Nội dung đồ án

Sau đó áp suất thuỷ lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xi lanhphanh của phanh kiểu tang trống.. Lực phanh thay đổi như trình bầy ở bên trái tuỳ thuộc vào đường kính của các

LỜI NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ

(Của giảng viên hướng dẫn)

Ý thức thực hiện:

Nội dung thực hiện:

Hình thức trình bày:

Tổng hợp kết quả:

(Người hướng dẫn xác định vào ô tương ứng)

Tổ chức báo cáo trước hội đồng

Tổ chức chấm thuyết minh

Vĩnh Long, ngày tháng năm 2017

Người hướng dẫn

Nguyễn Văn Tổng Em

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



Ngày … tháng …… năm 2017

GVPB

LỜI CẢM ƠN

Không có sự thành công nào mà không gắn liền với sự hỗ trợ, dù ít hay nhiều, dùtrực tiếp hay gián tiếp sự hỗ trợ đó đã giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ đã được giao.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình với toàn thể quý thầy cô tại Khoa cơ khíđộng lực – trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Vĩnh Long đã tận tình giảng dạy vàtruyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu cho em trong thời gian em họctại trường

Đồ án môn học chuyên ngành là một phần trong chương trình đào tạo của trường,tạo điều kiện cho sinh viên nghiên cứu chuyên sâu và cũng cố lại kiến thức của mình

Và trong học kỳ này em đã được khoa cho giao nhiệm vụ nghiên cứu và hoàn thành đồán: “Nghiên cứu hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS 2010” Em xin chân thành

cảm ơn giáo viên hướng dẫn Ths Nguyễn Văn Tổng Em đã hỗ trợ và tận tình giúp đỡ

em trong suốt thời gian em thực hiện đồ án

Xin chân thành cảm ơn

Sinh viên

Nguyễn Minh Thiện

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

LỜI NÓI ĐẦU

Từ khi xe ô tô được phát minh ra thì hệ thống phanh là một hệ thống vô cùngquan trọng trên xe nó giúp cho xe có thể giảm tốc độ và dừng lại trong những tìnhhuống nguy hiểm Do đó sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống phanh là một công việc cótính thường xuyên và quan trọng đối với xe ô tô, nhằm đảm bảo năng suất vận tải vàtuyệt đối an toàn cho người và xe Nếu hệ thống phanh không đảm bảo an toàn sẽ trựctiếp gây ra tai nạn giao thông và đe doạ đến tính mạng của con người Và để hiểu rõhơn về hệ thống phanh cũng như công tác bảo dưỡng sửa chữa em đã được khoa chogiao nhiệm vụ nghiên cứu và hoàn thành đồ án: “Nghiên cứu hệ thống phanh trên xeTOYOTA VIOS 2010”

Đồ án gồm có 4 phần chính:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh

Chương 2: Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống phanh trên xe toyota vios 2010

Chương 3: Kiểm tra bảo dưỡng, sửa chửa hệ thống phanh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

1.1 Giới thiệu tổng quan về xe Toyota Vios 2010

Vios là một mẫu sedan cỡ nhỏ phân khúc hạng B của tập đoàn Toyota Motor Mẫu

xe này được phát triển và phân phối cho các thị trường Đông Nam Á, Trung Quốc, vàĐài Loan

ABS, hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD và hệ thống trợ lực phanh khẩn cấpBA.

Hình 1.2 Thông số kỹ thuật các mẫu xe Vios 2010

1.2 Khái quát chung về hệ thống phanh

Để giảm tốc độ của một xe đang chạy và dừng xe, cần thiết phải tạo ra một lựclàm cho các bánh xe quay chậm lại Khi người lái đạp bàn đạp phanh, cơ cấu phanh tạo

ra một lực (phản lực của mặt đường) làm cho các bánh xe dừng lại và khắc phục lực(quán tính) đang muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, do đó làm cho xe dừng lại Nói khác

đi, năng lượng (động năng) của các bánh xe quay được chuyển thành nhiệt do ma sát(nhiệt năng) bằng cách tác động lên các phanh làm cho các bánh xe ngừng quay Ngườilái không những phải biết dừng xe mà còn phải biết cách cho xe dừng lại theo ý địnhcủa mình Chẳng hạn như, các phanh phải giảm tốc độ theo mức thích hợp và dừng xetương đối ổn định trong một đoạn đường tương đối ngắn khi phanh khẩn cấp Các cơcấu chính tạo ra chức năng dừng xe này là hệ thống phanh như là bàn đạp phanh và cáclốp xe

1.3 Công dụng, yêu cầu

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 năngsuất vận chuyển của xe máy

1.3.2 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 hợpnguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàncho 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 khiquay 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 đònđiều khiển nhỏ

1.3.3 Sơ đồ tổng quan hệ thống phanh

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống phanh

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS 2010

2.1 Xi lanh chính

2.1.1 Khái quát chung

Xi lanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành ápsuất thuỷ lực Hiện nay, xi lanh chính kiểu hai buồng có hai pit tông tạo ra áp suất thuỷlực trong đường ống phanh của hai hệ thống

Sau đó áp suất thuỷ lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xi lanhphanh của phanh kiểu tang trống

Bình chứa dùng để loại trừ sự thay đổi lượng dầu phanh do nhiệt độ dầu thay đổi.Bình chứa có một vách ngăn ở bên trong để chia bình thành phần phía trước và phíasau như thể hiện ở hình bên trái Thiết kế của bình chứa có hai phần để đảm bảo rằngnếu một mạch có sự cố rò rỉ dầu, thì vẫn còn mạch kia để dừng xe

Cảm biến mức dầu phát hiện mức dầu trong bình chứa thấp hơn mức tối thiểu vàsau đó báo cho người lái bằng đèn cảnh báo của hệ thống phanh

2.1.2 Cấu tạo

Hình 2.1 Xi lanh chính

Xi lanh phanh chính có các bộ phận sau đây:

(1)Pít tông số 1; (2)Lò xo hồi số 1; (3)Pít tông số 2; (4)Lò xo hồi số 2; (5)Cáccúppen; (6)Bình chứa dầu; (7)Cảm biến mức dầu

2.1.3 Nguyên lý hoạt động xi lanh chính

a Nguyên lý

Khi ta đạp lên bàn đạp phanh, xi lanh chính sẽ biến đổi lực đạp này thành áp suấtthuỷ lực Vận hành của bàn đạp dựa vào nguyên lý đòn bẩy, và biến đổi một lực nhỏcủa bàn đạp thành một lực lớn tác động vào xi lanh chính

Hình 2.2 Nguyên lý hoạt động xi lanh chính

Theo định luật Pascal, lực thuỷ lực phát sinh trong xi lanh chính được truyền quađường ống dẫn dầu phanh đến các xi lanh phanh riêng biệt Nó tác động lên các máphanh để tạo ra lực phanh

Theo định luật Pascal, áp suất bên ngoài tác động lên dầu chứa trong không giankín được truyền đi đồng đều về mọi phía áp dụ ng nguyên lý này vào mạch thuỷ lựctrong hệ thống phanh áp suất tạo ra trong xi lanh chính được truyền đều đến tất cả các

xi lanh phanh

Lực phanh thay đổi như trình bầy ở bên trái tuỳ thuộc vào đường kính của các xilanh phanh.

Nếu một kiểu xe cần có lực phanh lớn hơn ở các bánh trước, thì người thiết kế sẽqui định các xi lanh phanh trước lớn hơn

- Khi không tác động vào các phanh:

Các cúppen của pit tông số 1 và số 2 được đặt giữa c ửa vào và cửa bù tạo ra mộtđường đi giữa xi lanh chính và bình chứa

Hình 2.3 Khi không tác động vào các phanh

Pit tông số 2 được lò xo hồi số 2 đẩy sang bên phải, nhưng bu lông chặn khôngcho nó đi xa hơn nữa

- Khi đạp bàn đạp phanh:

Pít tông số 1 dịch chuyển sang bên trái và cúppen của pit tông này bịt kín cửa bù

để chặn đường đi giữa xi lanh này và bình chứa

Tuy nhiên do dầu phanh từ các xi lanh phanh không chảy về ngay, áp suất thuỷlực bên trong xi lanh chính tạm thời giảm xuống (độ chân không phát triển)

Do đó, dầu phanh ở bên trong bình chứa chảy vào xi lanh chính qua cửa vào, vànhiều lỗ ở đỉnh pit tông và quanh chu vi của cúppen pittông Sau khi pittông đã trở về

vị trí ban đầu của nó, dầu phanh dần dần chảy từ xi lanh phanh về xi lanh chính rồichảy vào bình chứa qua các cửa bù Cửa bù này còn khử các thay đổi về thể tích củadầu phanh có thể xảy ra ở bên trong xi lanh do nhiệt độ thay đổi

Điều này tránh cho áp suất thuỷ lực tăng lên khi không sử dụng các phanh

• Nếu dầu bị rò rỉ ở một trong các hệ thống này:

- Rò rỉ dầu phanh ở phía sau:

Hình 2.6 Rò rỉ dầu phanh ở phía sau

Khi nhả bàn đạp phanh, pittông số 1 dịch chuyển sang bên trái nhưng không tạo

ra áp suất thuỷ lực ở phía sau Do đó pittông số 1 né n lò xo phản hồi, tiếp xúc vớipittông số 2, và đẩy pittông số 2 làm tăng áp suất thuỷ lực ở đầu trước của xi lanhchính, tác động vào hai trong các phanh bằng lực từ phía trước của xi lanh chính

- Dầu phanh rò rỉ ở phía trước:

Hình 2.7 Dầu phanh rò rỉ ở phía trước

Vì áp suất thuỷ lực không được tạo ra ở phía trước, pittông số 2 dịch chuyển raphía trước cho đến khi nó tiếp xúc với vách ở đầu cuối của xi lanh chính

Khi pittông số 1 bị đẩy tiếp về bên trái, áp suất thuỷ lực ở phía sau xi lanh chínhtăng lên làm cho hai trong các phanh bị tác động bằng lực từ phía sau của xi lanhchính

2.2 Bộ trợ lực phanh

2.2.1 Khái quát chung

Bộ trợ lực phanh là một cơ cấu sử dụng độ chênh lệch giữa chân không của động

cơ và áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh (tăng lực) tỷ lệ thuận với lực ấn củabàn đạp để điều khiển các phanh Bộ trợ lực phanh sử dụng chân không được tạo ratrong đường ống nạp (bơm chân không trong trường hợp động cơ điêzel)

2.2.3 Hoạt động

a Khi không tác động phanh

Van không khí được nối với cần điều khiển van và bị lò xo phản hồi của vankhông khí kéo về bên phải Van điều chỉnh bị lò xo van điều chỉnh đẩy sang trái Đ iềunày làm cho van không khí tiếp xúc với van điều chỉnh Do đó, không khí bên ngoài điqua lưới l ọc bị chặn lại không vào được buồng áp suất biến đổi

Hình 2.9 Hoạt động khi không tác động phanh

Trong điều kiện này van chân không của thân van bị tách khỏi van điều chỉnh; tạo

ra một lối thông gi ữa lỗ A và lỗ B Vì luôn luôn có chân không trong buồng áp suấtkhông đổi, nên cũng có chân không trong buồng áp suất biến đổi vào thời điểm này Vìvậy lò xo màng ngăn đẩy pittông sang bên phải

Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đếnkhi nó tiếp xúc với van chân không Chuyển động này bịt kín lối thông giữa lỗ A và lỗB.

Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái, nó càng rời xa van điềuchỉnh, làm cho không khí bên ngoài lọ t vào buồng áp suất biến đổi qua lỗ B (sau khiqua lưới lọc không khí) Độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng ápsuất biến đổi làm cho pittông dịch chuyển về bên trái, làm cho đĩa phản lực đẩy cầnđẩy bộ trợ lực về bên trái và làm tăng lực phanh

c Trạng thái giữ ( đang phanh)

Nếu đạp bàn đạp phanh nửa chừng, cần điều khiển van và van không khí ngừngdịch chuyển nhưng pittông vẫn tiếp t ục di chuyển sang bên trái do độ chênh áp suất

Lò xo van điều khiển làm cho van này vẫn tiếp xúc với van chân không, nhưng nó dịchchuyển theo pittông

d Trợ lực tối đa

Nếu đạp bàn đạp phanh xuống hết mức, van không khí sẽ dịch chuyển hoàn toàn

ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi được nạp đầy không khí từ bên ngoài,

và độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi là lớnnhất Điều này tạo ra tác dụng cường hoá lớn nhất lên pittông

Hình 2.12 Hoạt động trợ lực tối đa

Sau đó dù có thêm lực tác động lên bàn đạp phanh, tác dụng cường hoá lênpittông vẫn giữ nguyên, và lực bổ sung chỉ tác động lên cần đẩy bộ trợ lực và truyềnđến xi lanh chính

e Khi không có chân không

Nếu vì lý do nào đó, chân không không tác động vào bộ trợ lực phanh, sẽ không

có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi (vì cảhai sẽ được nạp đầy không khí từ bên ngoài) Khi bộ trợ lực phanh ở vị trí “off” (ngắt),pittông được lò xo màng ngăn đẩy về bên phải

Hình 2.13 Hoạt động khi không có chân không

Tuy nhiên, khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van tiến về bên trái và đẩy vankhông khí, đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực Điều này làm cho pittông của xi lanhchính tác động lực phanh lên phanh Đồng thời van không khí đẩy vào chốt chặn van lắ

p trong thân van Do đó, pittông cũng thắng lực của lò xo màng ngăn và dịch chuyển

về bên trái Do đó các phanh vẫn duy trì hoạt động kể cả khi không có chân không tácđộng vào bộ trợ lực phanh Tuy nhiên, vì bộ trợ lực phanh không làm việc, nên sẽ cảmthấy bàn đạp phanh “nặng”

2.3 Phanh đĩa

2.3.1 Cấu tạo

Hình 2.14 Cấu tạo phanh đĩa

Phanh đĩa gồm có các bộ phận sau:

(1) Càng phanh đĩa; (2) Má phanh đĩa; (3) Rôto phanh đĩa; (4) Pittông; (5) Dầu

2.3.2 Hoạt động

Phanh đĩa đẩy pittông bằng áp suất thuỷ lực truyền qua đường dẫn dầu phanh từxilanh chính làm cho các má phanh đĩa kẹp cả hai bên của rôto phanh đĩa và hãm cáclốp dừng quay Do đó, vì các rôto của phanh đĩa và các má phanh đĩa cọ vào nhau, phátsinh nhiệt do ma sát Tuy nhiên, vì rôto phanh đĩa và thân phanh để hở, nên nhiệt do

ma sát sinh ra dễ bị tiêu tán.(Hình 2.14)

a Tự động điều chỉnh phanh

Hình 2.15 Hoạt động tự động điều chỉnh phanh

Vì vòng bít (cao su) của pittông tự động điều chỉnh khe hở của phanh, nên khôngcần điều chỉnh khe hở của phanh bằng tay Khi đạp bàn đạp phanh, áp suất thuỷ lựclàm dịch chuyển pittông và đẩy đệm đĩa phanh vào rôto phanh đĩa Trong lúc pittôngdịch chuyển, nó làm cho vòng bít của pittông thay đổi hình dạng Khi nhả bàn đạpphanh, vòng bít của pittông trở lại hình dạng ban đầu của nó, làm cho pittông rời khỏiđệm của đĩa phanh Do đó, dù đệm của đĩa phanh đã mòn và pittông đang di chuyển,khoảng di chuyển trở lại của pittông luôn luôn như nhau, vì vậy khe hở giữa đệm củađĩa phanh và rôto đĩa phanh được duy trì ở một khoảng cách không đổi

b Giảm mức dầu phanh khi bố phanh mòn

Mức dầu phanh trong bình chứa của phanh giảm đi do má phanh bị mòn Do đó

có thể dự kiến tình trạng mòn của má phanh bằng cách kiểm tra mức dầu trong bìnhchứa

Hình 2.16 Giảm mức dầu phanh

Do đường kính của pittông lớn, nên độ mòn của các má phanh đĩa dẫn đến độgiảm mức dầu trong bình chứa lớn hơn phanh kiểu tang trống

c Báo mòn má phanh

Khi má phanh đĩa mòn và cần phải thay thế, cái chỉ báo mòn má phanh đĩa sẽphát ra tiếng rít để báo cho người lái Trong trường hợp xe Corolla, sự cảnh báo diễn rakhi độ dày thực của má phanh còn khoảng 2,5 mm

Hình 2.17 Báo mòn má phanh

Cấu tạo và hoạt động:

Khi độ dày của má giảm xuống đến độ dày nói trên, cái chỉ báo mòn má phanh,được gắ n cố định vào tấm phía sau của má phanh sẽ tiếp xúc với rôto của đĩa phanh vàphát ra tiếng kêu rít trong khi xe chạy

Có loại chỉ báo mòn má phanh kiểu cảm biến như trình bày ở phía dưới bên tráicủa hình vẽ

Khi cảm biến mòn đi cùng với má phanh đĩa, mạch của bộ cảm biến bị hở BộECU phát hiện mạch hở này và báo cho người lái biết

2.4 Phanh tang trống

2.4.1 Cấu tạo

Hình 2.18 Cấu tạo phanh tang trống

Phanh trống gồm có các bộ phận sau đây

(1)Xi lanh bánh xe; (2)Guốc phanh; (3)Má phanh trống; (4)Lò xo phản hồi;(5)Trống phanh; (6)Pittông; (7)Cúppen pittông

2.4.2 Hoạt động

Phanh trống làm lốp ngừng quay bằng áp suất thuỷ lực truyền từ xilanh chính đếnxilanh phanh để ép guốc phanh vào trống phanh, trống này quay cùng với lốp

Hình 2.19 Hoạt động của phanh tang trống

Khi áp suất đến xilanh phanh của bánh xe không xuất hiện, lực của lò xo phản hồiđẩy guốc rời khỏi mặt trong của trống trở về vị trí ban đầu của nó

Vì trống phanh bao quanh guốc phanh, nên khó tiêu tán nhiệt phát sinh Loạiphanh này chịu nhiệt kém

Khi áp suất thuỷ lực tác động vào xilanh của bánh xe, các guốc phanh ở cả haibên trống bị ép vào mặt trong của trống bằng một lực tương ứng với áp suất thuỷ lực

do pittông tác động Như thể hiện ở hình bên trái, các lực nén khác nhau phát sinh ởcác guốc bên phải và bên trái

Lực ma sát làm cho guốc ở bên trái miết vào trống theo chiều quay, ngược lạiguốc ở bên phải phải chịu lực đẩy của trống quay làm giảm lực nén