hệ thống phanh EBD bus 17 chỗ ( kèm bản vẽ )

khiển không lớn-Dẫn động phanh có độ nhạy cao -Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phảitheo quan hệ để đảm sử dụng tối đa trọng lợng bám của khi phanh ở cáccờng độ khác nha

Chơng i: các vấn đề chung về phanh cho ô tô với ebd

i.CấU tạo chung của hệ thống phanh có ebd

1.Vai trò của hệ thống phanh trên ô tô

-Trên ôtô hệ thống phanh có một vai trò rất quan trọng Trên ôtô trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốchoặc dừng hẳn xe khi cần thiết Nhờ có hệ thống phanh ôtô

mà ngời lái có thể yên tâm về sự an tòan khi ôtô chuyển động

- Ngày nay mạng giao thông đờng bộ phát triển mạnh phù hợp với nhu cầu vận chuyển trong xã hội, ôtô là phơng tiện giao thông chủ yếu Tại Việt Nam cùng với chính sách kinh tế, hoà nhập vào thị trờng chung của thế giới, nhu cầu vận chuyển hàng hoá cũng nh con ngời phát triển nhanh làm tăng trởng lợng

ôtô di chuyển trong mạng giao thông trong khi cha có một cơ sởhạ tầng về gia thông phát triển đầy đủ Do vậy dẫn đến viêc gia tăng các tai nạn trên các mạng giao thông đờng bộ Những phân tích đánh gia nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông đ-ờng bộ cho thấy 35-80% tổng số các tai nạn ôtô là có nguyên nhân từ hệ thống phanh

2.Công dụng,phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh

- HÖ thèng phanh cã cêng ho¸.

2.2.2 Theo kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh m«men phanh ë c¬ cÊu phanh

Theo kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh m«men phanh ë c¬ cÊu phanhchóng ta cã hÖ thèng phanh víi bé ®iÒu hoµ lùc phanh

2.2.3 Theo kh¶ n¨ng chèng bã cøng b¸nh xe khi phanh.

Theo kh¶ n¨ng chèng bã cøng b¸nh xe khi phanh chóng ta

cã hÖ thèng phanh víi bé chèng h·m cøng b¸nh xe (hÖ thèngphanh ABS), ABS + liªn hîp

khiển không lớn

-Dẫn động phanh có độ nhạy cao

-Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phảitheo quan

hệ để đảm sử dụng tối đa trọng lợng bám của khi phanh ở cáccờng độ khác nhau

-Không có hiện tợng tự xiết phanh

-Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

-Có hệ số ma sát giữa đĩa phanh và má phanh cao và ổn

định trong

điều kiện sử dụng

-Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trênbánh xe

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

3 Cấu tạo chung của hệ thống phanh chính EBD

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô đợc mô tả trênhình sau:

6.Cảm biến tốc độ bánh trớc 7.Cảm biến tốc độ bánh sau

Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanhbao gồm hai phần chính:

- Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh đợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômenhãm trên bánh xe khi phanh trên ôtô

- Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực

điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh Tuỳ theodạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà trongdẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụnếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn

đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là dẫn động thuỷ lực thìdẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổngphanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn

II lựa chọn phơng án hệ thống phanh cơ bản

1 Lựa chọn cơ cấu phanh

- Ô tô ngày nay càng ngày càng hiện đại, đặc biệt là vớidòng xe con và xe Mini Bus Do đó hệ thống phanh cũng phảihiện đại theo để đáp ứng các yêu cầu an toàn đòi hỏi ngàycàng cao hiện nay Với các hệ thông phanh hiện đại ngày naychúng ta chủ yếu sử dụng với cơ cấu phanh đĩa

- Cơ cấu phanh đĩa hiên nay chủ yếu sử dụng loại phanh

đĩa đĩa quay Loại phanh đĩa có đĩa quay có hai dạng chính

đó là: Loại hai pittông và loại một pittông( hình 2) Đĩa phanh

đợc bắt chặt với moayơ bánh xe nhờ các bu lông Có hai tấm

ma sát (má phanh) đợc lắp vào càng phanh, càng phanh đồngthời là xi lanh phanh Khi ngời lái tác dụng lực vào bàn đạpphanh thì dầu phanh từ xi lanh chính với áp suất cao đợc đavào xi lanh chính làm pittông đẩy má phanh ép vào đĩaphanh, đồng thời với áp suất dầu cao làm cho càng phanh đợc

đẩy với chiều lực đẩy ngợc lại, làm càng phanh trợt trên chốt trợt

ép má phanh còn lại vào tấm ma sát và thực hiện quá trình

phanh Khi ngời lái nhả phanh làm áp suất dầu trong xi lanh

chính giảm dầu phanh từ xi lanh bánh xe hồi về xi lanh

chính.Pittông và càng phanh đợc hồi về vị trí ban đầu dới tác

dụng của phớt pttông (cao su) Do khe hở phanh đợc điều

chỉnh tự động bởi phớt pittông nên khe hở phanh không cần

phải điều chỉnh bằng tay

Ưu điểm của phanh đĩa loại đĩa quay: Toả nhiệt tốt do

phần lớn đĩa phanh đợc tiếp xúc với không khí, nên nhiệt sinh

ra bởi ma sát dễ dàng toả ra ngoài không khí nên sự chai bề

mặt má phanh khó xảy ra Nó đảm bảo khả năng ổn định

phanh ở tốc độ cao Phanh đĩa có cấu tạo tơng đối đơn giản

nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ ràng

Phanh đĩa còn có u điểm là có khả năng thoát nớc tốt, do nớc

bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực li tâm nên tính

a) loại hai pit tong

Hình 2 : kết cấu của cơ cấu phanh

đĩa

b) loại một pit tong

năng phanh đợc hồi phục trong thời gian ngắn Phanh đĩa còn

có u điểm nữa là không cần phải điều chỉnh khe hở giữa máphanh và đĩa phanh do khe hở phanh đợc điều chỉnh tự

động bởi phớt cao su giữa píttông với xi lanh.Phanh đĩa còn cótrọng lợng nhỏ hơn so với phanh tang trống Lực chiều trục tácdụng lên đĩa đợc cân bằng Kết cấu đơn giản nên độ chínhxác có thể cao bởi vậy có khả năng làm việc với khe hở giữa

đĩa phanh với má phanh nhỏ nên giảm thời gian chậm tác dụng

và tăng tỉ số truyền cho cơ cấu phanh

Nhợc điểm của phanh đĩa loại đĩa quay: Má phanh phải

chịu đợc ma sát và nhiệt độ lớn hơn do kích thớc của má phanh

bị hạn chế, nên cần có áp suất dầu lớn hơn để tạo đủ lựcphanh Do gần nh không có tác dụng tự hãm nên cần có áp suấtdầu rất cao để đảm bảo đủ lực dừng xe cần thiết vì vậy đ-ờng kính pittông trong xi lanh bánh xe phải lớn hơn so vớipittông phanh tang trống Phanh đĩa hở nên nhanh bẩn các bềmặt ma sát

- Phơng án lựa chọn cơ cấu phanh đĩa thiết kế cho đềtài ở đây là cơ cấu phanh đĩa đĩa quay loại một pittông vớicác lý do sau

+ So với cơ cấu phanh đĩa loại hai pittông thì cơ cấuphanh đĩa loại một pittông có kết cấu đơn giản hơn nhnghiệu quả cao

+ Do có kết cấu đon giản nên cơ cấu phanh có đĩa quayloại một pittông chế tạo đơn giản hơn, giá thành hạ hơn và dễtích hơp hơn.

Đó chính là lý do lựa chọn phơng án thiết kế cơ cấuphanh đĩa đĩa quay loại một pittông

2 Lựa chọn dẫn động phanh

Hệ thống phanh EBD(Electronic Brake-Force Distribution)

là hệ thống phân phối lực phanh điện tử Do vậy hệ thống dẫn

động thuỷ lực của hệ thống phanh EBD đòi hỏi có thể tích hợp

điều khiển điện tử một cách đơn giản nhất và hiệu quả nhất.Dới đây là một số phơn án bố trí dẫn động cho hệ thốngphanh EBD

2.1 Bố trí dẫn động độc lập cho từng cầu kiểu TT.

Loại có 4 cảm biến, 4 kênh điều khiển:

Xe FF (2+2)

Hình 3: Bố trí 4 cảm biến - 4 kênh điều khiể (4+4)

1 2

1 2

Xe FR (2+2)

Ký hiệu:

Cảm biến Van điều khiển

Xylanh chính hai

buồng độc lập

Bánh chủ động Bánh bị động

1 2

2.2 Bố trí dẫn động chéo độc lập kiểu K

Hình 4: Bố trí (2+2)

2.3 Phơng án lựa chọn.

Với ô tô hiện đại bây giờ thờng chỉ sử dụng hai kiểu dẫn

động thuỷ lực là: Dẫn động độc lập từng cầu kiểu TT loại có 4cảm biến, 4 kênh điều khiển và dẫn động độc lập kiểu K loại

4 cảm biến, 4 kênh điều khiển

- Với kiểu dẫn động độc lập từng cầu kiểu TT thờng chỉ dùng cho xe hai cầu chủ động

- Với dẫn động độc lập kiểu K Đây là kiểu dẫn động chủ yếu đợc sử dụng trên các loại xe một cầu chủ động hiện nay

Vậy phơng án lựa chọn thiết kế cho hệ thống phanh EBD

ở đây có cơ cấu phanh ở các bánh xe đều là cơ cấu phanh

đĩa với hệ dẫn động độc lập kiểu K Và ta có sơ đồ thuỷ lực lựa chọn thiết kế của hệ thống là:

iii điều kiện sử dụng của hệ thống phanh ebd.

1 Các liên hợp của ABS trong hệ thống phanh EBD

Hệ thống phanh EBD là liên hợp giữa hệ thống phanh ABS(Anti-lock Braking System) cơ bản và các hệ thống hỗ trợ khác

Hệ thống phanh EBD khác với hệ thống ABS cơ bản ở chỗ là:

- Với hệ thống ABS cơ bản thì hệ thống hoạt động khi bánh xe bị bó cứng và trợt lết Hệ thống điều khiển áp suất dầu ở ba chế độ: Tăng áp, giữ áp và giảm áp Việc điều khiển này tác dụng trực tiếp tới tất cả các bánh xe thông qua việc tác dụng vào chân phanh của ngời lái

- Với hệ thống phanh EBD thì tuỳ vào trờng hợp cụ thể mà

hệ thống điều khiển phanh thích hợp ở từng bánh xe Hệ thốngcũng điều khiển cho áp suất dầu ở ba chế độ: Tăng áp, giữ áp,giảm áp Nhng việc điều khiển này không tác động cùng lúc ở tất cả các bánh xe mà ở từng bánh xe riêng biệt với các mức độ phanh khác nhau Với ô tô trang bị hệ thống phanh EBD thì khả

năng ổn của ô tô trong quá trình chuyển động là tốt hơn rất nhiều so với hệ thống phanh ABS cơ bản.

* Các liên hợp sử dụng trong hệ thống phanh EBD cùng với

- VSC(Vehicle Stabilty Control): Kiểm soát ổn định hớng

2 Điều khiển sử dụng

Nh đã nói ở phần trên thống phanh EDB là liên hợp giữa hệ thống phanh ABS cơ bản và các hệ thống hỗ trợ BAS, ASR và VSC nên ta có các điều kiện sử dụng là:

- Với ABS: Hệ thống ABS sẽ kích hoạt khi bánh xe có hiên ợng trợt lết Khi đó nó sẽ giữ cho xe ổn định hớng chuyển

t-động và đạt đợc hiệu quả phanh tốt nhất Và để phục vụ mục

đích này ta cần dùng bốn cảm biến tốc độ bánh xe và phím kích hoạt phanh( công tắc bàn đạp phanh)

- Với BAS: Hệ thống sẽ kích hoạt khi nó nhận biêt thấy ngời lái phanh gấp Để hệ thống nhận biết đợc điều này ngoài các cảm biến của ABS ta cần thêm hai cảm biến nữa( cảm biến hành trình bàn đạp và cảm biến áp suât sau xylanh chính) Khi có hiện tợng phanh gấp thì lập tức ngắt đờng dầu từ

xylanh chính xuống cơ cấu phanh và hệ thống điều khiển bơm để bơm dầu xuống cơ cấu chấp hành

- Với ASR: Dùng cho xe khi đi trên đờng trơn lầy để có thểkhởi hành tốt hoặc xe đi trên đờng trơn tuột hay một bên tốt một bên trơn tuột Với ASR ta cần một bộ điều chỉnh chế độ nhiên liệu, một công tắc kích hoạt và bộ phân phối mômen trên các cầu.

- Với VSC: Đây là hệ thống ổn định hớng và ta có các tìnhhuống sử dụng cụ thể là:

+ Khi xe đi trên đờng thẳng có hệ số bám tốt thì không

có vấn đề gì, lúc náy hệ thống chỉ có tác dụng khi áp suất lốphai bên khác nhau nhiều làm cho góc lệch bên của các bánh xe khác nhau Lúc đó cần tiên hành điều chỉnh tăng phanh cho từng bên sao cho gia tốc bên đo đợc gần về với gia tốc bên lý thuyết do góc quay vành lái gây lên

+ Khi xe đi trên đờng vòng có hệ số bám bằng nhau nhng cũng do ảnh hởng của góc lệch bên dẫn đến sai lệch gia tốc bên đo đợc với gia tốc bên lý thuyết và lúc đó buộc phải tiến hành điều chỉnh

+ Khi xe đi trên đờng cong có hệ số bám khác nhau Lúc này cần thiết phải điều chỉnh Có ba mức độ giảm tốc cho các xe là:

Nếu gia tốc bên lớn hơn 0,4g thì tiến hành điều chỉnh ở trạng thái cấp bách( giảm mức nhiên liệu vào động cơ và

phanh)

Nếu từ 0,2g - 0,4g thì điều chỉnh không cần giảm tốc, chỉ cần phanh

Nếu nhỏ hơn 0,2g thì tuỳ từng mức độ sang trọng của xe

có thể hiệu chỉnh hay không

Chơng ii: tính toán thiết kế hệ thống phanh cơ bản

i Thiết kế cơ cấu phanh

1 Xác định mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh

Các thông số kỹ thuật của xe tham khảo( Transit 16 chỗ)

a = m2.L/m = 2475mm(khoảng cách từ tâm đến cầusau).

- Bán kính lăn của bánh xe:

r0(tĩnh) = d .B

100

75 5 , 24

100

75 5 , 24 2

rđ = 0,93 r0 = 0,93.357 = 332mm

*Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì

mômen phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh là:

- Cầu trớc:

g r b g

h j L

b G

).

.

1

( 2 + max ϕ

Mp’ = ) 1 0 , 332

275 , 1 10

05 , 1 10 1 ( 750 , 3 2

275 , 1 10

2

ϕ

Mp” = 1 0 , 332

750 , 3 2

475 , 2 10 3500

= 3835Nm

ở đây: G - trọng lợng của ôtô khi đầy tải

a, b, hg - tọa độ trọng tâm của ôtô

L - chiều dài cơ sở của ôtô

jmax - gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh;

chọn jmax= 10m/s2

g - gia tốc trọng trờng, g = 10m/s2

φ - hệ số bám của bánh xe với mặt đờng, lấy φ = 1

rbx - bán kính lăn của bánh xe, rbx = rđ = 332mm

2 Xác định lực điều khiển xylanh bánh xe

Mômen phanh Mp của bánh xe đợc xác định theo công

Hình 5

- rtb bán kinh đặt lực

rtb = 24 , 5 35 ) 134

2

16 (

6

5 ) 35 5 , 24 2

Trong đó: - n: số xylanh trên một cơ cấu phanh, chọn n = 2

- p0: ¸p suÊt chÊt láng trong hÖ thèng( ¸p suÊt

F p

.

4

0 π

*Víi cÇu tríc ta cã:

d’ =

2 14 , 3 1300

33603 4

V G

2 0

F1= ( ) .90

180

2

.

2

2 1

2 2

2

π

π π

x R R x

.

F g

V G

=

03 , 0 10 2

67 , 16

.

F g

V G

=

03 , 0 10 2

67 , 16

67 , 16

35000 2

= 8101852(N/m) ≈ 810,18(J/cm2)

L = 810,18(J/cm2) < [L] = 1000(J/cm2)

Vậy kích thớc má phanh đã chọn thỏa mãn công trợt riêng

4.2 Kiểm tra áp suất bề mặt ma sát.

áp suất trên bề mặt ma sát giữa má phanh và

đĩa phnah đợc tính theo công thức P=

0 d

P π

- S: diện tích má phanh

* Kiêm tra má phanh trớc

Ta có diện tích của một cặp má phanh: S = F1/2 = 0,03/2 = 0,015(m2)

⇒ P =

S

d P

4

2

4

2

Vậy với má phanh đã chọn thì áp suất riêng trên bề mặt

ma sát của má phanh trớc và sau nằm trong giới hạn cho phép

4.3 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh.

Khi phanh động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng Một phần năng lợng này làm nóng các cơ cấu, một phần toả ra môI trờng xung quanh Nếu nhiệt lợng làm nóng các cơ cấu lớn

có thể dẫn đến làm hang các chi tiết của cơ cấu phanh Nh

làm giảm hệ số ma sát giữa má phanh với đĩa phanh, sẽ ảnh ởng tới hiệu quả phanh.

h-Phơng trình cân bằng năng lợng trong quá trình phanh là:

v −v =m t C t +F t ∫t K t d t

g

G

0 0

2 2

2

2

do khi phanh đột ngột ở thời gian ngắn nên thời gian t nhỏ cónghĩa lợng nhiệt toả ra ngoài không khí là rất nhỏ

2

2

.v v m C t g

G

t

=

−

Trong đó: - G: là trọng lợng của xe khi đầy tảI, G = 35000N

- V1: vận tốc ban đầu khi phanh, V1 = 30km/h = 8,33m/s

- V2: vận tốc xe sau khi phanh V2= 0

- mt: khối lợng của các đĩa phanh, chọn mt = 18kg

) ( 2

33 , 8

35000 2

= 1,6200CVậy cơ cấu phanh đã chọn thoả mãn đảm bảo sự thoat nhiệttheo yêu cầu

II Thiết kế tính toán dẫn động phanh.

l l

Với d : Đờng kính xilanh tổng phanh, chọn d = 16 mm = 1,6 cm

92 , 0

1 240

h=  +2 2 + 0 

2 2 1

2

1. 2. . .

2

δ

ηb d

x d x d

l/l’

Trong đó: d1, d2: Đờng kính xilanh bánh xe trớc và sau,

d1 = 42mm ; d2 = 44 mm

0 : Khe hở giữa thanh đẩy và xilanh piston chính,

+Với phanh đĩa: x1 = x2 = 1mm

Vậy hành trình toàn bộ cuẩ bàn đạp:

1 44 2 1 42 2

2

2 2

240/44 = 84 mm

Đồi với ôtô mini bus, hành trình bàn đạp cho phép là : 150 mmVậy: h < [h] = 150mm, thoả mãn yêu cầu

* Xác định hành trình của piston xilanh lực:

Hành trình của piston trong xilanh chính phải bằng hoặc lớnhơn yêu cầu đảm bảo thể tích dầu đi vào các xilanh làm việc

ở các cơ cấu phanh

Gọi S1, S2 là hành trình dịch chuyển của piston thứ cấp và sơ cấp thì

S = S1 + S2

Với S2 là hành trình dịch chuyển của piston sơ cấp khi ta coi nó

có tác dụng độc lập ( không liên hệ với piston thứ cấp )

Tính S1 , S2:

ta có: S1.π d x π d ηb

4

2 4

1 1

S2.π d x π d ηb

4

2 4

2 2

2 2

Trong đó :

d1 , d2: đờng kính xilanh bánh xe trớc và sau

d1 = 42mm ; d2 = 44 mmd: Đờnh kính xilanh chính , d =16 mm

x1, x2 : Hành trình dịch chuyển của piston bánh xe trớc và sau

x1 = x2 = 1mm

⇒ S1 = 2 1 , 1

16

42 2

2 = 15,33mm

⇒ S2 = 2 1 , 1

16

44 2

2 = 16,32 mm

Nh vậy : Pis ton thứ cấp dịch chuyển một đoạn S1 = 15,33mm Piston sơ cấp dịch chuyển một đoan S2 = 16,32 mm

2 Thiết kế tính toán bộ trợ lực

2.1 Chọn bộ trợ lực.

Ta chọn phơng án cờng hoá chân không cho hệ thống vì

bộ cờng hoá chân không đơn giản, dễ tích hợp với hệ thống chung và cho kết quả tốt so với các bộ cờng háo khác

Cấu tạo bộ cờng hoá chân không

Đặc điểm:

Sử dụng ngay độ chấn không ở đờng ống nạp của độngcơ, đa độ chân không này vào khoang A của bộ cờng hóa, cònkhoang B khi phanh đợc thông với khí trời

1 Piston xilanh chính , 2 Vòi chân không , 3 Màng chân không ,

4 Van chân không , 5 Van khí , 6 Van điều khiển , 7 lọc khí ,

8 Thanh đẩy , 9 Bàn đạp

Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cờng hoákhông làm việc.

- Khi phanh dới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịchchuyển sang trái đẩy các van khí 5 và van điều khiển 6 sangtrái Van điều khiển tì sát van chân không thì dừng lại cònvan khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí Lúc đó đờng thônggiữa cửa E và F đợc đóng lại và mở đờng khí trời thông với lỗ F,khi đó áp suất của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suấtbuồng A bằng áp suât đờngg ống nạp ( = 0,5 KG/cm2) Do đógiữa buồng A và buồng B có sự chênh áp suất (= 0,5 KG/cm2)

Do sự chênh lệch áp suất này mà màng cờng hoá dịch chuyểnsang trái tác dụng lên pittông 1 một lực cùng chiều với lực bàn

đạp của ngời lái và ép dầu tới các xi lanh bánh xe để thực hiệnquá trình phanh

- Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 8 và van khí 5 sẽdừng lại còn piston 1 tiếp tục di chuyển sang trái do chênh áp.Van điều khiển 6 vẫn tiếp xúc với van chân không 4 nhờ lò xonhng di chuyển cùng piston 1, đờng thông giữa lỗ E, F vẫn bịbịt kín Do van điều khiển 6 tiếp xúc với van khí 5 nên khôngkhí bị ngăn không cho vào buồng B Vì thế piston không dịch

1 chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại

- Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 9 kéo đòn bàn đạp phanh

về vị trí ban đầu, lúc đó van 5 bên phải đợc mở ra thông giữabuồng A và buồng B qua cửa E và F, khi đó hệ thống phanh ởtrạng thái không làm việc

Ưu điểm:

Tận dụng đợc độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp khi động cơ làm việc mà không ảnh hởng đến công suất của

động cơ, vẫn đảm bảo đợc trọng tải chuyên chở và tốc độ khi

ôtô chuyển động Ngợc lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao Bảo

đảm đợc quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh So với phơng án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộ cờnghoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thớc gọn nhẹ,dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe

Nhợc điểm:

Độ chân không khi thiết kế lấy là 5 N/cm2, áp suất khí trời là10N/cm2 , do đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cờng hoá không lớn Muốn có lực cờng hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thớc của bộ cờng hoá tăng lên Phơng án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch , xe vận tải , xe khách có tảo trọng nhỏ và trung bình

2.2 Thiết kế bộ trợ lực.

* Hệ số cờng hoá

Khi có đặt bộ cờng hoá ta chọn lực bàn đạp cực đại củangời lái khoảng 300 N, kết hợp với lực của cờng hoá sinh ra trên

hệ thống phanh tạo ra áp suất cực đại ứng với trờng hợp phanhgấp vào khoảng 1200 – 1300N/cm2

l p

d Q

4

d i

l

l d

240.6,1

4.250

cm N

QbđHình 7: Đ ờng đặc tính bộ c ờng hoá

Yêu cầu của bộ cờng hóa thiết kế là luôn phải đảm bảo hệ

số cờng hoá trên

Ta xây dựng đợc đờng đặc tính của bộ cờng hoá nh sau:

* Xác định kích thớc màng cờng hoá

Để tạo đợc lực tác dụng lên thanh đẩy piston thuỷ lực phải

có độ chênh áp giữa buống A và buồng B tạo nên áp lực tác dụnglên piston 1

c =

với F11- diện tích của piston xylanh chính

01 2 4

16 4

01.2.676

Nh vậy màng 3 của bộ cờng hoá có giá trị đờng kính bằng

200 mm để đảm bảo áp suất cờng hoá cực đại pc

* Tính lò xo màng cờng hoá

Lò xo piston xilanh chính đợc tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén

*Đờng kính dây lò xo

] [

6 ,

τ

c F k

Trong đó : dlx - đờng kính dây lò xo

Fmax - lực lớn nhất tác dụng lên lò xo (tham khảo các xe

D tb = + trong đó: D1 và D2 là đờng kính nhỏ nhất và lớn nhất của vòng

lò xo

Chọn c = 15

k - hệ số tập trung ứng suất, đợc tính theo công thức:

.09,115

615,0415.4

115.4615,044

c k

[τ] - ứng suất giới hạn, với lò xo làm bằng thép

65,

[τ] = 330 MPa

.8,4330

15.180.09,16,

Từ đó tính đợc đờng kính trung bình :

Dtb = c.d = 15.4,8= 72 mm

Với Dtb = 72 mm chọn D1 = 60mm, D2 = 72mm.

*Số vòng làm việc của lò xo

.).(

.8

min max

3 F F c

d G x n

−

=

Trong đó : x - chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng

đến giá trị lớn nhất Fmax, từ giá trị lực nhỏ nhất Fmin (lực lắp), x đợc chọn dựa vào hành trình củapiston xilanh chính

Ta có tổng hành trình của 2 piston xilanh chính là

S =S1 + S2 = 15,33+ 16,32 = 31,65 mm, với S1 , S2 là hànhtrình của piston sơ cấp và piston thứ cấp Có thể chọn x bằng hoặclớn hơn tổng số hành trình trên Lấy x = 35

G - môđun đàn hồi vật liệu, G = 8.104MPa

d, c - đờng kính dây lò xo và hệ số đờng kính

c = 15 ,dlx = 4,8 mm,

Fmax, Fmin ( tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu), Fmax =

180 N, Fmin = 80 N

5)80180.(

15.8

8,4.10.8.35

8

4 max 3

max

d G

F n

D tb

=λ

trong đó : Dtb - đờng kính trung bình của vòng lò xo, D =

72 mm

n -số vòng làm việc của lò xo, n =5 vòng

Fmax - lực tác dụng cực đại lên lò xo, Fmax =

10.8

180.5.72.8

4 4

8

min

3

F P d G

n c

8

min

n c

d G S

trong đó : S - tổng hành trình dịch chuyển của các

piston, S = 31,65mm

G - mođun đàn hồi, G = 8.104 MPa

d - đờng kính dây lò xo,d = 4,8mm

c - tỉ số đờng kính, c = 15

n - số vòng lò xo, n =5 vòng

Fmin - lực lắp lò xo, F = 80N

⇒ 80 167

5.)15.(

8

8,4.10.8.65,31

8

3 τπ

d

D P

k lx

)8,4.(

72.169.09,1.8

=πτ

Lò xo làm bằng thép 65 có [τ] = 330MPa, so sánh thấy τ < [τ] Vậy điều kiện bền xoắn dợc đảm bảo

1 λ

trong đó : d - đờng kính dây lò xo, d = 4,8mm

n - số vòng làm việc của lò xo, n = 5 vòng

λmax - độ biến dạng cực đại, λmax = 63mm

⇒ t = d + 19,98

5

63.2,1

mm

=

*Chiều cao tự do của lò xo

Ho = Hs + n (t - d ) Trong đó : Chiều cao lò xo lúc các vòng sít nhau

Hs = 31,09mm

n - số vòng làm việc của lò xo, n = 5 vòng

t - bớc của lò xo, t = 19,98 mm

H0 = 31,09 + 5 (19,98 - 4,8 ) = 106,7 mm

Chơng iii: cơ sở lý thuyết abs và các liên hợp

động phanh sao cho độ trợt của bánh xe với mặt đờng thay

đổi quanh giá trị α0 trong giới hạn hẹp căn cớ vào lý thuyết đó các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh đã sử dụng nguyên lý điều chỉnh theo gia tốc chậm dần

- Đồ thị chỉ thị sự thay đổi một số thông số của hệ

thống phanh và chuyển động của bánh xe khi có trang bị hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh

- Hệ thống ABS cơ bản bây giờ đợc tích hợp thêm hệ thống BAS( Hệ thống hỗ trợ phanh gấp) Khi nói đến hệ thống ABS có nghĩa là trong hệ thống đã có thêm bộ hỗ trợ phanh gấpBAS.

đợc đa về bộ điều khiển điện tử Thiết bị hỗ trợ phanh BAS(Braking Assistant System) có các chức năng sau :

+ Nhận đợc tình trạng phanh gấp, để tăng áp suất phanh

đợc theo yêu cầu

của lái xe đến mức áp suất phanh cao ở các bánh xe sao cho tấtcả các bánh xe có thể đạt tới giá trị độ trợt giới hạn,

+ Nhận đợc điểm kết thúc của trạng thái phanh gấp để áplực điều khiển

phanh giảm về trạng thái yêu cầu của ngời lái

- Khi xe chuyển động trên đờng, những tình huống bất ngờ

có thể xảy ra và ngời lái tiến hành đạp phanh khẩn cấp vớimong muốn phát huy hết hiệu quả Bình thờng, nếu nhấn hếtbàn đạp phanh, hệ thống ABS có thể phát huy tối đa tính hiệuquả, nhng nó có thể không đáp ứng nếu áp suất phanh cha đủlớn Với xe có trang bị bộ ABS+BAS, các cảm biến nhận đợc tínhiệu yêu cầu của lái xe và so sánh quá trình biến đổi áp suấtvới giá trị áp suất định sẵn trong ECU-ABS thực hiện gia tăngnhanh áp suất phanh hỗ trợ lái xe ở chế độ phanh khẩn cấp,nhằm mục đích tăng tính an toàn trong chuyển động và đạthiệu quả phanh tốt nhất theo yêu cầu của ngời sử dụng

- Bằng cách đó sẽ tạo điều kiện cho ngời lái xe ít kinhnghiệm có đợc quãng đờng phanh ngắn nhất trong trờng hợpphanh khẩn cấp, lái xe xuống dốc hay khi xe kéo theo khoangchở hành khách, hàng hoá Tất nhiên trong khi phanh lái xe phải

đặt chân lên bàn đạp phanh

ở các kết cấu ABS thông thờng cảm biến bàn đạp phanh, có nhiệm vụ đóng mạch điều khiển ECU-ABS, còn bộ trợ lực phanhlàm việc tùy thuộc vào vị trí bàn đạp phanh Trên hệ thống ABS+BAS

- Sơ đồ khối mạch điều khiển ABS+BAS

Hỡnh 9: Sơ đồ khối mạch điều khiển ABS cú BAS

Cảm biến hành trỡnh bàn đạp phanh ECU-

ABS+BAS

Ngưỡng ỏp suất định són

Van BAS

Cảm biến ỏp suất sau xy lanh chớnh

Cỏc van ABS

- Đặc tính phanh và nguyên tắc hoạt động của BAS

+ Phần cơ khí sử dụng xy lanh có trợ lực chân không tiếpnhận yêu cầu phanh của lái xe Khi lái xe đạp phanh bình th-ờng, áp suất phanh tăng dần theo quy luật trợ lực do lái xe tác

động

+ Khi lái xe đạp phanh khẩn cấp, áp suất sinh ra sau xy lanhchính có thể không tăng kịp, hệ thống điều khiển nhanhchóng chuyển mạch tới mức áp suất cao hơn Quá trình xảy do

sự chậm chễ thực hiện chuyển mạch rất ngắn và áp suất dầugia tăng nhanh tới ngỡng của giá trị điều chỉnh độ trợt Quátrình giảm áp giữ áp và tăng áp xảy ra trong một vài chu trình

áp suất phanh đã

1 Bắt đầu tác

động của BAS,

2 Giảm phanh,

3 Ngắt tác

điều chỉnh ở vùng lân cận độ trợt yêu cầu, tốc độ ô tô nhanhchóng giảm xuống, cho tới khi đảm bảo sự tơng thích giữahành trình bàn đạp và áp suất của hệ thống, kết thúc pha 1.Trong thời gian thực hiện pha này, áp suất phanh đạt ở giá trịcao, độ trợt bánh xe trong giới hạn tối u của ABS nên giảm nhỏ đ-

ợc quãng đờng phanh

+ Mỗi khi áp suất đo đợc nhỏ hơn giá

trị yêu cầu (thả chân phanh), hệ thống

nhận biết đợc yêu cầu của lái xe và

giảm dần áp suất phanh (pha 2) Trong

trờng hợp đó, ECU-ABS+BAS tác dụng

chuyển mạch điều khiển sang chế độ

phanh theo thông thờng (theo kiểu A

hay kiểu B - hình dới) Sự điều chỉnh

đợc chuyển êm dịu theo tín hiệu áp

suất đo đợc và tạo điều kiện Lái xe lại

tiếp tục phanh xe với hệ thống không có

thiết bị hỗ trợ

+ ở kết cấu này sự tiếp nhận yêu cầu phanh của lái xe xảy ranhờ hành trình bàn đạp phanh và mở đờng dầu kích hoạthiệu quả của trợ lực phanh

Hình 11: Các dạng chuyển mạch điều khiển

Trong trạng thái điều khiển bình thờng của bàn đạp phanh,lực trợ lực phanh thông thờng xuất hiện Khi sự thay đổi hànhtrình bàn đạp nhanh hơn các giá trị yêu cầu, thiết bị hỗ trợ đ-

ợc kích hoạt làm việc Nếu lái xe hạ thấp lực bàn đạp dới hànhtrình kích hoạt (3), thiết bị hỗ trợ đợc ngắt Lái xe lại có thểphanh xe không có tác dụng hỗ trợ phụ

Bánh tr ớc

ABS+

áp

Van an toàn BAS

Van chuyển mạch BAS

Bơm