cấu tạo đơn giản, lắp ráp dễ d ng nhưng độ an to n thấp, độ tin cậy không cao Độ nhạy của hệ thống không cao, do vậy th i gian chậm tác dụng lớn Các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước v tr ng lượng lớn n n thư ng dùng tr n xe tải

Khi ngư i điều khiển tác dụng v o b n đạp phanh một lực th tổng van 6

sẽ được mở, khí có áp suất cao từ b nh khí nén đi v o các đư ng ống d n đến các bầu phanh 5 Áp suất khí nén tác động l n m ng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy l m xoay cam của cơ cấu phanh Do đó ép má phanh v o trống phanh Bộ điều chỉnh áp suất

2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạn xác định

Khi nhả b n đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa b nh chứa khí với đư ng ống d n để ống d n mở thông với khí quyển Khí nén từ các bầu phanh được thoát ra v guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúc phanh

1.9 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

D n động bằng thủy lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng lực điều khiển tr n b n đạp cần lớn Ngược lại đối với d n động bằng khí nén có ưu điểm l lực điều khiển

tr n b n đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém th i gian chậm tác dụng lớn do khí bị nén do chịu áp suất Do đó để tận dụng ưu điểm của hai loại d n động tr n ngư i ta sử

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố dụng hệ thống d n động phối hợp giữa thủy lực v khí nén tr n các ô tô tải, ô tô buýt trung b nh v lớn

1 Máy nén khí; 2 Bộ điều chỉnh áp suất; 3 Bình khí nén

; 4 Lò xo hồi vị; 5 Bầu phanh; 6 Tổng van phanh

Hình 1.19 Dẫn động khí nén

D n động khí nén đảm bảo tính n ng điều khiển của hệ thống d n động, còn

d n động thuỷ lực đảm nhận chức n ng bộ phận chấp h nh Phần khí nén g m có: tổng van phanh 1 kết hợp với những cơ cấu tuỳ động kiểu pittông v xilanh 4 v 6, nối với nhau bằng đư ng ống 3 v với ng n dưới của tổng van 1 Ng n tr n của tổng van thông qua đư ng ống d n 2 phanh khí nén của rơmooc áp suất khí nén tác động l n các pittông ở trong hai xilanh tạo lực đẩy các pittông các xi lanh thuỷ lực khí 4 v 6 Phần thuỷ lực d n động g m 2 đư ng d n dầu độc lập, xi lanh chính 4 nối với bốn xi lanh công tác 8 bằng các đư ng ống d n Xi lanh công tác n y tác động l n guốc phanh 8 v 10 ở cầu giữa v trước, xilanh chính 6 tác động l n hai guốc phanh 12 nh xi lanh công tác 11

*Ưu điểm:

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Đảm bảo độ nhạy cao, phanh đ ng th i được tất cả các bánh xe, điều khiển

nhẹ nh ng Đ ng th i đảm bảo được khả n ng tuỳ động v khả n ng điều khiển phanh rơ-mooc

*Nhựơc điểm:

- Kích thước của hệ thống phanh li n hợp rất c ng kềnh v phức tạp, rất khó

kh n khi bảo dưỡng v sửa chữa

- Khi phần khí d n động khí nén bị hỏng th d n đến cả hệ thống ngừng l m việc Cho n n trong hệ thống phanh li n hợp ta cần chú ý đặc biệt tới phần d n động khí nén

- Khi sử dụng hệ thống phanh li n hợp th giá th nh rất cao v có nhiều cụm chi tiết đắt tiền

Hệ thống được mô tả h nh dưới :

1- Tổng phanh liên hợp; 2- Đường ống dẫn tới phanh rơmooc; 3- Đường ống dẫn tới phanh ô tô kéo; 4,6 – Xy lanh; 5,7 – Bình chứa dầu; 8 – Xy lanh của cầu trước và cầu giữa; 9 – Guốc phanh của cầu trước; 10 – Guốc phanh cầu giữa; 11 –

Xy lanh phanh cầu sau

Hình 1.20 Dẫn động liên hợp

2

3 1

8

9 8 9

8

8 10

10

11

11 12

12 4

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

1.10 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh

Quá tr nh phanh tiến h nh tốt nhất khi lực phanh gần xấp xỉ bằng với lực bám,

tức l mômen phanh sinh ra trong cơ cấu phanh cần tương ứng với mômen bám của bánh xe Quy luật đã chỉ ra: khi c ng t ng cư ng độ phanh, tải tr ng thẳng

đứng đặt tr n cầu trước c ng t ng cao, còn tải tr ng thẳng đứng tr n cầu sau c ng giảm Do vậy, cầu sau có nhiều khả n ng d n đến bị trượt lết bánh xe

1.10.1 Bộ điều chỉnh lực phanh

Trong hệ thống phanh thủy lực cũng như hệ thống phanh khí nén, áp suất thủy lực

hoặc khí nén d n ra các bánh xe của cầu trước v cầu sau có thể bằng nhau hoặc

khác nhau Một số hệ thống sử dụng van phân phối phanh khí nén hoặc xilanh

chính hai dòng có áp suất khí nén, thủy lực ra các dòng khác nhau Mức độ thay đổi

áp suất giữa các dòng phanh phụ thuộc v o lực b n đạp, không phụ thuộc v o lực thẳng đứng tr n cầu xe Mặc dù chất lượng phanh trong trư ng hợp n y có cải thiện hơn, nhưng chỉ thích hợp trong một số ít các t nh trạng thực tế khi phanh tr n

đư ng

Ng y nay hệ thống phanh tr n ô tô dùng van phân phối hoặc xilanh chính hai dòng có áp suất ra các dòng như nhau với bộ điều hòa lực phanh bộ tự động điều chỉnh áp suất ra cầu sau Bộ điều hòa lực phanh có nhiều dạng cấu trúc, điển h nh là:

+ Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, l m việc tr n cơ sở của

sự thay đổi áp suất sau xilanh chính còn g i l bộ điều hòa tĩnh

+ Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, l m việc tr n cơ sở của

sự thay đổi áp suất sau xilanh chính v tải tr ng tác dụng tr n các bánh xe của các cầu bộ điều hòa hai thông số

Bộ điều hòa tĩnh chỉ có khả n ng điều chỉnh áp lực dầu theo áp suất sau xilanh chính, bởi vậy khi tải tr ng tr n các bánh xe sau thay đổi lớn, áp suất dầu không thay đổi theo Ng y nay, thư ng dùng bộ điều hòa hai thông số do khả n ng

l m việc thích hợp hơn bộ điều hòa tĩnh

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.21 Đường đặc tính của bộ điều hòa lực phanh hai thông số

Hình 1.21 trên thể hiện đặc tính của bộ điều hòa lực phanh Đư ng nét đứt thể hiện mối quan hệ giữa áp suất p trong xilanh bánh xe trước v sau khi không có bộ điều hòa Đư ng cong liền thể hiện mối quan hệ giữa áp suất trong xilanh bánh xe trước v sau ở điều kiện lý tưởng Đư ng liền gãy khúc thể hiện mối quan hệ giữa

áp suất trong xilanh bánh xe trước v sau khi có bộ điều hòa lực phanh Đư ng n y

đã bám sát đư ng lý tưởng n n đã cải thiện được chất lượng phanh

1.10.2 Bộ chống hãm cứng bánh xe ABS

Trong quá trình phanh, mômen phanh trong cơ cấu phanh ng n cản chuyển động quay của các bánh xe, nhưng mômen phanh lại phụ thuộc v o điều kiện bám giữa bánh xe v nền đư ng, tức l phụ thuộc v o độ trượt của bánh xe tr n nền

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.22 Bộ chống hãm cứng bánh xe

Khi phanh xe đang chuyển động, nếu bánh xe bị bó cứng ho n to n, độ trƣợt giữa bánh xe với mặt đƣ ng l 100%, lực d c F giới hạn, lực ngang Y giới hạn giữa bánh xe với mặt đƣ ng giảm xuống rất thấp Điều đó d n đến giảm hiệu quả phanh

v giảm khả n ng ổn định của ô tô Nhƣ vậy sự l n của bánh xe khi phanh cần thiết đƣợc xem xét với mối quan hệ tối ƣu giữa lực phanh, lực d c với độ trƣợt bánh xe Qua đ thị nhận rõ: khi độ trƣợt nằm trong khoảng từ 15 ÷ 30%, lực d c F v lực ngang Y đều có thể đạt lớn Khi độ trƣợt lớn hơn 50%, lực d c v lực ngang bắt đầu suy giảm v có thể giảm mạnh

Để ho n thiện chất lƣợng phanh, tr n ô tô bố trí các hệ thống điện tử điều khiển

sự quay của các bánh xe độc lập hoặc chung một số bánh xe sao cho trong quá tr nh phanh, mômen phanh đƣợc điều khiển đảm bảo độ trƣợt nằm trong giới hạn 15 ÷ 30% Quá tr nh điều khiển mômen phanh đƣợc thực hiện theo :

+ Vận tốc chuyển động của ô tô

+ Gia tốc góc quay bánh xe

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 1.23 Thành phần cơ bản của bộ ABS

ABS trong hệ thống phanh thủy lực l một bộ tự động điều chỉnh áp suất dầu phanh đưa v o các xilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ l n của bánh xe, nhằm nâng cao hiệu quả điều khiển phanh Mô tả cấu trúc các cụm bố trí tr n xe v

sơ đ hệ thống phanh ABS thủy lực cơ bản được tr nh b y ở h nh dưới đây

Ngo i các cụm của hệ thống phanh thủy lực thông thư ng, hệ thống phanh có ABS còn th m: các cảm biến tốc độ bánh xe, bộ điều khiển trung tâm ECU-ABS, các van điều chỉnh áp suất bố trí trước xilanh bánh xe

Chức n ng của các bộ phận chính như sau:

+ Cảm biến tốc độ bánh xe nhằm xác định tốc độ góc của bánh xe v chuyển

th nh tín hiệu điện gửi đến bộ ECU-ABS

+ Bộ điều khiển trung tâm ECU-ABS theo dõi sự thay đổi tốc độ góc quay bánh xe khi phanh, xác định tốc độ góc ô tô, gia tốc góc của bánh xe, cấp tín hiệu điều khiển tới các van điều chỉnh áp suất trong block thủy lực

+ Cụm van điều chỉnh block thủy lực hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

CHƯƠNG II : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

VÀ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH

A Lự chọn phươn n th t

2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh tr n ôtô chủ yếu có hai dạng: phanh guốc v phanh đĩa Phanh guốc chủ yếu sử dụng tr n các ôtô có tải tr ng lớn: ôtô tải, ôtô chở khách v một

số loại ôtô con Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu tr n xe con v trong đó chủ yếu

l ở cơ cấu phanh trước, v ng y nay phần lớn các xe con l sử dụng cho cả 2 cầu

2.1.1 Cơ cấu ph nh đĩ có l nh cố định

Khi có lực phanh, dầu cao áp sẽ d n tới xilanh đẩy piston ép các má phanh

v o đĩa phanh thực hiện quá tr nh phanh

Số lượng xilanh công tác có thể l 2 hoặc 4 xilanh đặt đối xứng nhau, hoặc 3 xilanh với 2 xilanh nhỏ được bố trí một b n còn 1 xilanh lớn bố trí một b n

Hình 2.1:

a) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh đặt cố định b) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh di động

1 Đĩa phanh 3 Má phanh

2 Giá đặt xilanh 4 Piston

2.1.2 Cơ cấu ph nh đĩ có l nh d độn

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Phanh đĩa có giá xilanh di động chỉ bố trí xilanh thủy lực 1 b n Giá xilanh

có thể di động được tr n các trục nhỏ d n hướng bắt tr n moay ơ Khi phanh, dầu cao áp đẩy piston ép một b n má phanh áp sát v o đĩa phanh, đ ng th i đẩy giá đặt xilanh trượt tr n trục d n hướng đến ép má phanh còn lại áp sát v o đĩa phanh Khi cả 2 má phanh ép sát v o đĩa phanh th quá tr nh phanh mới được thực hiện

Phanh đĩa có giá di động được dùng tr n đa số các ô tô du lịch ng y nay Do chỉ bố trí một b n xilanh v vậy m t ng diện tích l m mát cho đĩa phanh có thể tránh được hiện tượng sôi dầu khi phanh với cư ng độ cao

Ưu điểm của phanh đĩa:

- Cấu tạo đơn giản n n việc kiểm tra v thay thế má phanh đơn giản

- Công nghệ chế tạo ít gặp khó kh n có khả n ng giảm giá th nh trong sản xuất

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi Điều n y giúp cho các bánh xe bị phanh l m việc ổn định hơn nhất là khi phanh với vận tốc cao

- Khối lượng các chi tiết nhỏ, số lượng ít, kết cấu g n cho n n tổng khối lượng các chi tiết không được treo sẽ giảm nâng cao tính m dịu v sự bám đư ng của xe

- Khả n ng thoát nhiệt của cơ cấu phanh ra b n ngo i dễ d ng

- Thoát nước bám v o bề mặt đĩa phanh tốt: do nước bám v o bề mặt đĩa phanh sẽ bị lực li tâm loại bỏ rất nhanh n n khả n ng phục h i tính n ng phanh nhanh chóng

Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa:

- Khó có thể tránh bụi bẩn v đất cát v đĩa phanh không được che đậy kín, bụi bẩn sẽ loạt v o khe hở giữa má phanh v đĩa phanh khi ô tô đi v o

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

chỗ lầy lội l m giảm ma sát giữa má phanh v đĩa phanh cho n n l m giảm hiệu quả khi phanh

- Má phanh phải chịu được ma sát v nhiệt độ lớn Gây tiếng n khi phanh:

có tiếng rít khi phanh do sự tiếp xúc giữa má phanh v đĩa phanh khi phanh

- Lực phanh nhỏ hơn

Kết luận: với ưu điểm lớn nhất đó l kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh

cao v với phân tích so sánh ở tr n ta ch n cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di

động l m cơ cấu phanh đĩa cho cả hai cầu trước v sau

2.2 Lựa chọn phương án truyền động phanh

Tr n xe con hiện nay chủ yếu sử dụng phương án d n động bằng thủy lực:

 Sơ đồ dẫn độn thủy lực:

Hình 2.2: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực

1 Bàn đạp phanh 5 Đường ống dẫn dầu

2 Xilanh phanh chính 6 Phanh đĩa

3 Xilanh phanh bánh xe 7 Cụm má phanh

4 Guốc phanh

 N uyên lý hoạt độn :

Khi thôi phanh ngư i lái thôi tác dụng l n b n đạp phanh lò xo h i vị sẽ ép dầu từ xilanh bánh xe 3 v xilanh phanh đĩa về xilanh chính 2

Quá tr nh l m việc của d n động phanh thủy lực dựa tr n quy luật áp suất thủy tĩnh Áp suất trong sơ đ d n động được truyền đến xilanh các bánh xe l như nhau, khi đó lực đẩy l n guốc phanh sẽ phụ thuộc v o piston xilanh công tác tại mỗi bánh xe đó Khi t ng lực tác dụng l n b n đạp phanh cũng chính l lực tác dụng l n xilanh phanh chính do vậy áp suất trong d n động v lực tác động

l n má phanh sẽ t ng l n Do vậy d n động phanh thủy lực tác dụng bảo đảm được sự l m việc đ ng th i của các cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng l n b n đạp v lực đẩy l n guốc phanh hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa

Ưu điểm dẫn động thủy lực:

- Phanh đ ng th i các bánh xe với sự phân bố lực phanh tr n bánh xe hoặc

giữa các má phanh theo y u cầu

- Hiệu suất cao

- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản

Nhược điểm dẫn động thủy lực:

- Tỷ số của d n động không lớn n n không thể t ng lực điều khiển l n cơ cấu phanh

- Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

 Một số phươn n dẫn độn :

a Phươn n 1: dẫn độn thủy lực một dòn :

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố

Hình 2.3: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực một dòng

1 Bánh xe 4 Xilanh chính 7 Má phanh sau

2 Đĩa phanh 5 Bàn đạp

3 Xilanh bánh trước 6 Xilanh bánh sau

D n động một dòng có nghĩa l từ đầu ra của xilanh chính chỉ có một đư ng duy nhất d n đến tất cả các xilanh công tác của các bánh xe D n động một dòng

có kết cấu đơn giản nhưng độ an to n không cao V một lý do n o đó bất kỳ một đư ng ống d n dầu tới các xilanh bánh xe bị rò rỉ th dầu trong hệ thống phanh cũng bị mất áp suất v tất cả các bánh xe đều bị mất phanh

b Phươn n 2: dẫn độn thủy lực h dòn :

Dẫn độn thủy lực h dòn cho h cầu r ên b t hôn có trợ lực:

D n động hai dòng có nghĩa l từ đầu ra của xilanh có hai đư ng dầu độc lập

d n tới các bánh xe ô tô Để có hai đầu ra độc lập ngư i ta có thể sử dụng một xilanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xilanh chính kép loại t ng đem