ĐỒ án thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ xe toyota yaris

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau: - Làm việc bền vững, tin cậy; - Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm; - Phanh êm dịu

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển lớn mạnh của tất cả các ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hoá và hành khách Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng hoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ôtô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá và hánh khách, đồng thời ôtô

đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Hiện nay ở nước ta số lượng ôtô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ xe trên đường ngày càng cao

Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn cần phải quan tâm Ở nước ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số người chết do tai nạn là rất lớn Tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do

kỹ thuật gây nên Chính vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ hơn

Đề tài tốt nghiệp em được giao là “Thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ” Qua thời gian hơn 3 tháng với sự giúp đỡ tận tình của Ts.Nguyễn Hoàng Việt và các thầy trong bộ môn Ôtô em đã hoàn thành nội dung đồ án được giao Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên đồ án của em sẽ không tránh khỏi những thiếu xót

Em rất mong sự chỉ bảo của các thầy để đề tài tốt nghiệp được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, Ngày 10 tháng 06 năm 2012

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay số người sử dụng ô tô ở nước ta ngày càng nhiều, cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông cũng tăng lên Do đó để đảm bảo tính an toàn, tai nạn giao thông là một trong những vấn đề cần được giải quyết và quan tâm nhất

Trên ô tô, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng Vì nó đảm bảo cho ô

tô chạy an toàn Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm xảy ra khi vận hành

xe, nhờ điều khiển quá trình phanh làm chủ được tốc độ nhanh, chậm và dừng hẳn khi cần thiết

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất cả các hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống phanh nói riêng ngày được hoàn thiện hơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn

Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về

hệ thống phanh giúp sinh viên thấy rõ vai trò quan trọng, nắm rõ hơn về kết cấu, nguyên lý làm việc, các ưu, nhược điểm và tìm ra những hư hỏng thường gặp trên

hệ thống phanh Để từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục, sữa chữa, nâng cao tính kinh tế và độ an toàn khi làm việc của hệ thống phanh Từ đó giúp cho ta có biện pháp sử dụng hợp lý hơn, đồng thời đánh giá được tình trạng và khả năng làm việc của hệ thống phanh Và cũng giúp cho sinh viên củng cố và bổ sung kiến thức trong việc tiếp cận với các loại hệ thống phanh trên xe ô tô

Vì vậy em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ ”

Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết

kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định và tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô

Hệ thống phanh xe thiết kế là hệ thống phanh dẫn động thủy lực có sử dụng hệ thống ABS đang được sử dụng rộng rải cho các đời xe hiện nay

2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ

2.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại

Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:

- Nó đảm bảo cho ôtô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc

- Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của xe máy

2.1.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy;

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm;

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa;

- Giữ cho ôtô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế;

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô máy kéo khi phanh;

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng;

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng;

- Có khả năng thoát nhiệt tốt;

- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ôtô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh, là:

- Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường đưọc điều khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân

- Phanh dự trữ: Dùng để phanh ôtô máy kéo trong trường hợp phanh chính hỏng

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ôtô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên còn gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần: Trên các ôtô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách - lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ

tư là phanh chậm dần, dùng để:

- Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ôtô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc;

- Để giảm dần tốc độ của ôtô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường

Để có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn bộ lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính, là: gia tốc chậm dần và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác, như: Lực phanh hay thời gian phanh

Giá trị yêu cầu của các chỉ tiêu này có thể tham khảo trong bảng 2−1, 2−2 và 2−

3

Cần chú ý rằng: các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ôtô đang lưu hành, điều kiện đường xá , trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra v.v

Bảng 2 − 1 Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép ôtô lưu hành trên đường - Do Bộ GTVT Việt Nam quy định năm 1995

Quãng đường phanh Sp, m ( ≤)

Gia tốc chậm dần ổn định

Jp,m/s2 (≥)

1 Ôtô du lịch và các loại ôtô khác thiết kế

2 Ôtô vận tải trọng lượng toàn bộ ≤ 8 tấn

và ôtô khách có chiều dài toàn bộ ≤ 7,5 m 9,5 5,0

3

Ôtô vận tải hoặc đoàn ôtô có trọng

lượng toàn bộ > 8 tấn và ôtô khách có

chiều dài toàn bộ > 7,5 m

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng trên được cho ứng với chế độ thử:

- Ôtô không tải, chạy trên đường nhựa khô, nằm ngang

- Vận tốc bắt đầu phanh là 30 Km/h (8,33 m/s)

Do yêu cầu về tốc độ của ôtô ngày càng tăng, cho nên có xu hướng tăng vận tốc thử phanh để cho phép ôtô lưu hành trên đường Tuy vậy thử phanh ở tốc độ cao là rất nguy hiểm, nhất là khi điều kiện chưa cho phép có những bãi thử chuyên dùng

Vì thế ở nước ta hiện nay vẫn đang áp dụng tốc độ thử hạn chế là 30 Km/h

Số liệu cho ở bảng trên chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm mục đích cho phép ôtô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động Đối với các các

cơ sở nghiên cứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn

Bảng 2 − 2 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính

(Tiêu chuẩn của Liên Xô)

Stt Chủng loại ôtô

Tốc

độ trước khi phanh

V0, Km/h

Lực tác dụng lên bàn đạp

Pbđ, N (≤)

Dạng thử

Quãng đường phanh

Sp, m (≤)

Gia tốc chậm dần ổn định Jp, m/s2(≥)

7,0 5,4 5,0

7,0 5,3 4,9

3 Ôtô buys với trọng

6,0 4,5 4,1

5,5 4,1 3,8

5,5 4,0 3,7

6 Ôtô tải trọng lượng

5,5 4,0 3,6

5,5 4,0 3,7

5,5 3,9 3,6

Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng với ba dạng thử khác nhau là:

Bảng 2 − 3 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh dự trữ

(Tiêu chuẩn của Liên Xô)

Lực tác dụng lên bàn đạp Pbđ,

N (≤) Stt Chủng loại ôtô

Tốc độ trước khi phanh

V0, Km/h

Tay đòn

Bàn đạp

Quãng đường phanh

Sp, m (≤)

Gia tốc chậm dần ổn định

- Thử “0”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh còn nguội và thường tiến hành cho hai trường hợp: động cơ được tách và không tách khỏi hệ thống truyền lực

- Thử “I”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh

đã làm việc nóng lên Đạng thử này bao gồm hai giai đoạn:

- Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên

- Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh

- Thử “II”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi ôtô máy kéo chuyển động xuống các dốc dài

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 m/s2 đối với ôtô khách và 2,8 m/s2đối với ôtô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra Khi thử (theo cả 2 chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc) phanh dừng cần phải giữ được ôtô máy kéo chở đầy tải và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ôtô máy kéo, khi chuyển động xuống các dốc dài 6 Km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 Km/h (8,33±0,6 m/s), mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ôtô máy kéo thường đạt khoảng 0,6  2,0 m/s2

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe Đồng thời không có hiện tượng tự xiết khi phanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện chính sau:

- Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất

- Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì: Các bánh xe trước trượt sẽ làm ôtô máy kéo bị trượt ngang; Các bánh xe sau trượt có thể làm ôtô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài ra, các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

Để đảm bảo các yêu cầu này, trên ôtô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System - ABS)

Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn nhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của

chúng Giá trị quy định của những chỉ tiêu này cho trong bảng 2 − 4

Bảng 2 − 4 Giá trị tối đa cho phép của lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của chúng đối với hệ thống phanh ôtô (Tiêu chuẩn

của Liên Xô)

Phương pháp điều

khiển Hệ thống phanh Chủng loại ôtô

Pbdmax(N)

Sbdmax (mm)

Bằng bàn đạp Làm việc, dự trữ

và phanh dừng

Du lịch Vận tải và khách

2.2 Kết cấu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân, còn phanh phụ thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe

Việc dùng cả hai phanh chính và phụ là bảo đảm cho độ an toàn ôtô khi chuyển động và khi dừng hẳn, hệ thống phanh có 2 phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh

2.2.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh có nghĩa vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô

Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các gốc phanh bố trí bên trong được

sử dụng rộng rãi Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phải đảm bảo yêu cầu sau như: mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (như tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trường)

2.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc

Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn động bằng nhau

Hình 2 −1 Cơ cấu phanh bánh trước xe GAZ-53A 1- Cam lệch tâm; 2- Chốt có vòng đệm lệch tâm

Với các bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thi Momen ma sát ở trên guốc phanh trước lớn hơn của guốc phanh sau Sở dĩ như vậy là vì Mômen ma sát ở trên guốc phanh trước có xu hướng cường hoá cho lực dẫn động, còn ở phía phanh sau có xu hướng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tượng ngược lại

Cơ cấu phanh này được gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh khi

xe chuyển động tiến hay lùi, nên cường độ hao mòn của tấm ma sát trước lớn hơn tấm ma sát sau rất nhiều Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát, khi sửa chữa

có thể thay thế cùng một lúc, người ta làm tấm ma sát trước dài hơn tấm sau Kết cấu của loại cơ cấu phanh này khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng chốt có vòng đệm

lệch tâm ở điểm cố định, (kết cấu thể hiện ỏ hình 2 −1)

Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển gốc như nhau

Hình 2 − 2 Kết cấu phanh xe ZIL-131

1- Cam quay; 2- Lò xo; 4- Trống phanh; 5- Chốt lệch tâm; 6- Bầu phanh

Cơ cấu phanh này có mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau Trị

số Mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này có cường độ

ma sát ở các tấm ma sát như nhau và được gọi là cơ cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ

thể loại cơ cấu này thể hiện ở ( hình 2− 2 ), do profin của cam ép đối xứng nên các

guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau

Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu trục vít, bánh vít nhằm thay đổi vị trí của cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định

Cơ cấu guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau

Hình 2 − 3 Kết cấu phanh xe UAZ-452 1- Xy lanh; 2- ốc xả khí; 3- Cam lệch tâm; 4- ốc xả khí; 5- Chốt cố định

Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng,( kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở

hình 2 − 3), cường độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc

của hai guốc phanh như nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống

khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau

Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm và

chốt lệch tâm

Cơ cấu phanh loại bơi

Cơ cấu phanh này dùng hai xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên dầu trên và

đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theo chiều ngang

và ép má phanh sát vào trống phanh Nhờ sự ma sát nên các guốc phanh bị cuốn

theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lên piston một lực và đảy

ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, với phương án kết cấu này hiệu quả

phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau (Sơ đồ cơ cấu phanh này ở hình 2 − 4)

Hình 2 − 4 Sơ đồ và kết cấu phanh hơi 1- Xi lanh phanh; 2- Lò xo

Cơ cấu phanh tự cường hoá

Hình 2 − 5 Cơ cấu phanh xe GAZ 1- Lò xo; 2- Xi lanh; 3- Lò xo; 4- ốc điều chỉnh

Theo kết cấu thì guốc phanh sau được tỳ vào chốt cố định và bản thân guốc phanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trước Lực dẫn động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trước thông qua chốt kỳ trung gian,

từ điều kiện cân bằng theo phương ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trước có thể xác định được lực tác dụng lên guốc trước

Cơ cấu phanh này (hình 2 − 5) thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh sau sẽ lớn hơn guốc phanh trước rất nhiều, khi xe lùi Mômen phanh Mp sẽ giảm đi nhiều Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trước nên tấm ma sát gốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trước

Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren trong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này

2.2.1.2 Cơ cấu phanh loại đĩa

Hình 2 − 6 Cơ cấu phanh đĩa bánh trước Xe VAZ-2101

Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ôtô, có hai loại phanh đĩa: Loại đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều ưu điểm so với phanh guốc áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều hơn nên ít phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi tiến cũng như khi lùi đều như nhau, lực chiều trục tác dụng lên đĩa là cân bằng có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh

Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa là khó giữ được sạch trên các bề mặt ma sát Trên hình 2 − 6, là kết cấu phanh đĩa loại hở, đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm ma sát 2

và 5 khi phanh, áp lực dầu trong các xi lanh 3 và 6 tăng lên, đẩy các piston 4 và 7 ép tấm ma sát vào đĩa

2.2.1.3 Phanh dừng (phanh tay)

Hình 2 − 7 Phanh tay kiểu tang trống 1- Má phanh; 2- Tang trống; 3- Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới; 4- Trục thứ cấp hộp số; 5- Lò xo hồi vị; 6- Trục quả đào; 7- Vành rẻ quat; 8- Ti; 9- Cần; 10-

Răng rẻ quạt; 11- Tay hãm; 12- Tay kéo phanh

Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí Hình 2 − 7 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểu tăng trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ hí và điều khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo

2.2.2 Dẫn động phanh

2.2.2.1 Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp

Khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng

Trên hình 2 − 8 là cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp

Hình 2 − 8 Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp

1- Tay phanh; 2- Thanh dẫn; 3- Con lăn dây cáp; 4- Dây cáp; 5- Trục; 6- Thanh kéo; 7- Thanh cân bằng; 8,9- Dây cáp dẫn động phanh; 10- Giá; 11,13- Mâm phanh;

12- Xilanh phanh bánh xe

Nguyên lý làm việc

Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được truyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc phanh, vị trí của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2

* Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài

* Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lực không cao, thời gian phanh lớn

2.2.2.2 Dẫn động thuỷ lực

Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình

Dẫn động phanh là một hệ thống cá chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến

cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng được sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các trống phanh

Dẫn động phanh dầu có các ưu điểm sau

- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo

- Có hiệu suất cao

- Độ nhậy tốt

- Kết cấu đơn giản

- Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

* Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng (hình 2 − 9)

1

2 3

Khi không phanh nữa người lái không tác dụng voà bàn đạp các lò xo hồi vị của bàn đạp, của viston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị kéo guốc phanh vào

vị trí cũ

* Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng (hình 2 − 10):

3

5 4

2 6

II

I

Hình 2 − 10 Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng

I- Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe trước II- Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe sau 1- Bàn đạp; 2- Tổng phanh; 3- Bộ phận chia dòng ; 4,6- Van; 5- Cơ cấu xy lanh

bánh xe

Xy lanh bánh xe (hình 2 − 11)

a) Sơ đồ nguyên lý b) Cấu tạo cua xy lanh

Hình 2 − 11 Xy lanh chính hai piston

Cấu tạo:

Cơ cấu gồm có piston chính 1 được nối với bàn đạp, và piston trung gian 2 được đặt tự do ở phía giữa của xilanh, piston 2 chia không gian xilanh thành hai khoang riêng biệt để nối với các dòng dẫn động phanh, mỗi dòng được cung cấp dầu bởi 1 bầu chứa riêng

Nguyên lý làm việc:

Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp làm cho piston chính 1 sẽ dịch chuyển về phía trái tạo nên áp suất cao ở khoang I, qua piston trung gian 2 tạo nên áp suất cao

ở khoang II

Khi xẩy ra hư hỏng ở một dòng nào đó thì piston sẽ chuyển dịch một cách tự do cho đến khi chạm vào piston trung gian hoặc chạm vào đáy của xilanh, sau đó trong buồng xilanh của dòng không hư hỏng sẽ tạo nên áp suất làm việc khi đó xe vẫn được phanh nhưng hiệu quả không cao người lái sẽ cảm thấy hư hỏng của hệ thống

vì hành trình bàn đạp tăng lên

Bộ chia dòng (hình 2 − 12): Dùng để phân tách hoạt động của hai dòng

a) Sơ đồ b) Cấu tạo

Hình 2 − 12 Bộ chia 1- Piston; 2- Đầu nối tới dòng sau; 3- Đầu nối tới dòng trước; 4- Từ xy lanh chính

tới Khi phanh chất lỏng tư xilanh chính bị dồn đến khoang A gây lên lực tác dụng lên các piston 1 và trong dòng I và II áp suất làm việc tăng lên cho đến khi cân bằng với áp suất trong khoang, khi xẩy ra hư hỏng ở một dong nào đó thì còn thứ II vẫn làm việc bình thường song hiệu quả phanh của cả xe có giảm và người lái cũng nhận biết về phía hành trình bàn đạp tăng

2.2.2.3 Dẫn động phanh khí nén (Còn gọi là phanh hơi)

Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn và trung bình, đặc biệt lớn Để dẫn động các cơ cấu phanh người ta sử dụng năng lượng của khí nén, lực của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng van phanh do đó mà giảm được sức lao động của người lái, tuỳ theo liên kết của xe rơ moóc mà dẫn động phanh khí nén có thể là một dòng hoặc 2 dòng

* Dẫn động phanh khí nén 1 dòng ( hình 2 − 13):

ra ngoài và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung

- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn

- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô

- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén

- Số lượng các cụm khá nhiều, kích thước và trọng lượng của chúng khá lớn, giá thành cao

- Thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái tác dụng vào bàn đạp khá lớn

2.2.2.4 Dẫn động phanh liên hợp

Dẫn động phanh liên hợp( hình 2 − 14) là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong

đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao, phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc

Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp dụng cho xe nhiều cầu như: Xe URAL, 375 D, URAL - 4320…

Hình 2 − 14 Phanh khí nén thuỷ lực ôtô URAL-4320

1- Máy nén khí ; 2- Bộ điều chỉnh áp suất; 3- Van bảo vệ 2 ngả; 4- Van bảo vệ 1 ngả; 5- Bình chứa khí nén; 6- Phanh tay; 7- Khoá điều khiển phanh rơ moóc; 8- Van tách; 9- Đầu nối; 10- Đồng hồ áp suất; 11- Tổng van phanh; 12- Xy lanh khí nén; 13- Cơ cấu xy lanh piston bánh xe; 14- Đầu nối phân nhánh; 15- Xy lanh cung cấp

nhiên liệu; 16- Bàn đạp phanh

Trong hệ thống phanh dẫn động khí nén - thuỷ lực thì cơ cấu dẫn động là phần khí nén và cơ cấu chấp hành là phần thuỷ lực, trong cơ cấu thuỷ lực thì được chia làm hai dòng riêng biệt để điều khiển các bánh xe trước và sau

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực

- Kết hợp được nhiều ưu điểm của 2 loại hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắc phục được những nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực

- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dưỡng sửa chữa

- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc cho nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới cơ cấu dẫn động khí nén

- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành cũng rất cao và có rất nhiều cụm chi tiết đắt tiền

Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực được thực hiện theo nhiều phương

án

- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén

- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không

Dưới đây xin giới thiệu bộ trợ lực chân không

Tác dụng: Để giảm nhẹ lực của người lái

Hình 2 − 15 Kết cấu bộ cường hoá chân không-thuỷ lực dùng trên xe

Gát 66, Gát 53 A 1- Bầu bộ trợ lực phanh; 2- Đĩa màng ngăn; 3- Màng ngăn bộ trợ lực phanh; 4- Cơ cấu đẩy của piston; 5- Lò xo của màng; 6- Van chân không; 7- Màng của tổng van phanh; 8- Van không khí; 9- Nắp của thân; 10- Tổng van phanh; 11- Lò xo của tổng van phanh; 12- Piston của tổng van phanh; 13- Van chuyển; 14- Xy lanh thuỷ lực phụ

Hình 2 − 16 Sơ đồ nguyên lý làm việc 1- Bầu cường hoá; 2- Màng ngăn; 4- Ty đẩy cường hoá ; 5- Lò xo hồi vị màng; 6- Van chân không; 7- Lò xo van không khí; 8- Van không khí; 11- Lò xo van chân không; 12- Màng tuỳ động; 15- Van bi một chiều; 16- Piston công tác; 17- Ty đẩy van; 23- Piston điều khiển

Tạo ra lực cường hoá giảm nhẹ lực của bàn đạp

Khi chưa phanh van không khí 8 được đóng vai lại, van chân không 6 được mở

ra nhờ lo xo đẩy màng tuỳ động 12 mang theo piston điều khiển 23 đi xuống

Buồng B thông với buồng C và D qua đường ống dẫn thông với buồng A, như vậy

áp suất ở buồng A và B bằng nhau và bằng áp suất chân không ở họng hút đường ống nạp, lò xo 5 đẩy màng cường hoá 2 về vị trí trái, ty đẩy 4 kéo piston lực 16 làm cho ty đẩy 17 tỳ vào thành xi lanh do vậy piston tiếp tục sang trái làm cho ty đẩy van 15 mở ra

Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp phanh 1 lực cần thiết qua hệ thống đòn, đẩy piston ở xi lanh chính đi áp suất phía sau piston tăng lên khoảng 5 KG/cm2 qua ống dẫn lên xi lanh của bộ cường hoá, áp suất này tác dụng lên pison 16 của bộ cường hoá đẩy piston 16 sang phải khi đó ty đẩy 17 tách khỏi thành xi lanh làm cho van 15 đóng lại ngăn cách buồng trước và sau của piston 16, tiếp tục đạp thì đẩy tới xi lanh bánh xe, đồng thời áp suất dầu lớn đẩy piston điều khiển 23 đi làm cho van chân không 6 đóng lại, buồng C và D ngăn cách với nhau mà D lại thông với buồng A, buồng C thông với buồng B do đó 2 buồng A và B ngăn cách nhau, tiếp tục đạp thì thông qua cần nối 6 và 8 làm cho van không khí 8 bắt đầu mở không khí từ ngoài qua bầu lọc gió vào buồng E, D và vào buồng A ở buồng A có áp suất khí trời 1 KG/cm2, còn buồng B nối với họng hút động cơ có áp suất 0.5 KG/cm2 do đó tạo được lực cường hoá thắng lò xo 5 đẩy piston 16 sang phải tạo ra khoang trước của piston 16 thêm áp lực mới làm cho dầu dồn về xi lanh bánh xe đẩy các má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại

Khi giữ nguyên bàn đạp ở một vị trí nào đó thì áp suất ở khoang bên trái của piston 16 không đổi nhưng lúc này van không khí 8 van đang mở, dẫn đến không khí tiếp tục vào buồng A và tiếp tục đẩy màng và ty 4 đẩy piston 16 tăng lên làm cho áp suất giảm đi điều này làm cho piston điều khiển 23 đi xuống làm cho van không khí 8 đóng lại, không khí khôing vào buồng A nữa làm cho piston 16 dừng lại van chân không 6 vẫn đóng vẫn tồn tại một lực cường hoá

Khi người lái trực tiếp đạp bàn đạp, lực đạp tăng lên khi sự mất cân bằng lại diễn

ra, áp suất ở xi lanh cường hoá tăng lên lại tác dụng lên piston điều khiển nâng màng 12 đi lên van không khí 6 lại mở ra và quá trình lại làm việc như khi phanh Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí cũ, lò xo ở xi lanh chính đẩy piston về vị trí cũ đầu hồi về xi lanh chính lò xo côn của bộ cường hoá đẩy piston về vị trí cũ (bên trái) piston 23 đi xuống do áp suất giảm, van không khí

8 đóng lại van chân không 6 được mở ra làm cho buồng A và Buồng B thông nhau

và bằng áp suất của họng hút Qua ty đẩy 4 kéo piston 16 sang trái làm cho ty đẩy

17 tỳ vào đáy xy lanh, piston 16 chuyển động nữa thì mở van 15 lúc đó dầu hồi từ

xi lanh bánh xe qua lỗ van 15 về xy lanh chính

3 GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA YARIS

3.1 Thông số kỹ thuật

Toyota Yaris được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1999 như là một mẫu xe chiến lược toàn cầu, Yaris ra mắt thị trường với định hướng là một mẫu xe tạo ra những chuẩn mực mới đối với dòng xe hạng nhỏ – thanh lịch, thông minh, mạnh mẽ Tham khảo [Google.com/Toyota yaris 1.5 3-door 2010] ta có một số thông số kỹ

thuật của xe Toyota Yaris 1.5 3- door 2010 thể hiện trên bảng 3 − 1

Bảng 3 − 1 Một số thông số kỹ thuật của Toyota Yaris 1.5 3-door

6 Chiều rộng cơ sở (Trước x sau) B1/B2 mm 1481/1470

10 Hệ thống treo trước/ sau Macpherson/Thanh xoắn

17 Kiểu động cơ 4 xy lanh, thẳng hàng, 16 van, DOHC

3.2 Động cơ

Khái quát chung về động cơ :

Loại động cơ: INZ- FE 4 xi lanh thẳng hàng 1.3L, hệ thống cam kép 16 van, dẫn động xích

Động cơ xăng, sử dụng hệ thống phun nhiên liệu EFI

để truyền mô-men từ động cơ đến hộp số Nguyên lý truyền động giống như ta để hai quạt điện đối đầu, cái này quay thì cái kia sẽ quay Trục động cơ truyền chuyển động đến bánh bơm quay với vận tốc nB và mô-men MB Thông qua vỏ biến mô, bánh bơm quay dẫn động cánh tua-bin quay với vận tốc nT với mô men MT, truyền chuyển động đến trục thứ cấp

Hệ thống treo trước: độc lập thanh giằng Mc pherson

Giảm chấn trước: Kết cấu mới gọn nhẹ do chỉ nối với thân xe bằng một điểm

Giảm chấn điều khí thấp áp N2 ,van điều khiển dầu giảm chấn tuyến tính nhiều lớp cho tính ổn định lái cao

Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ

êm dịu chuyển động Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay; tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe

Hệ thống treo sau: Thanh xoắn

3.5 Hệ thống lái

Hệ thống lái dùng trục vít bánh vít và bộ trợ lực là động cơ điện trên trục lái Tính kinh tế nhiêu liệu cao do động cơ không phải dẫn động bơm trợ lực lái như trước

Dễ bảo dưỡng và sửa chữa do có ít cơ cấu cơ học

Không dùng trợ lực khi động cơ dừng

4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

4.1 Số liệu ban đầu

Khi tính toán cơ cấu phanh ta cần biết trước các số liệu sau:

Trọng lượng toàn bộ của xe: Ga

Các tọa độ trọng tâm: a, b, và hg hg có thể tính gần đúng theo công thức: Theo [2] đối với xe du lịch: hg = 0,5B

Ở đây:

B- chiều rộng cơ sở của xe

Chiều dài cơ sở: L

Kích cỡ lốp, để từ đó mà tính ra bán kính bánh xe và kích thước vành

Các số liệu ở trên tham khảo ở bảng 3 − 1

4.2 Yêu cầu thiết kế

Hệ thống phanh thiết kế cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy;

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm;

- Phanh êm dịu, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa;

- Giữ cho ôtô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế;

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô máy kéo khi phanh;

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng;

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng;

- Có khả năng thoát nhiệt tốt;

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ

4.3 Chọn loại và sơ đồ dẫn động của hệ thống phanh

4.3.1 Chọn loại dẫn động phanh

Trên ôtô - máy kéo có thể gặp các loại dẫn động phanh sau: cơ khí, thủy lực, điện

và khí nén Trong các loại dẫn động trên thì dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu quả phanh thấp và khó phanh đồng thời các bánh xe bởi vì không thể nào đảm bảo chế tạo chính xác các nhánh dẫn động đồng thời sau một thời gian làm việc các khâu khớp mòn không giống nhau, bởi thế thời gian để khắc phục các khe hở này cũng sẽ khác nhau Trên các đoàn xe kéo moóc ta có thể gặp

loại dẫn động điện vì đoàn xe khá dài nên phải dùng dẫn động điện để thời gian dẫn động thấp mới phanh được đồng thời các bánh xe

Loại dẫn động thuỷ lực:

Ưu điểm:

Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ

Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong các đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các trống phanh mà không phụ thuộc vào đường kính xylanh làm việc và khe hở giữa má phanh và trống phanh

Hiệu suất cao

Kết cấu đơn giản, kích thước khối lượng và giá thành nhỏ

Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Tuy vậy nó cũng có nhiều nhược điểm:

Yêu cầu độ kín khít cao, hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp, sự dao động

áp suất chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bị rung động và momen phanh không ổn định ngoài ra nó còn một nhược điểm cơ bản là lực tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường phải sử dụng các bộ trợ lực, kết cấu dẫn động khi đó trở nên phức tạp hơn

Phạm vi sử dụng:

Với các đặc điểm đó, dẫn động thủy lực được sử dụng rộng rãi trên các ôtô

du lịch, ôtô tải cỡ nhỏ hoặc cỡ đặc biệt lớn

Loại dẫn động khí nén

Ưu điểm:

Điều khiển nhẹ nhàng , lực điều khiển nhỏ

Làm việc tin cậy hơn thủy lực vì nếu trong hệ thống có một chỗ rò rỉ nhỏ thì vẫn có thể làm việc được tuy nhiên hiệu quả phanh thấp

Dễ phối hợp với dẫn động phanh khí nén khác trên ôtô

Dễ cơ khí hóa và tự động hóa trong quá trình điều khiển

Vì thế đối với các ôtô - máy kéo cở trung bình và lớn cũng như trên các đoàn xe kéo moóc momen phanh yêu cầu lớn cần phải dùng loại dẫn động khí nén để có lực điều khiển nhỏ

Nhược điểm:

Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dung lớn hơn phanh thủy lực vì khi đạp phanh khí nén đi từ tổng van phân phối mới đến bầu phanh rồi mới tác dụng lên cơ

cấu phanh còn dẫn động phanh thủy lực thì khi đạp phanh áp suất dầu tác động trực tiếp lên xilanh bánh xe

Do hạn chế bởi điều kiện rò rỉ của áp suất làm việc nên áp suất khí nén thấp hơn áp suất của chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10 ÷15 lần nên kích thước , khối lượng của dẫn động phanh khí nén lớn

Số lượng các cụm chi tiết nhiều

Kết cấu phức tạp hơn , giá thành cao hơn

4.3.2 Chọn sơ đồ dẫn động của hệ thống phanh

4.3.2.1 Chọn sơ đồ phân dòng chính

Dẫn động hệ thống phanh làm việc với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít nhất là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn được ôtô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó Hiện nay phổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 1.17 Để phân chia các dòng có thể sử dụng bộ phận điều khiển kép như: van khí nén hai khoang, xi lanh chính kép hay bộ chia mà kết cấu của chúng sẽ được nghiên cứu ở các phần sau

Mỗi sơ đồ đều có các ưu khuyết điểm riêng Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:

- Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

- Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

- Mức độ phức tạp của dẫn động

Thường sử dụng nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (Hình 4 − 1a) Đây là sơ

đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước

Khi dùng các sơ đồ b,c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn Hiệu quả phanh đảm bảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó Tuy vậy khi dùng sơ đồ b và d,

lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng Điều này cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái (dùng cánh tay đòn âm)

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo yêu cầu cụ thể sau:

- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải còn tối thiểu là 50%

Qua phân tích ta chọn sơ đồ phân dòng là sơ đồ hình a

4.3.2.2 Sơ đồ dẫn động phanh

Trên hình 4 − 2 là sơ đồ dẫn động hệ thống phanh thiết kế Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực, có sử dụng hệ thống chống bó cứng phanh ABS

Hình 4 − 1 Các sơ đồ phân dòng

13 14

15

16

7 6

Hình 4 − 2 Sơ đồ hệ thống phanh xe thiết kế

1 - Đĩa phanh; 2 - Xi lanh chính; 3 - Bầu trợ lực chân không ; 4 - Bàn đạp phanh; 5 - Công tắt khởi động; 6 - Guốc phanh; 7 - Má phanh; 8 - Xylanh bánh xe; 9,16 - Các cảm biến; 10 - Dòng dẫn động phanh sau; 11 - Đèn báo phanh; 12 - Đèn báo ABS;

13 - Bộ thuỷ lực và máy tính; 14 - Bánh răng; 15 - Dòng dẫn động phanh trước

4.3.3 Chọn loại cơ cấu phanh

Trong hệ thống phanh, cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát Vì thế kết cấu của nó bao giờ cũng có hai bộ phận chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép Trong đó phần tử ma sát có thể có các dạng như: trống guốc, đĩa hay dãi Loại dãi chỉ dùng trên máy kéo, còn loại đĩa thường chỉ dùng trên cơ cấu phanh ở cầu trước xe du lịch, loại trống quốc là phổ biến hơn

Đường dây điện Đường dầu phanh

thể dùng kiểu cơ cấu phanh khác như cơ cấu phanh đĩa cho cầu trước (còn trục sau thì vẫn dùng cơ cấu phanh kiểu trống guốc)

Vì vậy cơ cấu phanh trước ta chọn cơ cấu phanh đĩa, cơ cấu phanh sau ta chọn loại trống guốc

Với cơ cấu phanh trước:

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch (chủ yếu ở các bánh trước) và máy kéo Gần đây loại phanh này bắt đầu được sử dụng trên một số ôtô vận tải và chở khách

Phanh đĩa có các loại: kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay, vòng ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rãnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hay ghép hai kim loại khác nhau

Trên ôtô sử dụng chủ yếu loại một đĩa quay dạng hở, ít khi dùng loại vỏ quay Trên máy kéo còn dùng loại vỏ và đĩa cố định, vòng ma sát quay

Phanh dạng đĩa quay hở có hai phương pháplắp ghép má kẹp : lắp cố định và lắp tùy động kiểu bơi Phương pháp lắp có định có độ cứng vững cao, cho phép sử dụng lực dẫn động lớn Tuy vậy điều kiện làm mát kém, nhiệt độ làm việc của cơ cấuphanh cao hơn Để khắc phục có thể dùng kiểu má kẹp tùy động Kết cấu như vậy có độ cứng vững thấp Khi các chốt dẫn hướng bị biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều, hiệu qủa phanh giảm và gây rung động Tuy vậy nó chỉ có một xi lanh thủy lực với chiều dài lớn gấp đôi, nên điều kiện làm mát tốt hơn, dầu phanh ít nóng hơn, nhiệt độ làm việc có thể giảm được 30  50 oC Ngoài ra nó còn cho phép dịch sâu cơ cấu phanh vào bánh xe Nhờ đó giảm được cánh tay đòn tác dụng của lực cản lăn đối với trụ quay đứng của các bánh xe dẫn hướng Trên hình 1-19 là sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định

Qua phân tích ta chọn phanh đĩa loại má kẹp cố định cho cơ cấu phanh trước

Hình 4 − 3 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định

1- Má phanh; 2- Má kẹp; 3- Piston; 4- Vòng làm kín; 5- Đĩa phanh

Với cơ cấu phanh sau:

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các sơ đồ trên hình 4 − 4a và 4 − 4b Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự

do, quay quanh hai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó là đến các sơ đồ trên hình 4 − 4c và 4 − 4d

Sơ đồ trên hình 4 − 4a có cơ cấu ép cơ khí, dạng cam đối xứng Vì thế độ dịch chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau, và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc và mô men phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:

N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 =Mp

Do hiện tượng tự siết nên khi N1 = N2 thì P1 < P2 Đây là cơ cấu phanh vừa thuận nghịch vừa cân bằng Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp cho các ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn

5