Thiết kế hệ thống phanh xe con 4 đến 5 chỗ dẫn động thuỷ lực, trợ lực chân không và có ABS , dựa trên xe COROLLA ATIS

2- Má phanh 6- Cam 3- Tang trống 7- Đòn dẫn động cam 4- Chốt phanh 8- Bầu phanh Cơ cấu phanh guốc gồm có trống phanh 3 quay cùng với các bánh xe, cácguốc phanh 1 lắp với phần không qua

Mục lục

Lời nói đầu……….3

Chơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh……… 5

1.1 Công dụng……… 5

1.2 Phân loại hệ thống phanh………5

1.3 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh……… 18

Chơng 2: Giới thiệu về xe tham khảo……… 19

2.1 Các thông số về xe tham khảo……… 20

2.2 Giới thiệu về hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không trên xe TOYCOROLLA……… 21

2.2.1 Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng trên xe tham khảo………….21

2.2.2 Xy lanh chính………22

2.2.2.1 Cấu tạo……… 23

2.2.2.2 Hoạt động……… 23

2.3.Trợ lực phanh trong xe TOYOTA COROLLA……….28

2.3.1 Cấu tạo……… 28

2.3.2 Hoạt động……… 30

2.4 Bộ điều hoà lực phanh……… 36

2.4.1 Cấu tạo……… ……….36

2.4.2 Nguyên lý hoạt động ……… 37

2.5 Cơ cấu phanh.………… ……… 41

2.5.1.Cơ cấu phanh sau…… ……… 41

2.5.2.Cơ cấu phanh trớc… ……… 42

Chơng 3:Thiết kế tính toán hệ thống phanh………… ……… 45

3.1 Một số chi tiết chính của các cơ cấu phanh đã chọn………… ……… 46

3.1.1Trống phanh……… ………… … 46

3.1.2.Guốc phanh……… ………… … 46

3.2.Xác định mômen phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh …… … 46

3.3.Thiết kế tính toán cơ cấu phanh sau ( phanh guốc )……… , …… … .48

3.3.1.Xác định bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh……… 48

3.3.2 Xác định lực tác dụng lên cơ cấu phanh tự cờng hoá ……… 49

3.4 Tính toán cơ cấu phanh trớc (phanh đĩa)……… … 52

3.5 Kiểm tra hiện tợng tự xiết cho cơ cấu phanh sau……… 53

3.6 Kiểm bền cơ cấu phanh……… ………… .54

3 6.1 Xác định chiều rông má phanh theo điều kiện áp suất ……… 54

3.6.2 Kiểm bền theo kích thớc má phanh ……… 54

3.7 Tính bền một số chi tiết của cơ cấu phanh……… 58

3.7.1 Tính bền trống phanh……… 58

3.7.2 Tính bền xi lanh phanh bánh xe……….59

Chơng 4: Thiết kế tính toán dẫn động phanh……….70

4.1.Tính toán dẫn động phanh……….70

4.1.1 Xác định đờng kính làm việc của xilanh bánh xe………70

4.1.2 Chọn đờng kính xilanh chính D, kích thớc đòn bàn đạp l, l’:………71

4.2 Thiết kế tính toán bộ trợ lực………73

4.2 1 Thiết kế bộ cờng hoá ……….73

4.2.2 Hệ số cờng hoá………74

4.2.3 Xác định kích thớc màng cờng hoá……… 75

4.2.4 Tính lò xo màng cờng hoá……… 76

Chơng 5: Công nghệ gia công chi tiết xilanh phanhsau………80

5.1 Phân tích kết cấu – Chọn dạng sản xuất……… 80

5.2 Lập quy trình công nghệ……….81

Chơng 6 : Bảo dỡng và sửa chữa hệ thống phanh……… 88

Kết luận chung……….94

Tài liệu tham khảo………95

Lời nói đầu

Sự phát triển lớn mạnh của tất cả các ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lợng 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 phơng tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá và hánh khách, đồng thời ôtô đã trở thành phơng tiện giao thông t nhân ở các nớc có nền kinh tế phát triển Hiện nay ở nớc ta số lợng ôtô t nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trởng của nền kinh tế, mật độ xe trên đờng ngày càng cao

cần phải quan tâm ở nớc ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số ngời chết

do tai nạn là rất lớn Theo thống kê của các nớc thì trong tai nạn giao thông ờng bộ 60-70% do con ngời gây ra, 10-15% do h hỏng máy móc, trục trặc về

đ-kỹ thuật và 20-30% do đờng xá xấu Trong nguyên nhân h hỏng do máy móc,trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ôtô gây nên đợc thống kê

nh sau: phanh chân 52,2-74,4%, phanh tay 4,9-16,1%, lái 4,9-19,2%, chiếusáng 2,3-8,7%, bánh xe 2,5-10%, các h hỏng khác 2-18,2%

Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớnnhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên Chính vì thế mà hiện nay hệ thốngphanh ngày càng đợc cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệthống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Đề tài tốt nghiệp em đợc giao là “thiết kế hệ thống phanh xe con 4 đến 5 chỗdẫn động thuỷ lực, trợ lực chân không và có ABS ”

Công việc thiết kế hệ thống phanh bao gồm các phần sau

- Phân tích hệ thống phanh

- Lựa chọn phơng án thiết kế cơ cấu phanh và dẫn động phanh nhằm đạt hiệuquả phanh cao nhất trong mọi điều kiện hoạt động của xe

- Thiết kế các cụm chi tiết trong hệ thống phanh một cách phù hợp

Qua thời gian gần 4 tháng với sự giúp đỡ tận tình của thầy Phạm Huy Hờng vàcác thầy trong bộ môn Ôtô em đã hoàn thành nội dung đồ án đợc 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 đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ)

1.2.2 Phân loại theo cơ cấu phanh

1.2.2.1 Cơ cấu phanh guốc

2- Má phanh 6- Cam

3- Tang trống 7- Đòn dẫn động cam

4- Chốt phanh 8- Bầu phanh

Cơ cấu phanh guốc gồm có trống phanh 3 quay cùng với các bánh xe, cácguốc phanh 1 lắp với phần không quay là mâm phanh, trên guốc có lắp các máphanh 2, một đầu của guốc phanh quay quanh chốt tựa 4, đầu còn lại tỳ vàopiston của xilanh công tác 5 nếu là dẫn động thuỷ lực, hoặc là cam ép 6 nếu làdẫn động khí nén Trong trờng hợp dẫn động thuỷ lực áp suất chất lỏng trongxilanh tác dụng lên các piston và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thựchiện quá trình phanh Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty

đẩy và thông qua đòn dẫn động 7 làm quay cam 6 đẩy các guốc phanh ép vàotang trống

Trên thc tế, cấu tạo của cơ cấu phanh có thể khác nhau ở cách bố trí các guốcphanh, chẳng hạn đối với dẫn động thuỷ lực các guốc phanh có thể đợc điềukhiển bằng một xi lanh độc lập đặt đối xứng với nhau qua tâm của cơ cấuphanh, các guốc phanh có thể đợc bố trí nh hình trên nhng không có tâm quay

cố định mà đầu dới của chúng đợc nối với nhau bởi một thanh liên động Khe

hở giữa các guốc phanh đợc điều chỉnh thờng xuyên trong quá trình sử dụng.Các cơ cấu điều chỉnh sử dụng hiện nay rất phong phú, trong đó có các phơngpháp điều chỉnh tự động

* Ưu điểm:

- Mô men phanh lớn do diện tích tiếp xúc giữa má phanh và trống phanh lớn

- Giá thành rẻ

- Cơ cấu phanh đợc che kín trong quá trình làm việc

- Phanh guốc không nguy hiểm khi phanh gấp do áp suất phanh không lớn

- Má phanh lâu mòn hơn so với phanh đĩa

- Cơ cấu phanh đối xứng qua trục nghĩa là hai guốc phanh bố trí đối xứng qua

đờng trục thẳng đứng

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này bao gồm một mâm phanh đợc bắt cố

định trên dầm cầu Trên mâm phanh có lắp hai chốt cố định để lắp ráp đầu dớicủa hai guốc phanh Hai chốt cố định này có thể có bố trí bạc lệch tâm để điềuchỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh phía dới Đầu trên của hai guốcphanh đợc lò xo guốc phanh kéo vào ép sát với cam ép hoặc với piston xilanh.Khe hở phía trên của má phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng trục cam

ép hoặc bằng hai cam lệch tâm

Trên hai guốc phanh có tán các tấm ma sát Các tấm này có thể dài liên tụchoặc phân thành một số đoạn

- Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm

Đợc thể hiện trên mâm phanh cũng bố trí guốc phanh, hai xilanh bánh xe,hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng nhau qua tâm Mỗiguốc phanh đợc lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệchtâm để điều chỉnh khe hở phía dới của má phanh và trống phanh Một phía củaguốc phanh luôn tì vào piston của xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe

hở phía trên giữa má phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bởi cơ cấu tự động

Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

1 ống nối; 2 vít xả khí; 3 xi lanh bánh xe; 4 má phanh;

5 phớt làm kín; 6 pittông; 7 lò xo guốc phanh; 8 tấm chặn;

9 chốt guốc phanh; 10 mâm phanh.

lịch hoặc ôtô tải nhỏ Bố trí sao cho khi ôtô chuyển động tiến thì cả hai guốcphanh đều là guốc xiết còn khi lùi lại trở thành hai guốc nhả Nh vậy hiệu quảphanh khi tiến thì lớn còn khi lùi thì nhỏ tuy nhiên thời gian lùi ôtô rất ít vàtốc độ rất chậm nên không cần lực phanh hay mômen phanh lớn.

- Cơ cấu phanh loại bơi

Hai guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựatrên hai xilanh công tác chung, loại này có lực phanh lớn, vì lực ép từ dầu có

áp suất đẩy cả hai đầu ép sát vào tang trống Tuy nhiên do sử dụng hai xi lanhcông tác và piston có khả năng tự dịch chuyển nên piston này có thể ảnh hởngpiston kia Kết cấu phanh dễ gây nên giá tri mômen phanh thay đổi, ảnh hởngxấu đến chất lợng chuyển động của xe khi phanh

- Cơ cấu phanh tự cờng hoá

Cơ cấu phanh guốc tự cờng hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốcphanh thứ nhất sẽ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai

Có hai loại cơ cấu phanh tự cờng hóa: cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn,

- Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn

Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh đợcliên kết với nhau qua hai mặt tựa di trợt của một cơ cấu điều chỉnh di động.Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một đợc tựa vào mặt tựa di trợt trên vỏ

xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trợt của piston xi lanh bánh xe.Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanhcủa cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thờng đợc bố trí ở các bánh xetrớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

- Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép

Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh đợc tựatrên hai mặt tựa di trợt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe Cơ cấuphanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

đến trung bình

1.2.2.2 Cơ cấu phanh đĩa

1- Đĩa phanh2- Má phanh3- Xi lanh công tác4- Giá đỡ

Phần quay của cơ cấu phanh đợcnối với đĩa 1 toàn bộ cụm phanh đ-

ợc bố trí trên gía đỡ 4 gồm các má phanh và các xilanh công tác 3, khi phanh

áp suất chất lỏng tác động lên các piston trong các xilanh công tác và đẩy máphanh 2 ép vào đĩa thực hiện quá trình phanh

Phanh đĩa thờng có cơ cấu tự điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh.Phanh đĩa đợc sử dụng chủ yếu trên các loại ôtô nhỏ và đợc dẫn động bằng

- ít bị ảnh hởng khi bị nớc văng vào so với cơ cấu loại trống do áp suất trên bềmặt má phanh cao (40-50KG/cm2 khi phanh khẩn cấp, nghĩa là gấp 3-4 lầnlớn hơn so với áp suất trên mặt má phanh tang trống)

- Lực tác dụng lên cơ cấu phanh đợc cân bằng

- Các tấm ma sát của loại phanh này hao mòn nhanh hơn phanh trống

- Cơ cấu phanh đĩa không đợc cân bằng vì khi phanh sẽ sinh các lực phụ tácdụng lên ổ bi của bánh xe

* Sơ đồ các dạng phanh đĩa

- Cơ cấu phanh đĩa có giá đặt xilanh cố định gồm hai xilanh công tác đặt haibên đĩa phanh Số lợng xilanh công tác có thể là 4 đặt đối xứng nhau, hoặc 3xilanh với 2 xilanh nhỏ một bên, còn bên kia là 1 xilanh lớn

Loại này, giá đỡ đợc bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xilanhbánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong các xilanh có piston, mà một đầu của

nó luôn tì vào các má phanh Một đờng dầu từ xilanh chính đợc dẫn đến cả haixilanh bánh xe

Khi đạp phanh, dầu từ xilanh chính qua ống dẫn đến các xilanh bánh xe đẩypiston mang các má phanh ép vào hai phía của đĩa phanh thực hiện phanhbánh xe

Khi thôi phanh dới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp đợc trả về vị trí ban đầu,dầu từ xilanh bánh xễ hồi trở về vị trí ban đầu, dầu từ xilanh bánh xễ hồi trở vềxilanh chính, tách má phanh khỏi đĩa phanh kết thúc quá trình phanh

1- Piston 2- Má phanh 3- Đĩa phanh 4- Giá cố định 5- Giá bắt

- Cơ cấu phanh đĩa có giá đặt xilanh

di động bố trí một xilanh Giá xilanh

đợc di động trên các giá nhỏ dẫn ớng Khi phanh xilanh đẩy piston và má phanh vào đĩa phanh, sau đó đẩy giá

h-đặt xilanh trợt trên trục dẫn hớng để ép nốt má bên kia vào đĩa phanh

Loại này có kết cấu các tấm má phanh tự lựa đợc điều khiển bằng một xilanhlực đặt lên giá quay

1- Má phanh2- Đĩa phanh3- Piston4- Giá di động5- Giá dẫn hớng

1.2.2.3 Cơ cấu phanh

dừng

Phanh dừng đợc dùng đểdừng (đỗ xe) trên đờng dốchoặc đờng bằng Nói chung hệthống phanh này đợc sử dụng trong trờng hợp ôtô đứng yên, không di chuyển

Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn

1.2.3 Phân loại theo dẫn động phanh

1.2.3.1 Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí

Dẫn động cơ khí có u điểm là độ tin cậy cao, nhng lực tác dụng vào bàn

đạp lớn Nên phanh cơ khí chỉ đợc dùng trong phanh tay

Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn

động mà ngời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

* Dẫn động một dòng nghĩa là từ đầu ra của xilanh chính chỉ có một đờng dầuduy nhất dẫn đến các xilanh bánh xe, dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản

nhng độ an toàn không cao Vì vậy trong thực tế dẫn động phanh một dòng ít

đợc sử dụng

* Dẫn động hai dòng nghĩa là từ đầu ra của xilanh chính có hai đờng dầu độclập đến các xilanh bánh xe của ôtô Dới đây là các sơ đồ dẫn động thuỷ lực haidòng

- Một dòng dẫn động ra hai bánh xe cầu trớc, còn một dòng dẫn tới các bánh

xe cầu sau, và dẫn động chéo, một dòng dẫn động cho bánh xe trớc ở một phía

và bánh xe sau ở phía khác, còn một dòng dẫn động cho các bánh xe chéo cònlại

Hai kiểu dẫn động trên đợc dùng cho các xe con thông thờng vì kết cấu

đơn giản và giá thành hạ, ở sơ đồ dẫn động kiểu K khi một dòng bị hỏng sẽgây nên chênh lệch lực phanh ở các bánh xe của dòng còn lại làm cho ôtô cóthể bị quay trong mặt phẳng ngang

- Một dòng dẫn động cho tất cả các bánh xe ở hai cầu, còn một dòng chỉ dẫn

động cho các bánh xe cầu trớc Mỗi dòng dẫn động ba bánh xe, hai bánh xe ởcầu trớc và một bánh xe cầu sau Mỗi dòng dẫn động cho cả bốn bánh cầu trớc

và cầu sau

Ba kiểu dẫn động trên đợc dùng ở các xe có yêu cầu cao về độ tin vậy và vềchất lợng phanh Khi xảy ra h hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm khôngnhiều, do đó đảm bảo đợc an toàn chuyển động

Do hai dòng hoạt động độc lập nên khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn

có tác dụng Vì vậy phanh hai dòng có độ an toàn rất cao, nên đợc sử dụng

Trong dẫn động bằng khí nén lực tác dụng lên bàn đạp chủ yếu dùng để

điều khiển van phân phối, còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khínén tác dụng lên bầu phanh

Dẫn động khí nén có u điểm là lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, lực phanh lớn Nhợc điểm độ nhạy kém, cồng kềnh

Dẫn động phanh bằng khí nén chỉ dùng trên các ôtô tải trung bình và tải lớn

1- Máy nén khí 4- Cơ cấu phanh

2- Bình lắng nớc và dầu 5- Bầu phanh

3- Bình chứa khí 6- Van phân phối

Máy nén khí 1 đợc dẫn động bởi động cơ bơm khí qua bình lắng nớc vàdầu 2 đến bình chứa khí nén 3 áp suất của khí nén trong bình xác định bởi áp

kế đặt trong buồng lái Khi cần phanh ngời lái tác dụng vào bàn đạp phanh,bàn đạp phanh sẽ dẫn động đòn van phân phối, lúc đó khí nén sẽ từ bình chứa

3 qua van phân phối 6 đến các bầu phanh 5 Màng của bầu phanh sẽ bị ép vàdẫn động cam phanh, do đó các má phanh đợc ép vào trống phanh để tiếnhành quá trình phanh

Trong hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén ngời ta thờng sử dụng hai loại làdẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

* Dẫn động một dòng: nghĩa là từ đầu ra của van phân phối chỉ có một dòngkhí duy nhất tới các bầu phanh Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản, dễchế tạo, nhng độ an toàn không cao nên không đợc sử dụng rộng rãi

* Dẫn động hai dòng: nghĩa là từ đầu ra của van phân phối có hai dòng khí

độc lập tới các bầu phanh, thờng là một dòng tới hai bầu phanh cầu sau và mộtdòng tới hai bầu phanh cầu trớc Dẫn động phanh hai dòng về kết cấu có phứctạp hơn một dòng, nhng độ an toàn rất cao Trờng hợp nếu một dòng có sự cốthì dòng còn lại vẫn hoạt động bình thờng

1.2.3.4 Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén –thuỷ lực

Để tận dụng u điểm của hai loại dẫn động thuỷ lực và khí nén ngời ta sửdụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén Loại dẫn động này

đợc sử dụng trên các xe tải trung bình

1- Bàn đạp phanh 5- Cơ cấu phanh

xi lanh 4 do đó sẽ dẫn động má phanh và tiến hành quá trình phanh

Hệ thống phanh trên xe phải đảm bảo những yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng ờng phanh ngắn nhất khi phanh, gia tốc chậm dần cực đại khi phanh, thời gianphanh ngắn nhất

đ Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động của

ôtô khi phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lc tác dụng lên bàn đạp phanh hay đòn điềukhiển không lớn

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ để

sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh ở những cờng độ phanh khácnhau

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao

- Không có hiện tợng tự xiết khi phanh

- Cơ cấu thoát nhiệt tốt

- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong điềukiện sử dụng

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

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

- Độ bền tuổi thọ và độ tin cậy cao, nhất là trong môi trờng khí hậu nhiệt đớinóng ẩm nh nớc ta

Chơng II GIới thiệu về xe tham khảo

Mômen xoắn lớn nhất kg.m/rpm 17,4/4200

với VVT-i, 16 vanDung tích công tác động cơ cc 1974

Hệ thống nhiên liệu EFI ( phun xăng điện tử )

2 Giới thiệu về hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không trên xe corolla altis :

2.1.Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng trên xe tham khảo

Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng.

1.Bánh xe; 2.Đĩa phanh; 3.Xylanh bánh trớc;4.Xylanh chính; 5.Bàn đạp;6.Xylanh bánh sau; 7.Má phanh sau; 8.Trợ lực phanh 9.Bộ điều hoà lực phanh

Nguyên lý hoạt động của dẫn động thuỷ lực:

Khi không phanh: Lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh,dầu áp suất thấp nằm chờ trên đờng ống

Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp 5,qua thanh đẩy sẽ tác động vào pittôngnằm trong xylanh 4 ,ép dầu trong xylanh chính đi đến các đờng ống dẫn Chấtlỏng với áp suất cao sẽ tác dụng vào các pitông ở xylanh bánh xe và pitông ởcụm má phanh Hai pitông này thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vàotrống phanh thực hiện phanh, hay ép sát má phanh vào thực hiện quá trìnhphanh

Khi thôi phanh ngời lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ épdầu từ xilanh bánh xe , và xylanh phanh đĩa về xilanh chính 4

Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh ápsuất trong sơ đồ dẫn động đợc truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là nhnhau, khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xi lanh công tác

Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh, và tất nhiên là lực tác dụng lênpiston xi lanh phanh chính, áp suất trong dẫn động và lực đẩy lên má phanh sẽtăng lên Do vậy dẫn động phanh thuỷ lực tác bảo đảm đợc sự làm việc đồngthời của các cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp vàlực đẩy lên guốc phanh hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa.

Các u điểm của dẫn động thủy lực:

Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xehoặc giữa các má phanh theo yêu cầu;

Hiệu suất cao;

Độ nhậy tốt, kết cấu đơn giản;

Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ôtô khác nhau khi chỉ cầnthay đổi cơ cấu phanh

Nhợc điểm của hệ thống phanh thủy lực:

Tỷ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiểnlên cơ cấu phanh;

Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

2.2.Xy lanh chính :

Xy lanh chính kiểu kép điều khiển của một hệ thống thuỷ lực hai nhánh.Nó

đợc thiết kế sao cho nếu một nhánh bị hỏng thì nhánh kia vẫn hoạt động

để tạo ra một lực phanh tối thiểu.Đó là một trong những thiết bị an toànnhất của xe

2.2.1.Cấu tạo :

Hình 2.4.Trạng thái đạp phanh

3_Khi nhả bàn đạp phanh, các piston bị áp suất dầu và lực lò xò hồi vị đẩy về

vị trí ban đầu.Tuy nhiên do dầu không chảy từ xi lanh bánh xe về ngay lập tức,nên áp suất dầu trong xilanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo

ra độ chân không).Kết quả là, dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xi lanh qua cửavào qua rất nhiều khe trên đỉnh piston và quanh chu vi của cupben

Hình 2.5.Trạng thái nhả phanh 1

Sau khi piston trở về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe dần dần hồi về bìnhchứa dầu qua xilanh chính và các cửa bù.Các cửa bù cũng điều hoà sự thay

đổi thể tích dầu trong xilanh mà nó có thể xảy ra bên trong xi lanh do nhiệt

độ thay đổi.Vì vậy nó tránh cho áp suất dầu tăng lên trong xilanh khi không

đạp phanh

Hình 2.5.Trạng thái nhả phanh 2

Nếu dầu rò rỉ tại một nhánh của hệ thống phanh :

1_Rò rỉ dầu chứa phía sau xilanh chính :

Khi đạp phanh, piston số 1 dịch sang nhng không sinh ra áp suất dầu ở phíasau xi lanh.Vì vậy piston số 1 nén lò xo để tiếp xúc với piston số 2 và đẩypiston số 2 sang trái ,piston số 2 làm tăng áp suất dầu phía trớc xilanh ,vì vậylàm 2 phanh nối với phía trớc xilanh hoạt động

Hình 2.6.Rò rỉ phía sau

2_Rò rỉ dầu phía trớc xi lanh chính :

Hình 2.7.Rò rỉ phía trớc

Do áp suất dầu không sinh ra ở phía trớc xilanh ,piston số 2 bị đẩy sang trái

đến khi chạm vào thành xi lanh.Khi piston số 1 bị đẩy tiếp sang trái,áp suấtdầu phía sau xilanh tăng cho phép 2 phanh nối với phía sau xilanh hoạt động

2.3.Trợ lực phanh trong xe TOYOTA CORROLA :

Tích năng của bộ trợ lực phanh thay đổi phụ thuộc vào kích thớc diện tích củachân không và áp suất khí quyển.Diện tích này lớn hơn sẽ có trợ lực lớnhơn.Bình thờng ,trợ lực phanh sẽ khuyếch đại lực phanh lên từ 2 đến 4 lần.2.3.1.Cấu tạo :

Trợ lực phanh có cấu tạo nh hình vẽ :

Hình 2.8.Trợ lực phanh

- Bên trong trợ lực phanh đợc nối với đờng ống góp nạp ( hay bơm chânkhông ở động cơ diezen ) qua van một chiều.Khi nổ máy ,trợ lực phanh đợc

điền đầy chân không

- Van một chiều đợc thiết kế chỉ cho không khí đi từ trợ lực phanh vào

động cơ chứ không thể đi ngợc lại đợc.Vì vậy nó đảm bảo độ chânkhông lớn nhất sinh ra trong trợ lực phanh nhờ động cơ

- Trợ lực phanh đợc chia bởi màng 2 thành phần, buồng áp suất không

đổi và buồng áp suất thay đổi.Vòng trong của màng đợc gắn lên thânvan cùng với piston trợ lực.Piston trợ lực và thân van đợc lò xo màng

đẩy sang phải

- Thân van bao gồm một số cơ cấu.Không khí đi vào từ lọc khí theo sựhoạt động của cần điều khiển van.Vì vậy làm thay đổi áp suất trongbuồng áp suất thay đổi.Cần đẩy đợc gắn qua đĩa phản lực ,vào phần bêntrái thân van.Khi đạp phanh ,cần đẩy dịch sang trái để tác dụng lênxilanh chính

- Cần điều khiển van đợc nối với bàn đạp phanh

- Các chi tiến chuyển động tơng đối ( thân trợ lực và thân van ; thân trợlực và cần đẩy) đựoc lắp các phớt bao kín để đảm bảo độ chân khôngbên trong trợ lực

2.3.2.Hoạt động :

1_Khi không đạp phanh:

Hình 2.9.Không đạp phanh

Van khí đợc nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồivan khí.Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển.Nó làm chovan khí tiếp xúc với van điêu khiển.Vì vậy không khí bên ngoài sau khi đi qualọc khí bị chặn lại không vào đợc buồng áp suất thay đổi

Lúc này van chân không của thân van bị táchỉa khỏi van điều khiển làmthông giữa cửa A và B.Do luôn có độ chân không trong buồng áp suất không

đổi, nên cũng có độ chân không trong buồng áp suât thay đổi.Kết quả làpiston bị đẩy sang phải bởi lò xo màng

2_Đạp phanh :

Khi đạp phanh , cần điều khiển van đẩy van khí làm cho nó dịch sangtrái.Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển nên nócũng dịch chuyển sáng trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không.Vì vậy đ-ờng thông giữa cửa A và cửa B bị bịt lại

Hình 2.10 Đạp phanh 1

Khi van khí dịch chuyển tiếp sang trái ,nó tách khỏi van điều khiển.Vì vậykhông khí lọt đợc vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B ( sau khi đi qua lọckhí ).Sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suâtkhông đổi làm piston dịch sang trái.Làm cho đĩa lực đẩy cần đẩy trợ lực sangtrái và làm tăng lực phanh.

Hình 2.11 Đạp phanh 2

3_Giữ chân phanh :

Nếu chỉ đạp một nửa hành trình bàn đạp phanh thì cần điều khiển van vàvan khí sẽ dừng nhng piston tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh

áp.Van điều khiển vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo điều khiển,

nh-ng nó di chuyển cùnh-ng với piston.Do van điều khiển dịch sanh-ng trái và tiếp xúcvới van khí nên không khí bị ngăn không cho vào buồng áp suất thay đổi.Vìvậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi đợc giữ ổn định.Kết quả là có sựchênh áp không đổi giữa buồng áp suât không đổi và buồng áp suất thay

đổi.Vì vậy ,piston không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại

Hình 2.12.Trạng thái giữ

4_Trợ lực phanh cực đại :

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

đổi đạt đến mức cực đại.Vì vậy tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụng lênpiston.Ngay cả khi tác dụng thêm lực bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tácdụng lên piston vân không đổi và lực tác dụng thêm này sẽ đợc truyền qua cần

đẩy trợ lực đến xilanh phanh chính

Hình 2.13.Trợ lực cực đại

5_Nhả phanh :

Khi nhả bàn đạp phanh ,cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ

lò xo hồi van khí và phản lực của xilanh phanh chính.Nó làm cho van khí tiếpxúc với van điều khiển ,đóng đờng thông giứa khí trời với buồng áp suất thay

đổi.Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại.Vì vậy van điềukhiển bị tách ra khỏi van chân không làm thông cửa A với cửa B.Nó cho phépkhông khí từ buồng áp thay đổi chạy sang buồng áp suất không đổi làm triệttiêu sự chênh áp giữa 2 buồng.Piston bị đẩy lại sang bên phải bởi lò xo màng

và trợ lực trở về trạng thái không hoạt động

Hình 2.14.Nhả phanh

6_Khi không có chân không :

Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanhthì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suấtthay đổi ( cả 2 buồng điền đầy không khí).Khi trợ lực phanh ở trạng tháikhông hoạt động, piston bị đẩy sang phải bởi lò xo màng.Tuy nhiên khi đạpphanh , cần điều khiển bị đẩy sang trái và đẩy vào van khí, đĩa phản lực và cần

đẩy trợ lực.Vì vậy lực từ bàn đạp phanh đợc truyền đến piston xilanh phanhchính để tạo ra lực phanh.Cùng lúc đó ,van khí đẩy vào tấm chăn van ( đợc lắptrong thân van ).Vì vậy ,piston cũng thắng đợc sức cản của lò xo màng để dịchsang trái.Nh vậy, phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tácdụng lên trợ lực phanh.Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên chânphanh cảm thấy nặng

H×nh 2.15.Khi kh«ng cã ch©n kh«ng

2.4.Bé ®iÒu hoµ lùc phanh :

2.4.1.CÊu t¹o :

Hình 2.16.Sơ đồ kết cấu bộ điều hoà lực phanh

2.4.2.Nguyên lý hoạt động :

1_áp suất xilanh chính thấp :

Nh hình vẽ dới ,piston bị đẩy sang phải bởi lò xo.Dòng dầu từ xi lanh phanhchính qua khe hở giữa cupben xi lanh va piston vào các xi lanh phanh bánh xesau

Hình 2.17.áp suất xi lanh chính thấp

2_áp suất xi lanh phanh chính cao :

Piston bị đẩy sang phải bởi lò xo.Tuy nhiên do áp suất tác dụng lên phía

đầu bên phải piston ( mặt cắt A1) ,piston dich sang trái.Khi áp suất tăng đếnmột giới hạn nhất định,piston tiếp xúc với cupben xi lanh và đóng các cửa đầugiữa xi lanh phanh chính và các xi lanh phanh bánh sau

Hình 2.18.áp suất xi lanh chính cao

Tại thời điểm piston tiếp xúc với cupben xi lanh làm đóng cửa dầu, dầu ở 2phía cupben có cùng áp suất

- Lực đẩy piston và cupben xi lanh sang phải: áp suất xi lanh chính x diện

- Lực đẩy piston và cupben xi lanh sang trái : áp suất xi lanh bánh xe xdiện tích áp suất tác dụng ( A2 )

Hình 2.19.

Khi đạp bàn đạp phanh sâu hơn nữa , áp suất xi lanh chính tăng nên piston bị

đẩy sang phải và tách khỏi cupben xi lanh.Khi đó áp suất trong xi lanh bánh

xe cùng tăng ,piston lại bị đẩy sang trái (do sự chênh lệch diện tích bề mặt mà

áp suất tác dụng) làm đóng cửa dầu.Quá trình này lặp lại liên tục để điềuchỉnh áp suất xi lanh bánh xe

2.5.C¬ cÊu phanh :

2.5.1.C¬ cÊu phanh sau :

H×nh 2.22.C¬ cÊu phanh tù cêng ho¸

1.Piston ; 2.Xilanh ;3.Guèc phanh ; 4.Lß xo håi ; 5.C¸p t¨ng ; 6.Lß xo håi 7.§ßn phanh tay

B B

CÊu t¹o :

Đầu trên của các guốc phanh loai này tỳ vào chốt hãm nhờ lò xo hồi.Các đầudới tỳ vào cơ cấu điều chỉnh nhờ lò xo kéo.Khe hở guốc phanh có thể đợc điềuchỉnh bằng cách xoay cơ cấu điều chỉnh.

2.5.2.Cơ cấu phanh trớc :

Hình 2.23.Cơ cấu phanh trớc

Ưu điểm :

- Do phần lớn đĩa phanh đợc tiếp xuc với không khí nên nhiệt sinh ra bởi

ma sát dễ dàng toả vào không khí và sự chai bề mặt má phanh khó xảyra.Nó đảm bảo khả năng ổn định ở tốc độ cao

- Chai cứng bề mặt má phanh.Khi luôn đạp phanh không dùng phanh

động cơ trên một dốc dài … Nhiệt độ các má phanh tăng rất cao do masát.Làm cho hệ số ma sát của mặt má phanh giảm dẫn đến làm giảm lựcphanh ngay cả khi đạp phanh với lực lớn

- Cấu tạo đơn giản

thiết kế tính toán hệ thống phanh

3.1 Một số chi tiết chính của các cơ cấu phanh đã chọn

3.1 1 Trống phanh:

Trống phanh phải có độ cứng vững lớn và trọng lợng bé, đồng thời phải

phanh phải có hệ số ma sát cao và mòn đều đặn ở bất kỳ nhiệt độ nào Nhiệt

độ ở một số chỗ tiếp xúc giữa trống phanh và má phanh có khi lên đến nhiệt

độ chảy của gang Kết cấu của trống phanh phải đảm bảo ma sát tốt Trống phanh thờng làm bằng gang hoặc gang hợp kim( có thành phần Niken , đồng, Môdiphen)

Hiện nay, trống phanh đợc chế tạo bằng phơng pháp dập thép lá sau đó

đúc bề mặt bên trong bằng một lớp gang hợp kim Lớp gang hợp kim này đợc

đúc theo phơng pháp li tâm

Để cho bề mặt trống phanh khỏi bị vênh thì bề mặt làm việc của trốngphanh phải đợc gia công cùng moayơ Sau khi gia công phải đem lên máy đểcân bằng lại trống phanh

Để cho má phanh tì sát vào bề mặt làm việc của trống phanh thì sau khighép vào guốc phanh mới đem gia công Để cho guốc phanh không dịchchuyển theo chiều ngang thì trên đĩa phanh có các tấm đỡ

3.2 Xác định mômen phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh

Yêu cầu:

Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc

độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mômen phanhtính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh

Trong đó :

G - Trọng lợng của ôtô khi đầy tải G = 14323 (N)

L - Chiều dài cơ sở của ôtô L = 2,600 (m)

a - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trớc a =1,56 (m)

b - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu sau b =1,04 (m)

hg - Chiều cao trọng tâm xe hg =0,8 (m)

JPmax - Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh

JPmax = φ.g = 0,75.9,81 = 7,5 (m/s2)

g - Gia tốc trọng trờng g = 9,81(m/s2)

φ - Hệ số bám của bánh xe với mặt đờng φ = 0,75

rbx - Bán kính làm việc trung bình của bánh xe

d -đờng kính vành bánh xe đơn vị (insơ) Với xe tham khảo dùng loại lốp 195/60R1588V ta có B = 195 (mm)

Thay các giá trị vào (1), (2) ta đợc :

Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu cầu trớc là :

MPT =14323 7,5.0,8

(1,04 )0,75.0,359 1224,9( ) 2.2,6  9,81  N m (N.m)Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh sau là:

3.3. Thiết kế tính toán cơ cấu phanh sau( phanh guốc )

3.3.1.Xác định bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

Ta có biểu thức

ρ =

 1 2 0 0

0 0

2

sin cos

2 sin

cos cos

Với guốc phanh sau ta có 1 = 150 ; 2= 1300 ;  0= 1150

Với guốc phanh trớc ta có 1 = 200 ; 2= 1250 ;  0= 1050

Ta chọn guốc phanh sau có góc ôm lớn hơn guốc phanh sau là do kếtcấu phanh ta đã chọn thì khi xe chạy tiến và ta phanh thì guốc sau do là má tựcờng hoá nên chịu lực ma sát lớn hơn guốc trớc nên guốc sau sẽ mòn nhanhhơn Do đó để đảm bảo tính bền đều cho hai guốc phanh ta nên chọn góc ômcủa guốc phanh sau lớn hơn góc ôm của guốc phanh trớc

14 , 3 115 2 115 sin 180

14 , 3 115

130 cos 15 cos 13 , 0 2

14 , 3 105 2 105 sin 180

14 , 3 105

125 cos 20 cos 13 , 0 2