THIẾT kế hệ THỐNG PHANH TRÊN XE THAM KHẢO TOYOTA COROLLA ALTIS

Ô tô là một phương tiện vận tải quan trọng trong hệ thống giao thông đường bộ. Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải.Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ, hiện nay nghành công nghiệp ôtô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người. Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời đại.Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết.Đề tài này có nhiệm vụ “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE THAM KHẢO TOYOTA COROLLA ALTIS. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Nguyễn Văn Hiệp và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình. Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô là một phương tiện vận tải quan trọng trong hệ thống giao thông đường bộ Có thểnói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốnphát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triển hơn.Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ, hiện nay nghành công nghiệp ôtô đã có sự phát triểnvượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹphơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời đại

Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và xecàng trở nên cần thiết Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an toànnhư: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọngnhất Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ởmọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá

là điều rất cần thiết

Đề tài này có nhiệm vụ “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE THAM KHẢO TOYOTA COROLLA ALTIS Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn,

chỉ bảo nhiệt tình của thầy Nguyễn Văn Hiệp và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp

em hoàn thành được đồ án của mình Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót emmong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hiệp cùng toàn thể các thầy trong bộ

môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Vui

MỤC LỤC

2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1 Công dụng,yêu cầu và phân loại hệ thống phanh

1.1.2 Yêu cầu

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanhngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;

- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn;

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao và phải có hai dòng độc lập đối với phanh chính;

- Phân bố mô men phanh phải hợp lý dể đảm bảo tận dụng tối đa trọng lượng bám tại cácbánh xe và không xảy ra hiện tượng trượt lết khi phanh;

- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh;

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;

- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực phanh trên bánhxe;

- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng;

1.1.3 Phân loại

a. Theo công dụng:

• Hệ thống phanh chính (phanh chân);

• Hệ thống phanh dừng (phanh tay);

• Hệ thống phanh dự phòng;

• Hệ thống phanh rà hay chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) sử dụngtrên các xe cỡ lớn và trên các dốc dài;

b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh:

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa;

• Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại;

d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:

Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanhvới bộ điều hòa lực phanh

e. Theo trợ lực

• Hệ thống phanh có trợ lực

• Hệ thống phanh không có trợ lực

f. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộchống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS)

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Cấu tạo Chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh

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

- Cơ cấu phanh:

4

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khiphanh ô tô.

- Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyêch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến

cơ cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫnđộng phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụ nếu đẫn động cơ khí thì dẫn độngphanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí Nếu là dẫn động thủy lực thì dẫn độngphan bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và cácống dẫn

1.3 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng của ô tô thànhdạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng)

Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu phanh thường dùngtrên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh dải

1.3.1 Cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu được dùng khá phổ biến trên ô tô Trong cơ cấu dạng tang trống sử dụng cácguốc phanh cố định và được phanh với mặt trụ của tang trống quay cùng bánh xe Như vậyquá trình phanh được thực hiện nhờ ma sát bề mặt tang trống và các má phanh

Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và điều khiển cácguốc phanh thành các dạng với các tên gọi:

- Guốc phanh đặt đối xứng qua đường tâm trục (a)

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

- Guốc phanh đặt bơi (c)

- Guốc phanh tự cường hóa một chiều quay (d)

- Guốc phanh tự cường hóa hai chiều quay (e)

Các dạng này còn có thể phân biệt được thành các cơ cấu sử dụng với các lực điềukhiển guốc phanh từ hệ thống dẫn động khí nén (a), thủy lực (a, b, c, d, e) hoặc cơ khí (a, d)

Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống

a Đối xứng qua trục; b Đối xứng qua tâm; c Dạng hơi; d,e Tự cường hóa

a) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng quađường trục, được sử dụng trên dẫn động phanh thủy lực và khí nén

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

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xilanh dẫn động phanh thủy lực trên hình 1.3.Cơcấu phanh được bố trí trên cầu sau ô tô con và tải nhỏ, có xilanh thủy lực 11 điều khiển épguốc phanh vào trống phanh

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

1,5 Guốc phanh; 2 Xy lanh; 3 Trống phanh; 4 Lò xo hồi vị; 6,8 Má phanh nhả

7 Ốc xoay cam; 9 Cam lệch tâm; 10 Lò xo; 11 Cam lệch tâm

12 Chốt cố định; 13 Bu lông; 14 Đai ốc

Cấu tạo cơ bản bao gồm:

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

6

Phần cố định là mâm phanh được bắt trên dầm cầu Các tấm ma sát được tán hoặc dánvới guốc phanh Trên mâm phanh bố trí 2 chốt cố định để lắp ráp với lỗ tựa quay của guốcphanh.Chốt có bạc lệch tâm để thay đổi vị trí điểm tựa guốc phanh và là cơ cấu điều chỉnhkhe hở phía dưới giữa má phanh và trống phanh Đầu trên của hai guốc phanh được kéo bởi

lò xo hồi vị guốc phanh, tách má phanh khỏi tang trống và ép pit tông trong xilanh bánh xe

Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục được mô tả qua 3trạng thái: không phanh, phanh, nhả phanh

Ở trạng thái không phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, má phanh và tang trống tồntại khe hở nhỏ 0,3 ÷ 0,4 mm, đảm bảo tách hai phần quay và cố định của cơ cấu phanh, cácbánh xe được quay trơn

Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa đến xilanh bánh xe (xilanh thủy lực) Khi áp lựcdầu trong xilanh lớn hơn lực kéo của lò xo hồi vị, đẩy đầu trên của các guốc phanh về haiphía Các guốc phanh chuyển động quay quanh điểm tựa dưới (chốt phanh), ép má phanh sátvào trống phanh, phát sinh ma sát giữa hai phần: quay (tang trống) và cố định (guốc phanh),tốc độ tang trống giảm dần, hình thành sự phanh ô tô trên đường

Khi xe tiến, chiều quay của tang trống ngược chiều kim đồng hồ, guốc phanh bên tráiđặt các lực đẩy của xilanh bánh xe cùng chiều quay được gọi là “guốc siết”, ngược lại, guốcphanh bên phải là “guốc nhả” Má phanh bên guốc siết chịu áp lực lớn hơn bên guốc nhả, dovậy được chế tạo dài hơn, nhằm mục đích tạo nên sự hao mòn hai má phanh như nhau trongquá trình sử dụng

Khi nhả phanh, áp suất dầu trong xilanh giảm, lò xo hồi vị kéo các guốc phanh ép vàopit tông, guốc phanh và má phanh tách khỏi trống phanh Lực ma sát không tồn tại, bánh xelại được lăn trơn

Trong quá trình phanh, tang trống và má phanh bị nóng lên bởi lực ma sát, gây haomòn các tấm ma sát và bề mặt trụ của tang trống Sự nóng lên quá mức có thể dẫn tới suy

giảm hệ số ma sát và làm giảm hiệu quả phanh lâu dài, biến dạng các chi tiết bao kín bằngcao su, do vậy cơ cấu phanh cần thiết được thoát nhiệt tốt Sự mòn tấm ma sát và tang trốngdẫn tới tăng khe hở má phanh, tang trống, khi phanh có thể làm tăng độ trễ tác dụng Do vậy,các cơ cấu phanh đều bố trí các kết cấu điều chỉnh khe hở trên guốc phanh Công việc điềuchỉnh lại khe hở trong cơ cấu phanh cần tiến hành theo định kỳ.

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

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

1.Chốt guốc phanh;2.giá cố định;3.mâm phanh;4.ecu hãm;5.miếng đệm;6.bộ phận kẹp;7.guốc phanh;8.lò xo hồi vị má phanh;9.má phanh;10,12.con lăn đầu guốc phanh;11.cam quay

Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫn động phanh bằng khínén, có xilanh khí nén điều khiển cam xoay ép guốc phanh vào trống phanh Phần quay của

cơ cấu phanh là tang trống Phần cố định bao gồm mâm phanh được bắt cố định trên dầmcầu

Trên hai guốc phanh có tán các tấm ma sát (má phanh) Để tăng khả năng tiếp xúc mỗi bênguốc phanh bố trí hai tấm ma sát với kích thước dày bằng nhau 6 ÷ 10 mm Trên mâm phanh

có hai chốt để lắp đầu dưới của hai guốc phanh.Hai chốt cố định này có bố trí trục lệch tâm

để điều chỉnh khe hở phía dưới giữa má phanh và trống phanh Đầu trên của hai guốc phanhđược lò xo hồi vị kéo áp sát vào cam, thông qua con lăn Cam quay và trục được chế tạoliền, với các biên dạng Cycloit hoặc Acsimet Khi cam quay dịch chuyển quanh tâm trục, các

8

đầu guốc phanh bị đẩy, ép má phanh sát vào tang trống Khe hở ban đầu phía trên của máphanh và trống phanh được thiết lập bằng vị trí của cam Cấu trúc hai guốc phanh được bốtrí đối xứng qua trục đối xứng của cơ cấu phanh.

Khi phanh, xilanh khí nén đẩy đòn quay, dẫn động quay trục và cam quay ngược chiềukim đồng hồ Con lăn tựa lên biên dạng cam đẩy guốc phanh về hai phía, ép má phanh sátvào trống phanh để thực hiện quá trình phanh

Khi nhả phanh, đòn trục cam sẽ xoay cam trở về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xohồi vị, kéo các guốc phanh ép chặt vào cam, tách má phanh ra khỏi trống phanh Sự tác độngcủa cam lên các guốc phanh với các chuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đềunhau, do vậy các má phanh trên cả hai guốc phanh của cơ cấu có kích thước bằng nhau

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

b) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

Trên một số ô tô con, ô tô tải và ô tô buýt nhỏ bố trí cơ cấu phanh đối xứng qua tâmtrục quay bánh xe Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh bố trí hai chốtguốc phanh, hai xilanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và đối xứng với nhauqua tâm

Hình 1.5 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

1- Ống nối; 2- Vít xả khí; 3- Xi lanh bánh xe; 4- Má phanh; 5- Phớt làm kín

6- Pitston; 7- Lò xo guốc phanh; 8- Tấm chặn

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và có bạc lệch tâm đểđiều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Đầu còn lại của guốc phanhluôn tỳ vào pit tông của xilanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa máphanh và trống phanh được điều chỉnh bởi cam

Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa đến các xilanh bánh xe qua ốc 4, áp lực dầu tác độnglên các pit tông thắng lực kéo của lò xo hồi vị sẽ đẩy pit tông cùng với đầu trên của guốcphanh, ép các má phanh vào trống phanh thực hiện quá trình phanh Khi nhả phanh, áp suấtdầu trong xilanh giảm, lò xo hồi vị guốc phanh kéo các guốc ép chặt vào pit tông, tách máphanh ra khỏi trống phanh

Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm chỉ dùng với xilanh thủy lực và được bố trí ở cầutrước của ô tô con hoặc tải nhỏ Kết cấu bố trí sao cho với chuyển động tiến, cả hai guốcphanh đều là guốc siết, khi lùi trở thành hai guốc nhả.Như vậy hiệu quả phanh khi tiến lớn,còn khi lùi nhỏ.Tuy nhiên thời gian lùi ô tô rất ít và tốc độ rất chậm nên không cần hiệu quảphanh cao

c) Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cốđịnh mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.6.b)

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.6.a); loại hai mặttựa tác dụng kép (hình 1.6.b)

- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xilanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pít tông Cơ cấu phanh loại này thường được

bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

- Loại hai mặt tựa tác dụng kép:

10

Hình 1.6 Cơ cấu phanh guốc loại bơi.

Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều

tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh

xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

d Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa:

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

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình1.5.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b)

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kếtvới nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu còn lại của haiguốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vàomặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hởgiữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thường được

bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép:Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai

đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh

a

Hình 1.7 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá

bánh xe Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tảinhỏ đến trung bình

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

Cơ cấu phanh tang trống có số lượng chi tiết nhiều trọng lượng lớn và thường được bốtrí trong lòng bánh xe ô tô Một số chi tiết quan trọng trong cơ cấu phanh tang trống gồm:tang trống, guốc phanh và má phanh, xilanh bánh xe, cùng với các cụm điều chỉnh khe hở

má phanh tang trống

* Tang trống phanh

Tang trống phanh là một chi tiết luôn quay cùng bánh xe, chịu lực ép của các guốcphanh từ trong ra, bởi vậy tang trống phải có bề mặt ma sát với má phanh, độ bền cao, ít bịbiến dạng, cân bằng tốt, dễ truyền nhiệt Vật liệu chế tạo tang trống thường được chế tạo từgang, trên ô tô con có thể được chế tạo từ hai vật liệu cơ bản: hợp kim nhôm với ống lótbằng gang Tang trống có chiều dày khá lớn, bề mặt bên trong tạo nên hình trụ tròn xoay có

độ bóng đảm bảo khả năng tạo ma sát cao Tang trống liên kết trên moay ơ nhờ các bu lôngghép chắc hoặc vít định vị đồng tâm với trục quay bánh xe

12

Hình 1.8 Tang trống phanh

* Guốc phanh và má phanh

Hình 1.9 Guốc phanh

a Guốc hàn, má phanh tán; b Guốc đúc, đinh tán đặc; c.Guốc hàn má phanh dán

Guốc phanh và má phanh liên kết với nhau nhờ dán hoặc tán Má phanh được chế tạo

từ vật liệu chịu mài mòn, có hệ số ma sát ổn định trước sự biến động nhiệt độ của má phanh,

hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể đạt được đến 0,4 Guốc phanh đúc được chế tạocho cơ cấu phanh ô tô tải vừa và lớn.Cấu trúc tiết diện thường gặp là dạng chữ T Các guốc

phanh yêu cầu độ cứng vững cao có tiết diện chữ П.

Guốc phanh dạng hàn, chế tạo từ các lá thép dày từ 3 ÷ 5 mm, có cấu trúc gồm: bề mặtcong tròn và xương tăng cứng Guốc phanh dạng hàn được dùng cho ô tô con Trên ô tô tải,

guốc phanh liên kết với má phanh bằng đinh tán hợp kim nhôm mềm Đinh tán cần nằm sâucách xa bề mặt ma sát của má phanh Khi má phanh bị mòn, đinh tán không được cọ sát vào

bề mặt trụ của tang trống Trên ô tô con, má phanh dán với guốc phanh bằng chất keo dínhđặc biệt, có khả năng bám chắc trên bề mặt guốc phanh khi chịu lực

* Xilanh bánh xe

Hình 1.10 Xylanh bánh xe

a Xy lanh kép đối xứng; b Xi lanh đơn; c Xy lanh kép dạng bậc

Xilanh bánh xe nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động phanh thủy lực.Xilanh bánh xe là cơ cấu thừa hành của hệ thống dẫn động điều khiển Khi phanh áp lực chấtlỏng (dầu phanh) tại xilanh tác dụng lên pit tông, đẩy pit tông và guốc phanh dịch chuyển,thực hiện quá trình phanh tang trống

Xilanh có các dạng chính: đơn và kép Dạng xilanh đơn sử dụng với cơ cấu phanh đốixứng qua tâm trục với một pit tông: lực điều khiển từ hệ thống dẫn động tác dụng riêng biệtlên một guốc phanh Như vậy mỗi cơ cấu phanh bố trí hai xilanh cho hai guốc phanh

Xilanh kép có thể là dạng trụ đối xứng hoặc dạng trụ có bậc Xilanh kép có hai pit tônglàm việc đối xứng với đường dầu dẫn vào giữa hai đỉnh pit tông và một đường xả không khíkhi cần thiết Hai pit tông luôn được cách nhau để tạo không gian dẫn dầu vào khi phanh.Không gian này có thể hình thành bởi kết cấu đỉnh pit tông hoặc lò xo ngăn cách Trongxilanh bố trí các pit tông Bao kín giữa pit tông với xilanh nhờ phớt tròn kín hay phớt vànhkhăn, nằm trong rãnh pit tông

14

Để tạo nên lực điều khiển lên các guốc phanh khác nhau trên một số cơ cấu phanh sửdụng xilanh kép dạng trụ có bậc.Với guốc siết sử dụng đường kính trụ nhỏ, nhằm san đềulực điều khiển và giảm sự sai lệch độ mòn của các má phanh cùng kích thước Cặp xilanh pittông cần làm việc với độ kín khít cao, do vậy bề mặt của xilanh và pit tông được gia côngtrơn bóng và được làm sạch cẩn thận trước khi lắp Trên xilanh bố trí ốc xả không khí.Ốc xảkhông khí chỉ mở, khi cần xả không khí có lẫn trong hệ thống thủy lực điều khiển, còn lại ốcthường xuyên được siết chặt tránh rò rỉ dầu phanh Xilanh thường được chế tạo từ gang, pittông được chế tạo từ hợp kim nhôm Lực điều khiển tác dụng lên đầu guốc phanh được thựchiện thông qua chốt trụ.

* Cam quay

Cam quay nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động phanh khí nén Khi phanh,

áp lực khí nén nhờ bầu phanh đẩy cam quay, guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá trìnhphanh tang trống Ở trạng thái lắp ráp, cam và guốc phanh ép sát nhau, khe hở má phanh vàtang trống lớn hơn quy định

Khi chưa phanh, vị trí ban đầu của cam được điều chỉnh cho bánh xe lăn trơn, guốcphanh tựa lên bề mặt cam có khoảng cách nhỏ nhất định giữa má phanh và tang trống Ởtrạng thái phanh, cam được điều khiển quay tiếp với khoảng dịch chuyển Δ của đầu guốcphanh, và khắc phục hết khe hở má phanh và tang trống.Cam tựa lên guốc với các lực tácdụng P Hai lực P đặt cách nhau một khoảng 2d, bằng đường kính vòng tròn cơ sở của biêndạng cam

Biên dạng cam Acsimet chế tạo đơn giản, nhưng khoảng cách 2d lớn và ảnh hưởng tớihiệu quả phanh, nhờ vít điều chỉnh thông qua cơ cấu điều chỉnh

* Điều chỉnh bằng tay với hệ thống phanh thủy lực

+ Điều chỉnh thông qua cơ cấu cam

Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bởi cam lệch tâm,biên dạng cam luôn tỳ vào mặt cong của guốc phanh Khi quay ốc xoay cam, guốc phanhdịch chuyển theo, thay đổi khe hở trên Khe hở phía dưới được điều chỉnh nhờ bạc lệch tâm

bố trí trên chốt Bạc lệch tâm được ăn khớp trong bằng mặt vát với chốt và quay cùng chốtkhi điều chỉnh Khi quay chốt, bạc lệch tâm quay theo và mang phần dưới guốc phanh dịchchuyển làm thay đổi khe hở dưới giữa má phanh và trống phanh Một cơ cấu phanh khí néncũng sử dụng cam lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới guốc phanh

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

a) loại giá đỡ cố định b) loại giá đỡ di động

Hình 1.11 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa

Kết cấu này thường được sử dụng cho cơ cấu phanh dạng bơi, tự cường hóa Chốt đẩy

có tác dụng liên kết giữa một đầu guốc phanh và pit tông trong xilanh bánh xe Liên kết giữapit tông và chốt đẩy bằng ren Trên pit tông bố trí một vành răng, khi xoay vành răng, pittông quay theo, liên kết ren giúp cho chốt bị dịch chuyển, thay đổi vị trí giữa chốt và pittông Rãnh ăn khớp của đầu chốt với guốc phanh giữ chốt không xoay Trên mâm phanh cócửa sổ nhỏ, đủ tỳ tuốc nơ vít bẩy vành răng xoay trong quá trình điều chỉnh Lò xo lá, kẹpchặt trên xilanh và tỳ đàn hồi với vành răng, có tác dụng giữ nguyên trạng thái đã điều chỉnhđúng

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

Để điều chỉnh kịp thời khe hở của má phanh với tang trống khi má phanh quá mòn,trên nhiều ô tô sử dụng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở Các dạng cơ cấu tự động điềuchỉnh khe hở thường gặp như sau:

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

+ Sử dụng đòn chốn hai guốc phanh

+ Sử dụng kẹp ma sát

1.3.2 Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.Các bộ phận chínhcủa cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

1: giá đỡ cố định; 2: piston; 3: má phanh; 4: giá đỡ di động; 5: đĩa phanh; 6: piston.

- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh phanh

16

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi cácpittông của các xi lanh bánh xe.

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động

1 Loại giá đỡ cố định (hình 1.11.a):

Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe

ở hai đĩa của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các máphanh Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe

Hình 1.11.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.

2 Loại giá đỡ di động (hình 1.11.b):

Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốtbắt cố định trên dầm cầu.Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe vớimột pittông tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ

Hình 1.11.b Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.

3 Một số chi tiết trong cơ cấu phanh đĩa

Má phanh gồm các tấm ma sát và xương má phanh Tấm ma sát dầy khoảng 9 đến 10

mm, xương má phanh là thép tấm, dày khoảng 2 đến 3 mm Chúng được tán vào nhau vàđược lắp trên giá xi lanh công tác bằng rãnh hướng tâm và được định vị bằng các chốt định

vị hoặc bằng các mảnh hãm Trên mỗi má phanh đều có chốt báo hết má phanh Khi máphanh mòn hết đến chiều dày từ 1 đến 4 mm thì chốt báo hết sẽ tiếp xúc với đĩa phanh vàbáo hết má phanh

18

c, Cơ cấu báo mòn hết má phanh

Hình 1.12: Cơ cấu báo mòn hết má phanh.

d, Xi lanh công tác

Cụm xi lanh công tác của cơ cấu phanh đĩa gồm xi lanh được chế tạo liền với giá đỡhoặc chế tạo rời, pít tông, phớt làm kín và vành chắn bụi Phía trên xi lanh có lỗ xả khôngkhí trong hệ thống dẫn động

Hình 1.13: Xy lanh công tác.

e, Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh

Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh thường sử dụng sựbiến dạng của vành khăn làm kín dầu

Khi pít tông dịch chuyển, ma sát giữa gioăng làm kín (vành khăn) và pít tông lớn nênvành khăn bị biến dạng trong rãnh của vành khăn Khi thôi phanh, vành khăn kéo pít tông về

vị trí ban đầu và hết biến dạng Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh lớn, vành khăn bịbiến dạng hết mức và pít tông dịch trượt so với vành khăn Khi thôi phanh, pít tông chỉ trở

về bằng độ biến dạng của vành khăn nên pít tông có vị trí mới so với xi lanh, đảm bảo khe

hở giữa má phanh và đĩa phanh luôn không đổi

Hình 1.14: Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh.

1.3.3 Cơ cấu phanh dừng (phanh tay)

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng Nói chung

hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không di chuyển trên cácloại đường khác nhau

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

Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bốtrí trên trục ra của hộp số

20

Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí vàhoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi làphanh tay.

Hình 1.15: Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng

1 Phanh trên trục truyền

Phanh tay lắp trên trục thứ cấp hộp số

Hình 1.16 Phanh trên trục truyền

1 Nút ấn; 2 Tay điều khiển; 3.Đĩa tĩnh; 4.Cốt;

5.Lò xo; 6 Tang trống; 7 Vít điều khiển; 8 Guốc phanh

Đĩa tĩnh (3) của phanh được bắt chặt vào cacte hộp số Trên đĩa tĩnh lắp hai guốc phanh(8) đối xứng nhau sao cho má phanh gần sát mặt tang trống phanh (6), lắp trên trục thứ cấpcủa hộp số Đầu dưới của má phanh tỳ lên đầu hình côn của chốt điều chỉnh (7), đầu trên tỳvào mặt một cụm đẩy guốc phanh gồm một chốt (4) và hai viên bi cầu Chốt đẩy guốc phanhthông qua hệ thống tay đòn được nối với tay điều khiển (2)

Nguyên lý hoạt động.

Muốn hãm xe chỉ cần kéo tay điều khiển (2) về phía sau qua hệ thống tay đòn kéo chốt(4) ra phía sau đẩy đầu trên của guốc phanh hãm cứng trục truyền động Vị trí hãm của tayđiều khiển được khóa chặt nhờ cơ cấu con cóc chèn vào vành răng của bộ khóa Muốn nhảphanh tay chỉ cần ấn ngón tay vào nút (1) để nhả cơ cấu con cóc rồi đẩy tay điều khiển (2) vềphía trước Lò xo (5) sẽ kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu Vít điều chỉnh dùng để điềuchỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống

2 Phanh tay có cơ cấu phanh ở các bánh xe sau

22

Hình 1.17 Phanh tay tại cơ cấu phanh bánh sau 1.Guốc phanh; 2.Vành răng; 3.Đòn quay; 4.Thanh chống

Cơ cấu phanh được bố trí thêm các đòn quay 3 và thanh chống 4 nối giữa cáp kéo vàguốc phanh 2 Khi kéo phanh tay, cáp dẫn chuyển động theo chiều mũi tên Lúc đầu đònquay 3 quay quanh điểm D, dịch chuyển thanh chống 4, ép guốc phanh trái vào tang trống,tạo thành điểm tựa cố định Đầu nối B tiếp tục di chuyển, điểm D quay và ép guốc phanhphải vào tang trống Do đó, hai guốc phanh ép sát vào tang trống thực hiện phanh bánh xe.Trên các cơ cấu phanh đĩa bố trí ở cầu sau, sử dụng các kết cấu đẩy khóa pit tông trongxilanh bánh xe Các dạng kết cấu liên hợp giữa phanh tay và phanh chân hiện nay rất đadạng

1.4 Dẫn động phanh

1.4.1 Dẫn động phanh chính bằng cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo đượcmômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, thường chỉ sử dụng ở cơ cấuphanh dừng (phanh tay)

1.4.2 Dẫn động phanh chính bằng thủy lực

Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các

xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào trống\đĩa phanh

Dẫn động bằng thủy lực có đặc điểm là độ nhạy cao, kết cấu đơn giản nhưng nếukhông có cường hóa dẫn động lực người lái cần để điều khiển phanh lớn hơn so với dẫnđộng bằng khí nén Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô

du lịch hoặc ôtô tải nhỏ

Ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất lỏng được coi nhưkhông đàn hồi khi ép).

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xilanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi lanh bánh xe)

Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn độngngười ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

- Dẫn động một dòng (hình 1.19):

Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường dầu duynhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe Dẫn động một dòng có kết cấu đơngiản nhưng độ an toàn không cao Vì một lý do nào đó, bất kỳ một đường ống dẫn dầu nàođến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xeđều bị mất phanh

Vì vậy trong thực tế người ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng

24

Hình 1.18 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực

Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệu hai phương ántiêu biểu thường được sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình 1.20.a và 1.20.b.

Ở sơ đồ hình 1.20.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn mộtdòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau Với cách bố trí này một trong hai dòng bị rò rỉdòng còn lại vẫn có tác dụng Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòngdẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh

Ở sơ đồ hình 1.20.b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một bánh

xe phía sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn lại Trong trườnghợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai

1.4.3 Dẫn động phanh chính bằng khí nén

Hình 1.21: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén

1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 - bộ điều chỉnh áp suất; 4 - đồng hồ áp suất; 5 - bàn đạp phanh; 6 - van an toàn; 7 - bình chứa khí; 8 - van phân phối (tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh; 11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc phanh.

Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để tạonên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh Đặc điểm của dẫn động phanh bằng khí nén

là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhưng do sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để thựchiện điều khiển cơ cấu phanh nến lực điều khiển của người lái là không cần lớn lắm mà chỉcần đủ để mở các van điều khiển phân phối khí nén Vì vậy nó thường dùng trên các ô tô cỡlớn

Hệ dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén thường gồm các bộ phận chính sau: máy nénkhí, bình chứa khí nén, van phân phối, đường ống dẫn khí nén, các xi lanh công tác (bầuphanh), bộ phận chia khí nén đến các bình chứa của các dòng dẫn động khác nhau và cácvan an toàn của hệ thống Để giảm thời gian chậm tác dụng của cơ cấu phanh ở xa, người ta

có thể bố trí các van gia tốc

26

Guốc phanh

Guốc phanh

Đường khí Đường dầu

Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động

phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén (hình 1.22)

Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các ôtô tải trung bình và lớn

Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:

- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xe phíatrước và phía sau;

- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xilanh khí nén

Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc nhưtrong hệ thống dẫn động bằng khí nén

Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý làmviệc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.

Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van kép, có hai

xi lanh chính và hai xi lanh khí

1.5 Bộ cường hóa lực phanh

Bộ cường hóa lực phanh là một cụm chi tiết lấy năng lượng từ một nguồn có sẵn phụthêm vào công do người điều khiển sản ra để điều khiển hệ thống phanh nhờ đó giảm đượclực cần thiết để điều khiển, điều khiển được nhẹ nhàng hơn

Nguồn năng lượng có sẵn thường lấy từ động cơ và có thể là ở dạng khí nén hoặc chânkhông Trên ô tô thường cường hóa dẫn động bằng khí nén (sử dụng nguồn khí nén có sẵnthường là trên các ô tô tải lớn hoặc ô tô buýt lớn) và cường hóa chân không ( sử dụng nguồnchân không sẵn có thường gặp trên các loại ô tô cỡ nhỏ) Nguồn chân không cấp cho bộcường hóa có thể lấy trên đường ống nạp của động cơ xăng dùng chế hòa khí hoặc được tạobằng bơm chân không

Cần phân biệt cường hóa phanh bằng khí nén với dẫn động phanh bằng khí nén Nếu có

sự cố về làm kín của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén thì hệ thống không thể làm việcđược trong khi nếu có sự cố trong hệ thống cường hóa bằng khí nén thì vẫn có thể điều khiểnphanh được tuy nhiên lực điều khiển lúc này lớn hơn nhiều

Dưới đây là bộ cường hóa chân không:

28

Hình 1.23: bộ cường hóa chân không

1.6 Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh – ABS

Hình 1.24: Bố trí hệ thống phanh trên xe.

Trong quá trình phanh xe, nếu các bánh xe bị trượt lết thì khả năng bám đường của bánh

xe giảm rất nhiều so với khả năng bám khi bánh xe ở giới hạn trượt lết nên hiệu quả phanh

giảm nhiều Mặt khác, khi bánh xe bị trượt lết thì mất khả năng điều khiển hướng chuyểnđộng của xe nên chất lượng phanh giảm.

Bộ ABS thực hiện điều chỉnh áp suất ra các cơ cấu phanh của các bánh xe theo độ trượtcủa các bánh xe khi phanh, đảm bảo điều chỉnh chính xác để bánh xe không bị trượt khiphanh do đó nâng cao được hiệu quả và chất lượng phanh xe Hiện nay ở các nước tiên tiếnchỉ cho phép nhập các loại ô tô có lắp đặt bộ ABS

Hình 1.25: Sơ đồ nguyên lý.

Hình 1.26: Sơ đồ nguyên lý ABS

30

1- Van điều áp; 2-Xi lanh chính; 3-Xi lanh công tác; 4- ECU;

5- Cảm biến vận tốc bánh xe; 6- Bánh xe bánh xe.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS trong dẫn động thuỷ lực trên ôtô đượcthể hiện trên hình 1.26

Hệ thống hoạt động như sau: Khi lái xe tác động lên bàn đạp, chất lỏng công tác đượcdồn từ xi lanh chính qua van điều áp 1 tới xi lanh công tác tại bánh xe thực hiện quá trìnhphanh Cảm biến 5 có nhiệm vụ đo vận tốc góc của bánh xe và gửi tín hiệu này tới bộ xử lýtrung tâm (ECU) 4 Khi vận tốc góc gần bằng 0, nghĩa là bánh xe sắp bị trượt lết, ECU sẽphát lệnh cho van điều áp giảm áp suất tại xi lanh công tác, nhờ đó mômen phanh tại bánh

xe giảm xuống và vận tốc góc bánh xe tăng lên Khi vận tốc góc đạt tới một giá trị xác địnhECU lại ra lệnh cho van điều áp tiếp tục tăng áp suất tại xi lanh công tác Cứ như vậy quátrình được lặp lại và bánh xe luôn được phanh ở mức độ tối đa mà không bị trượt lết

Hình 1.27: đồ thị quan hệ giữa hệ số bám với hệ số trượt.

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH

TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh

Phanh đĩa được dùng phổ biến cho các xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp trên xe con

Cơ cấu phanh đĩa thường được bố trí ở cầu trước, ngày nay trên ô tô hiện đại phanh đĩa được

bố trí trên cả 2 cầu: cầu trước và cầu sau Có 2 loại cơ cấu phanh đĩa thường được sử dụng:

a) Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh cố định

Khi có lực phanh, dầu cao áp sẽ dồn tới xy lanh đẩy piston ép các má phanh vào đĩaphanh thực hiện quá trình phanh.Số lượng xylanh công tác có thể là 2 hoặc 4 xy lanh đặt đốixứng nhau, hoặc 3 xy lanh với 2 xy lanh nhỏ được bố trí một bên còn 1 xy lanh lớn bố trímột bên

b) Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động

Phanh đĩa có giá xy lanh di động chỉ bố trí xy lanh thủy lực 1 bên Gía xy lanh có thể diđộng trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay ơ Khi phanh, dầu cáp áp đấy piston ép mộtbên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng thời đẩy giá đặt xy lanh trượt trên trục dẫn hướngđến ép má phanh còn lại áp sát vào đĩa phanh Khi cả 2 má phanh ép sát vào đĩa phanh thìquá trình phanh mới được thực hiện.Phanh đĩa có giá di động được dùng trên đa số các ô tô

du lịch ngày nay Do chỉ bố trí một bên xy lanh vì vậy mà tăng diện tích làm mát cho đĩaphanh có thể tránh được hiện tượng sôi dầu khi phanh với cường độ cao

Hình 2.1 Cơ cấu phanh đĩa

32

a Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh đặt cố định.

b Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động.

1 Đĩa phanh; 3 Má phanh;

2 Giá đặt xy lanh; 4 Piston.

* Ưu điểm của phanh đĩa:

- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản

- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn có khả năng giảm giá thành trong sản xuất

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định hơn cơ cấu phanh kiểu tang trốngkhi hệ số ma sát thay đổi Điều này giúp cho các bánh xe bị phanh làm việc ổn định hơn nhất

là khi phanh với vận tốc cao

- Khối lượng các chi tiết nhỏ, số lượng ít, kết cấu gọn cho nên tổng khối lượng các chi tiết không được treo sẽ giảm nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của xe

.- Thoát nước bám vào bề mặt đĩa phanh tốt: do nước bám vào bề mặt đĩa phanh sẽ bị lực li tâm loại bỏ rất nhanh nên khả năng phục hồi tính năng phanh nhanh chóng

- Không cần điều chỉnh phanh

- Khả năng thoát nhiệt của cơ cấu phanh ra bên ngoài dễ dàng

* Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa:

- Khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh không được che đậy kín, bụi bẩn sẽloạt vào khe hở giữa má phanh và đĩa phanh khi ô tô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa

má phanh và đĩa phanh cho nên làm giảm hiệu quả khi phanh

- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn Gây tiếng ồn khi phanh: có tiếng rítkhi phanh do sự tiếp xúc giữa má phanh và đĩa phanh khi phanh

- Lực phanh nhỏ hơn

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động

Trên xe TOYOTA COROLLA thì người ta sử dụng hệ thống dẫn động phanh là dẫnđộng thủy lực

• Ưu điểm của việc sử dụng dẫn động thủy lực:

- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các máphanh theo yêu cầu;

hình 2.2:Sơ đồ hệ thống phanh1.Bàn đạp phanh; 2 Bầu trợ lực; 3 Xi lanh chính; 4 Bình dầu; 5 Phanh đĩa; 6 Bộ điều hoà lực phanh; 7 Phanh đĩa

- 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 cần thay đổi cơ cấuphanh

• Nhược điểm của việc sử dụng dẫn động phanh thủy lực:

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

- Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

Nguyên lý hoạt động của dẫn động thuỷ lực:

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

Khi người lái tác dụng vào bàn đạp 1, qua thanh đẩy sẽ tác động vào pittông nằm trongxylanh 3, ép dầu trong xylanh chính 3 đi đến các đường ống dẫn Chất lỏng với áp suất cao(khoảng 5 ÷ 8 MPa) sẽ tác dụng vào các pitông ở xylanh bánh xe ở cầu trước và cả cầu sau

Các pitông này ép sát má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh

34

Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, dầu bị mất áp suất và đượchồi về bình chứa Dưới tác dụng đàn hồi của cuppen nó sẽ làm cho piston bánh xe bị kéo ra

và làm má phanh tách ra khỏi đĩa phanh

Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh Áp suất trong sơ

đồ dẫn động được truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là như nhau, khi đó lực đẩy lên píttông sẽ phụ thuộc vào pít tông xi lanh công tác Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh, vàtất nhiên là lực tác dụng lên pít tông xi lanh phanh chính, áp suất trong dẫn động và lực đẩylên má phanh sẽ tăng lên Do vậy dẫn động phanh thuỷ lực bảo đảm được sự làm việc đồngthời của cơ cấu phanh đĩa, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên máphanh ở cơ cấu phanh đĩa

Kết luận: Qua phân tích về cơ cấu phanh và dẫn động phanh, sau đây là phương án tốtnhất cho xe cần thiết kế

- Về cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh trước và sau: Dùng phanh đĩa có giá đỡ di động

- Về dẫn động phanh:

Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không

- Sơ đồ cấu tạo tổng thể gồm cả cơ cấu phanh và dẫn động phanh:

Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo tổng thể cơ cấu phanh và dẫn động phanh

1 Bàn đạp phanh; 2 Trợ lực phanh và xy lanh phanh chính; 3 Cụm má phanh sau4 Đĩa phanh sau; 5 Đường ống dẫn dầu; 6 Phanh đĩa trước;7 Cụm má phanh trước

2.3 Giới thiệu về xe tham khảo

Thông số kỹ thuật của xe Toyota Corolla Altis 2014

Momen xoắn cực đại (Nm) 173 / 4000 (Nm/v/p)

Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm) 1500 / 1530

Trọng lượng không tải (N) 12400

Trọng lượng toàn tải (N) 15530

Phân bố trọng lượng cầu trước và cầu

sau (N)

8540/6990

Bán kính quay vòng tối thiểu 5,8 m

Dung tích bình nhiên liệu (lít) 50