Thiết kế hệ thống phanh trên xe du lịch 7 chỗ (Link CAD: https://bit.ly/3uQtCpj)

Công dụng Hệ thống phanh là một trong các cụm đảm bảo an toàn chuyển động cho ôtô.Trong quá trình phanh, động năng của xe được chuyển hoá thành nhiệt năng do ma sátgiữa trống phanh đĩa

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 4 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 4

1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh 4

1.1.1 Công dụng 4

1.1.2 Phân loại 4

1.1.3 Yêu cầu 5

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh 6

1.3 Cơ cấu phanh 7

1.3.1 Cơ cấu phanh tang trống 7

1.3.2 Cơ cấu phanh đĩa 14

1.3.3 Cơ cấu phanh dừng 17

1.4 Dẫn động phanh 18

1.4.1 Dẫn động điều khiển phanh bằng cơ khí 18

1.4.2 Dẫn động điều khiển phanh bằng thủy lực 19

1.4.3 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén 20

1.4.4 Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực 21

1.5 Bộ cường hóa lực phanh 23

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24

2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh 24

2.1.1 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước 24

2.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau 26

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động phanh 26

2.2.1 Phương án 1: dẫn động thủy lực hai dòng 27

2.2.2 Phương án 2: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực và điều hòa lực phanh 28

2.2.3 Phương án 3: Dẫn động thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực chân không29 2.2.4 Phương án 4: Dẫn động thủy lực có điều khiển điện tử ABS 31

2.3 Kết luận chung của chương 2 33

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH 34

3.1 Chọn các thông số kỹ thuật của xe 34

3.1.1 Giới thiệu chung về xe tham khảo 34

3.1.2 Bảng thông số kỹ thuật của xe 36

3.2 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh…… ……… … …… 38

3.2.1 Xác định moomen phanh tại bánh xe……… 38

3.2.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh sau……… 39

3.2.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh trước……….53

3.3 Tính toán dẫn động phanh……… 58

3.3.1 Tính toán các đường kính xi lanh……… 58

3.3.2 Tính toán trợ lực dẫn động……… … 60

QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA VÀ CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP64 4.1 Quy trình điều chỉnh hệ thống phanh 64

4.2 Quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh 65

4.2.1 Quy trình xả air cho hệ thống phanh dầu 65

4.2.2 Kiểm tra và điều chỉnh chiều cao bàn đạp phanh 65

4.2.3 Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do 66

4.2.4 Bảo dưỡng, sửa chữa xylanh chính 66

4.2.5 Bảo dưỡng, sửa chữa bộ trợ lực 67

4.3 Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục trong hệ thống phanh dầu 68

4.4 Kiểm nghiệm hệ thống phanh 71

KẾT LUẬN CHUNG 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây nền công nghiệp ôtô đã có sự phát triển mạnh mẽ, hòanhịp với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ôtô thế giới Việc Việt Nam

ra nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ tùng từ nước ngoài, cũng như mở cửahợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có nền công nghiệp ôtô phát triển hàng đầu thế giớinhư Đức, Mỹ, Nhật Bản,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ôtô Việt Nam pháttriển với việc tiếp thu các dây truyền công nghệ, ứng dụng các phát minh thiết kế vàosản xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo dưỡng và nângcấp… ôtô tại Việt Nam, đóng góp không nhỏ vào thu nhập quốc dân của đất nước

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội là một trong những nơi nghiên cứu, giảngdạy hàng đầu về ôtô tại Việt Nam Sau một quá trình học tập tai trường Đại học BáchKhoa Hà Nội chúng em đã được tìm hiểu về hầu hết các hệ thống trên ôtô Trong các hệthống trên ôtô thì hệ thống phanh là một hệ thống rất quan trọng trên ôtô với vai tròđảm bảo tính an toàn chuyển động của ôtô, giúp giảm thiểu đáng kể các tai nạn trên cáctuyến đường giao thông Với các lý do như vậy em đã quyết định chọn hệ thống phanh

để tìm hiểu và nghiên cứu khi làm đồ án tốt nghiệp, em đi sâu vào tìm hiểu hệ thống

phanh ô tô với đề tài tốt nghiệp là: “Thiết kế hệ thống phanh trên xe du lịch 7 chỗ ’’.

Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy

giáo Võ Văn Hường, đồng thời em cũng nhận được ý kiến đóng góp của các thầy trong

Bộ môn Ôtô và xe chuyên dụng Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức và thời gianlàm đồ án tốt nghiệp có hạn cho nên không tránh khỏi những sai xót kính mong nhậnđược sự đóng góp ý kiến của các thầy để em hoàn thiện đề tài hơn trong tương lai

Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Nguyễn Tiến Dũng và toàn thể các thầy cô

giáo trong Bộ Môn Ô tô và xe chuyên dụng cùng toàn thể các bạn sinh viên Ô tô đãgiúp đỡ em hoàn thành đề tài này

Hà Nội, ngày tháng 01 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Quang Vũ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh

1.1.1 Công dụng

Hệ thống phanh là một trong các cụm đảm bảo an toàn chuyển động cho ôtô.Trong quá trình phanh, động năng của xe được chuyển hoá thành nhiệt năng do ma sátgiữa trống phanh (đĩa phanh) với má phanh nhờ vậy có thể:

- Giảm được tốc độ chuyển động của xe, dừng xe hoặc đỗ xe;

- Duy trì vận tốc của ôtô một giá trị nhất định khi xe chuyển động xuống dốc;

- Đảm bảo cho ôtô đứng yên trên đường kể cả trên đường dốc cũng như khi không cómặt người lái;

- Đối với xe bánh xích hệ thống phanh còn giúp cho việc quay vòng xe

1.1.2 Phân loại

Phân loại tổng quát hệ thống phanh

Theo công dụng + Hệ thống phanh chính (phanh chân)

+ Hệ thống phanh dừng (phanh tay)+ Hệ thống phanh tự động

Vị trí lắp đặt cơ

cấu phanh

+ Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe+ Cơ cấu phanh đặt ở trục truyền động

Theo kết cấu của

cơ cấu phanh

+ Cơ cấu phanh dải (phanh đai)+ Cơ cấu phanh tang trống+ Cơ cấu phanh đĩa

Theo dẫn động phanh+ Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí

+ Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực+ Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén+ Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực+ Hệ thống phanh dẫn động bằng điện

Nănglượng sử

dụng khi phanh

+ Hệ thống phanh không có trợ lực+ Hệ thống phanh có trợ lực chân không+ Hệ thống phanh có trợ lực điện từTheo mức độ

hoàn thiện của hệ

thống phanh

+ Hệ thống phanh thường+ Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh+ Hệ thống phanh có bộ chống hãm cứng (ABS)

1.1.3 Yêu cầu

Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ô tô Do vậy

phải chấp hành những yêu cầu kiểm tra khắt khe, nhất là đối với ô tô thường xuyên hoạtđộng ở tốc độ cao Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khiphanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;

- Phải đảm bảo phanh giảm tốc độ của ô tô trong mọi điều kiện sử dụng, lực phanh trênbàn đạp phải tỷ lệ với hành trình bàn đạp, có khả năng rà phanh khi cần thiết Gia tốcchậm dần đều đặn và giữ ổn định cho xe;

- Phanh êm dịu trong 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 khônglớn;

- Phải có độ nhạy cao;

- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọnglượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào;

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt Không có hiện tượng tự siết phanh khi ôtô chuyển độngtịnh tiến hoặc quay vòng;

- Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao, ổn định trong điềukiện sử dụng;

- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trênbánh xe;

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

- Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa;

- Giá thành rẻ

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai thành phầnchính sau: cơ cấu phanh, dẫn động phanh Ngày nay trên cơ sở các bộ phận kể trên, hệthống phanh còn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh Gồm các bộphận chính:

- Cơ cấu phanh

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 khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanhđến cơ cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: Cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp màtrong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụ nếu đẫn động cơkhí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí Nếu là dẫn động thủylực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác(xi lanh bánh xe) và các ống dẫn Nếu là dẫn động khí nén gồm có: cụm cung cấp khí,máy nén khí, van lọc khí, van ướt, van điều áp, bầu phanh, van chia ngả, đường ống dẫnkhí

Bố trí chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1

1.3 Cơ cấu phanh

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

Kết cấu của cơ cấu phanh dùng trên ô tô tùy thuộc vào vị trí đặt nó ( phanh ở bánh

xe hoặc ở truyền lực) Bởi loại chi tiết quay hay chi tiết tiến hành phanh

Có hai loại phanh guốc, phanh đĩa được sử dụng rộng rãi trên các ôtô hiện nay Phanhguốc sử dụng chủ yếu trên các ôtô có tải trọng lớn: Ôtô tải, ôtô chở khách và một sốloại ôtô con Phanh đĩa được sử dụng trên nhiều loại ôtô con, trong đó chủ yếu là ở các

cơ cấu phanh trước Hiện nay hầu hết trên các ôtô con đời mới đều sử dụng cơ cấuphanh đĩa có trang bị hệ thống ABS

Hình 1.1 Bố trí chung của hệ thống phanh

1.3.1 Cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh tang trống là cơ cấu phanh rất quen thuộc và được dùng khá phổbiến trên ô tô Trong cơ cấu dạng tang trống sử dụng các guốc phanh cố định và đượcphanh với mặt trụ của tang trống quay cùng bánh xe Như vậy quá trình phanh đượcthực hiện nhờ ma sát bề mặt tang trống và các má phanh

Tuy nhiên, trên thực tế phanh tang trống hoạt động hiệu quả trong một số thờiđiểm Ở những trường hợp muốn dừng xe ở tốc độ cao ta thường gặp vấn đề với loại cơcấu phanh này:

- Khi bị nóng do ma sát, tang trống sẽ giãn nở và má phanh sẽ phải đi một đoạn xahơn mới có thể tiếp xúc nó, do vậy hành trình bàn đạp lớn hơn

- Khí sinh ra từ vật liệu chết tạo má phanh bị đốt nóng, không thoát ra được và lưu lạigiữa má phanh và tang trống khiến khả năng hãm bị giảm

1.3.1.1 Cấu tạo cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh tang trống có số lượng chi tiết nhiều và trọng lượng lớn và thườngđược bố trí trong lòng trống phanh

Cơ cấu phanh tang trống các chi tiết cơ bản: tang trống phanh, guốc phanh và máphanh, xilanh bánh xe, cụm điều chỉnh khe hở má phanh tang trống

a) Tang trống phanh: Trống phanh là chi tiết luôn quay cùng bánh xe, chịu lực ép từ

các guốc phanh từ trong ra, vì vậy trống phanh phải có bề mặt ma sát với các má phanh,

độ bền cao, ít bị biến dạng, cân bằng tốt, dễ truyền nhiệt

Tang trống phanh được chế tạo từ gang hoặc hợp kim với ống lót bằng gang (xe ô

tô con) Tang trống liên kết trên mayơ nhờ các bulông hoặc vít định vị đồng tâm vớitrục quay bánh xe

b) Guốc phanh và má phanh: Guốc phanh và má phanh được liên kết với nhau bằng

keo dán, hoặc đinh tán đối với loại xe lớn Má phanh được chế tạo từ vật liệu chịu mòn,

hệ số ma sát ổn định trước những biến đổi nhiệt của má phanh Guốc phanh có các loạiguốc phanh dạng đúc, dạng hàn… Guốc phanh dạng đúc thường dùng cho ô tô tải vừa

và lớn, với cấu trúc thường có dạng chữ T

Trên ô tô tải, guốc phanh và má phanh liên kết bằng đinh tán (làm bằng hợp kimnhôm mềm) nằm sau cách bề mặt ma sát một khoảng đủ xa để khi má phanh bị mònđinh tán không cọ sát vào bề mặt trụ của tang trống, làm xước tang trống.

Trên ô tô con, guốc phanh được liên kết với má phanh bằng keo dán đặc biệt, có khảnăng bám chắc trên bề mặt guốc phanh khi chịu lực

c) Xi lanh bánh xe: Trên cơ cấu phanh tang trống dẫn động thủy lực có một chi tiết là

xilanh bánh xe Xilanh bánh xe là cơ cấu chấp hành của hệ thống dẫn động điều khiển.Xilanh bánh xe có các dạng: xilanh đơn và xi lanh kép

Xilanh bánh xe được chế tạo từ gang, piston được chế tạo từ hợp kim nhôm Lựcđiều khiển tác dụng lên guốc phanh nhờ chốt trụ

d) Cam quay: Cam quay là cụm chi tiết nằm trong cơ cấu phanh tang trống dẫn động

khí nén Cam quay thường sử dụng cam có biên dạng Acsimet hay Cycloit

1.3.1.2 Phân loại

Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và điều khiểncác guốc 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)

Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống

a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

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

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

Nguyên lý hoạt động: Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh Mâm phanhđược bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu Các guốc phanh được đặt trên các trục lệchtâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của xy lanhphanh làm việc gần nhau Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm Cam lệch tâmcùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát Giữa các piston của xy lanh có lò

xo để ép các piston luôn tỳ sát vào các guốc phanh

Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh mòn đềunhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn

Trong quá trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa máphanh và trống phanh sẽ tăng lên Muốn cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả, phải điềuchỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cách xoay cam lệch tâm và xoay chốtlệch tâm

b) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

A A

c c

Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm

Đặc điểm: Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với

đường trục của cơ cấu phanh

Nguyên lý hoạt động: Khi đạp bàn đạp phanh, dầu được dẫn động từ xy lanh tổngqua các đường dẫn đi tới các xy lanh bánh xe Dưới tác dụng của áp suất dầu, hai pistondịch chuyển đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh đượcthực hiện Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh sẽ kéo các guốc phanhtrở về vị trí ban đầu Khe hở giữa má phanh và trống phanh xuất hiện nên kết thúc quátrình phanh Điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và má phanh được thực hiện bằngcách xoay cam lệch tâm

*Ưu, nhược điểm:

Do bố trí xy lanh làm việc và chốt lệch tâm đối xứng nên hiệu quả phanh của hai

má phanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kì chiều nào Khi trống phanh quayngược chiều kim đồng hồ, thì hiệu quả phanh tốt Nhưng khi trống phanh quay theochiều kim đồng hồ thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng 2 lần Cơ cấu phanh loại này cóhiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanh đều là guốc xiết khi xe tiến

Nhược điểm này không quan trọng lắm với những ôtô có tải trọng nhỏ Khi ôtô lùithì tốc độ thấp do đó mômen phanh đòi hỏi nhỏ, phức tạp hơn do phải bố trí thêm

đường ống dẫn động thủy lực vào cụm xilanh công tác và mòn không đều do giữa haiđầu má phanh.

c) Cơ cấu phanh guốc loại bơi.

Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc loại bơi

Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Đặc điểm của loại cơ cấu phanh này làguốc phanh có 2 bậc tự do và không có điểm tựa cố định Cơ cấu phanh dạng bơi hai xylanh làm việc đều tác dụng lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh cácguốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiều ngang và ép sát vào trống phanh Nhờ sự áp sátgiữa trống phanh và má phanh cho nên khi ép sát vào trống phanh thì má phanh bị cuốntheo chiều quay của trống phanh Mỗi má phanh lúc đó sẽ tác dụng vào piston và đẩyống xy lanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định, lúc đó hiệu quả phanh sẽ tốt hơn vàlực tác dụng lên bàn đạp giảm đi nhiều

Hiệu quả phanh khi ôtô tiến hoặc lùi là bằng nhau nhưng sự kết hợp của cơ cấuphanh là rất phức tạp

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

Hình 1.6 Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn(hình 1.6.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.6.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 liênkết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu còn lạicủa hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe cònmột thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng đểđiều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanhloại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trungbình

- 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 tựatrên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loạinày được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

Kết Luận: Qua phân tích một số kết cấu phanh guốc, chúng ta thấy tùy theo sự bố

trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ được hiệu quả phanh khác nhau, mặc dù kích thướcguốc phanh như nhau Hiện nay xu hướng sử dụng phanh guốc loại bình thường với cácđiểm tựa ở một phía Nếu cần thiết thì làm thêm bộ phận cường hóa ở truyền độngphanh

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

Hình 1.7 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa

1.3.2 Cơ cấu phanh đĩa

Khác với hệ thống phanh trên ô tô cách đây vài thập kỷ Với sự phát triển khôngngừng của công nghệ cũng như những yêu cầu ngày càng khắt khe đối với các hệ thống

an toàn nên ngày nay cơ cấu phanh đĩa đang và sẽ dần thay thế cơ cấu phanh tang trốngtrên hầu hết các dòng xe cỡ vừa và nhỏ

Cơ cấu phanh đĩa có các ưu điểm nổi trội:

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định, điều này giúp bánh xe bịphanh làm việc ổn định ngay cả ở nhiệt độ cao;

- Cơ cấu phanh đĩa thoát nhiệt tốt, khối lượng nhỏ, kết cấu gọn nhẹ;

- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh

1.3.2.1 Cấu tạo

Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa: đĩa phanh và má phanh, tự động điềuchỉnh khe hở má phanh

- 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 bánh xe;

- 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;

a) Đĩa phanh: Đĩa phanh được bắt chặt vào moayơ bánh xe.

Đĩa phanh có hai bề mặt làm việc được mài phẳng với độ bóng cao Tiết diện của đĩa

có dạng gấp nhằm tạo nên đường truyền nhiệt gãy khúc, tránh làm hỏng mỡ bôi trơn ổ

bi mayơ do nhiệt độ Phần lớn các má phanh được chế tạo rỗng giữa để thoát nhiệt ramôi trường không khí xung quanh

b) Má phanh: Má phanh của phanh đĩa có dạng tấm phẳng được cấu tạo bởi xương

phanh bằng thép và má mềm bằng vật liệu ma sát (8 - 10 mm) Má phanh và xươngphanh được dán với nhau bằng một loại keo đặc biệt

c) Tự động điều chỉnh khe hở má phanh:

Hình 1.8 Cơ cấu tự động điều chỉnh má phanh

Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được thể hiện trên hình 1.8 Trong

cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được điều chỉnh tự động Ở đây

ta dùng khe hở được điều chỉnh bằng sự biến dạng của phớt(vành khăn) làm kín

Nguyên lý hoạt động: vành khăn có tác dụng bao kín dầu áp suất cao trong khoảnggiữa piston và xi lanh công tác Rãnh chứa vành khăn có tiết diện hình thang, đáy lớnnằm trên phần tiếp xúc với piston Khi piston dịch chuyển do ma sát giữa piston vàvành khăn lớn nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh Khi thôi phanh vành khăn kéopiston về vị trí ban đầu và hết biến dạng Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh quálớn thì sự biến dạng của vành khăn không đủ đảm bảo sự dịch chuyển của piston vàvành khăn sẽ bị trượt trên piston Khi thôi phanh piston trở về biến dạng của vành khăn

do vậy piston nằm ở vị trí mới so với xilanh

1.3.2.2 Phân loại

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

a) Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xilanh cố định:

Hình 1.9 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định

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 vàocác má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe Loài này ít được sử dụng hơn vì bố trí phức tạp hơn, cơ cấu phanh thoát nhiệt kémlàm sôi đường dầu khi phanh hoạt động với cường độ cao, gây hiện tượng bó phanh

b) Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xilanh di động

Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một sốchốt bắt cố định trên dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh

xe với một pittông tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lêngiá đỡ

1.3.3 Cơ cấu phanh dừng

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

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

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

Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí

và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còngọi là phanh tay

Hình 1.11 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng

1.4 Dẫn động phanh

Dẫn động phanh bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển (bàn đạpphanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu điều khiểnhoạt động của cơ cấu phanh

Các loại dẫn động phanh thường gặp:

- Dẫn động phanh điều khiển bằng cơ khí;

- Dẫn động phanh điều khiển bằng thủy lực;

- Dẫn động phanh điều khiển bằng khí nén;

- Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

1.4.1 Dẫn động điều khiển phanh bằng cơ khí

Hình 1.12 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;

8, 6: Thanh kéo; 7: Thanh cân bằng; 9: Dây cáp dẫn động phanh; 10: Giá;

11, 13: Mâm phanh; 12: Xilanh phanh bánh xe.

Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp Dẫnđộng cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó khóđảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn độngphanh 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

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

*Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí: hiệu suất truyền lực không cao, thờigian phanh lớn

1.4.2 Dẫn động điều khiển phanh bằng thủy lực

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

Dẫn động phanh là một hệ thống các 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 phanhdầu chất lỏng được sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên Đặc điểm quan trọngcủa dẫn động phanh dầu là các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đườngống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các đĩa phanh

a) Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.13 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực

1.Bànđạp; 2.Xi lanh phanh chính; 3.Đường dẫn dầu;

4.Xi lanh phanh bánh xe ; 5.Má phanh.

b) Nguyên lý hoạt động

Khi đạp phanh, qua thanh đẩy piston nằm trong xi lanh chính 2, dầu bị épvới ápsuất cao sẽ qua đường ống dẫn 3 tác dụng lên bề mặt của các piston 4 Hai piston nàythắng lực lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh sẽ đẩy hai má phanh 5 ép sát vào trống phanh

và tiến hành phanh Khi nhả bàn đạp, do có sự hồi dầu và lực của lò xo hồi vị nên hai

má phanh sẽ tách khỏi trống phanh, kết thúc quá trình phanh

Dẫn động phanh dầu có các ưu điểm sau:

- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo đúngyêu cầu thiết kế;

- Có hiệu suất cao;

- Độ nhậy tốt;

- Kết cấu đơn giản;

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

1.4.3 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén

a) Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.14 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén

1.Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 3.Bình khí nén;

4.Lò xo hồi vị; 5.Bầu phanh; 6.Tổng van phanh.

b) Nguyên lý hoạt động

Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh một lực thì tổng van 6 sẽ được

mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ống dẫn đến các bầu phanh 5

Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy làm xoay cam của cơ cấuphanh Do đó ép má phanh vào trống phanh Bộ điều chỉnh áp suất 2 hạn chế áp suấtcủa hệ thống trong giới hạn xác định

Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa bình chứa khí vớiđường ống dẫn để ống dẫn mở thông với khí quyển Khí nén từ các bầu phanh đượcthoát ra và guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúc phanh

Đặc điểm: Hệ thống dẫn động thủy lực chỉ dùng được cho xe con và xe tải nhỏ,lực điều khiển của người lái tác dụng vào bán đạp phanh, tạo lên lực điều khiển tại các

cơ cấu phanh Với dẫn động điều khiển phanh của ô tô tải và ô tô buýt đòi hỏi nănglượng điều khiển lớn hơn Do vậy không thể sử dụng dẫn động thủy lực mà phải dùngdẫn động khí nén Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủyếu dùng để điều khiển cung cấp khí nén tới các bầu phanh bánh xe, tại các bầu phanh

áp suất khí nén tạo áp lực tác dụng lên guốc phanh thực hiện quá trình phanh xe

Dẫn động khí nén có ưu điểm: lực điều khiển lên bàn đạp nhỏ, áp suất trên đườngống không cao và cho phép dẫn động dài tới các cơ cấu phanh ở xa

Nhược điểm: độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn)

Dẫn động khí nén ngày càng hoàn thiện nhằm mục đích nâng cao hiệu quả phanh, giảm

độ chậm tác dụng, hoàn thiện chất lượng động lực học ô tô khi phanh

1.4.4 Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

Dẫn động bằng thủy lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng lực điều khiển trên bànđạp cần lớn.Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén có ưu điểm là lực điều khiểntrên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí bị nén dochịu áp suất) Do đó để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng

hệ thống dẫn động phối hợp giữa thủy lực và khí nén trên các ô tô tải, ô tô buýt trungbình và lớn.

- Dẫn động thủy lực đảm bảo nhận chức năng tạo lực điều khiển ở các guốcphanh (hay má phanh đĩa) bao gồm: bình chứa dầu cung cấp dầu cho các xilanhthủy lực, các xilanh thủy lực bánh xe ở cơ cấu phanh trước và sau các đườngdầu

- Dẫn động khí nén đảm bảo chức năng tạo lực đẩy ở xilanh thủy lực bao gồm:

 Phần cung cấp khí nén: máy nén khí, các bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh

áp suất, bộ phận sấy khô khí nén, cụm van chia và bảo vệ, bình chứa cácvan an toàn

 Phần điều khiển bằng khí nén: gồm các đường ống dẫn khí từ bình chứakhí nén qua van phân phối đến xilanh khí nén

Sơ đồ bố trí như hình 1.18

Hình 1.15 Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

Đặc điểm nguyên lý làm việc chung của hệ thống:

- Khi phanh người lái tác động lên bàn đạp phanh, van phân phối cung cấp khí nén

từ bình chứa đến các xilanh khí nén - thủy lực, tại đó áp suất khí nén chuyểnthành áp suất dầu phanh với tỷ số truyền lớn Áp suất thủy lực lớn được truyền

đến các xilanh bánh xe của các cơ cấu phanh tạo áp lực lên các piston đẩy guốcphanh áp sát vào tang trống, thực hiện quá trình phanh.

- Tỷ số truyền (D/d) bằng 4 - 6 lần, với: D, d là đường kính xilanh khí nén và thủylực

- Để giảm tổn thất và tăng độ nhạy cho hệ thống phanh dẫn động khí nén kết hợpthủy lực, các cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc: phần dẫn động khínén kể từ xilanh khí nén phải được bố trí gần van phân phối, nhằm mục đíchgiảm tổn thất và thời gian chậm tác dụng của dẫn động khí nén

1.5 Bộ cường hóa lực phanh

Bộ cường hóa lực phanh là một cụm chi tiết lấy năng lượng từ một nguồn có sẵnphụ thêm vào công do người điều khiển sản ra để điều khiển hệ thống phanh nhờ đógiảm được lực 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 hoặcchân không Trên ô tô thường cường hóa dẫn động bằng khí nén (sử dụng nguồn khínén có sẵn thường là trên các ô tô tải lớn hoặc ô tô buýt lớn) và cường hóa chân không(sử dụng nguồn chân không sẵn có thường gặp trên các loại ô tô cỡ nhỏ) Nguồn chânkhông cấp cho bộ cường hóa có thể lấy trên đường ống nạp của động cơ xăng dùng chếhòa khí hoặc được tạo bằng bơm chân không

Hình 1.16 Bộ cường hóa chân không

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

Đó đơn thuần cũng chỉ là dung hoà giữa hai yếu tố kinh tế và độ an toàn

Cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng : phanh guốc và phanh đĩa Như đãphân tích về ưu, nhược điểm ở CHƯƠNG 1 và momen phanh cần thiết ở cầu trước lớnhơn momen phanh cần thiết ở cầu sau Em xin chọn cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước, cơcấu phanh tang trống ở cầu sau làm phương án thiết kế cho hệ thống phanh trong đồ áncủa mình

2.1.1 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước

* Ưu điểm của phanh đĩa

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

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định hơn cơ cấu phanh kiểu tangtrống khi 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;

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

- 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 nhanhchóng;

- Không cần điều chỉnh phanh

* 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

sẽ lọt vào khe hở giữa má phanh và đĩa phanh khi ô tô đi vào chỗ lầy lội làmgiảm 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: cótiếng rít khi phanh do sự tiếp xúc giữa má phanh và đĩa phanh khi phanh;

- Lực phanh nhỏ hơn

a) b)

Hình 2.1 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; 2.Giá đặt xy lanh; 3 Má phanh; 4 Piston.

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 đĩa phanh có thể tránhđược hiện tượng sôi dầu khi phanh với cường độ cao

Kết luận.

Với ưu điểm lớn nhất đó là kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh cao và với phân tích

so sánh ở trên ta chọn cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động làm cơ cấu phanh trước

2.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau

Qua phân tích kết cấu các cơ cấu phanh loại guốc chúng ta thấy rằng tùy theo sự

bố trí các guốc phanh và điểm tựa mà sẽ đạt được hiệu quả phanh (momen phanh) làkhác nhau mặc dù kích thước guốc phanh là như nhau

So với cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua trục với các cơ cấu phanh đối xứngqua tâm, loại bơi hay loại tự cường hóa có ưu điểm hơn là hiệu quả phanh khi ô tôchuyển động tiến tăng hơn từ 1,6 đến 3,6 lần, nhưng nhược điểm của chúng là kết cấukhá phức tạp nên thường chỉ được bố trí trên xe du lịch, ô tô tải nhẹ, trung bình do yêucầu cần đạt momen phanh lớn với kích thước cơ cấu phanh nhỏ

Kết luận.

Trong trường hợp khi thiết kế phanh xe du lịch 7 chỗ ngồi để đơn giản, ta chỉ cầnchọn cơ cấu phanh cầu sau là loại phanh guốc đối xứng qua trục dẫn động thủy lực

2.2 Lựa chọn phương án dẫn động phanh.

Về cơ bản trên xe con, xe tải nhỏ, xe khách tầm trung thì có ba phương án dẫnđộng phanh là : dẫn động cơ khí, dẫn động bằng khí nén và dẫn động thủy lực Ở dẫnđộng cơ khí, để tạo lực phanh đủ lớn thì cần phải có hệ thống cơ cấu đòn và khâu khớpphức tạp vì thế chỉ thích hợp cho dẫn động phanh tay Còn ở dẫn động phanh khí néncần có máy nén khí và bình chứa khí nên không phù hợp với kết cấu của xe du lịch 7chỗ Vì vậy chỉ có dẫn động thủy lực, với kết cấu nhỏ gọn và độ nhạy cao phù hợp với

xe thiết kế

Ưu điểm dẫn động thủy lực

 Phanh dẫn động thủy lực đảm bảo sự làm việc đồng thời của các cơ cấu phanh

ở bánh xe, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốcphanh hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa;

 Hiệu suất cao;

 Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản;

 Có khả năng ứng dụng trên nhiều loại ô tô khác nhau khi chỉ cần thay đổi cơcấu phanh

Nhược điểm dẫn động thủy lực

 Tỷ số của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấuphanh;

 Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

Sau đây sẽ phân tích một số phương án dẫn động thủy lực để tìm ra phương ánphù hợp nhất cho xe thiết kế

2.2.1 Phương án 1: dẫn động thủy lực hai dòng

a Sơ đồ cấu tạo

Hình 2.2 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng

b Nguyên lý hoạt động

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính có hai đường độc lậpdẫn dầu đến tất cả các xy lanh công tác của các bánh xe

Khi không phanh lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằmchờ trên đường ống

Khi người lái tác động vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằmtrong xy lanh, ép dầu trong xy lanh phanh chính đi đến các đường ống dẫn Chất lỏngvới áp suất cao sẽ tác dụng vào các piston ở xy lanh bánh xe và piston ở cụm má phanh.Hai piston này sẽ thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh thực hiệnquá trình phanh

Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh lò xo hồi vị sẽ ép dầu từ

xy lanh bánh xe và xy lanh phanh đĩa về xy lanh chính

c Ưu nhược điểm

* Ưu điểm: Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng nào đó vẫn phanh được ở cầu xe của

dòng còn lại

* Nhược điểm: Lực điều khiển cơ cấu phanh có thể sẽ lớn Nếu như hỏng đường dẫn

động cầu trước thì có thể xảy ra hiện tượng quay ngang xe khi phanh Nếu hỏng đườngdầu dẫn động cầu sau thì có thể mất tính ổn định khi phanh gấp

2.2.2 Phương án 2: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực

và điều hòa lực phanh.

a Sơ đồ cấu tạo

(Hình 2.3)

b Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động giống như phương án dẫn động thủy lực hai dòng Điều khác biệt là dẫn động hai dòng có trợ lực và điều hòa lực phanh giúp nâng cao hiệu quả phanh, rút ngắn quãng đường phanh

Hình 2.3 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng có trợ lực và điều hòa lực phanh

c Ưu nhược điểm

* Ưu điểm:Ngoài ưu điểm của dẫn động phanh hai dòng, dẫn động phanh thủy lực haidòng có trợ lực chân không còn có những ưu điểm sau:

- Phân bố lực phanh giữa cầu trước và sau phù hợp với tải trọng tác dụng lên các cầu

nhằm tận dụng được tối đa trọng lượng bám;

- Dẫn động thủy lực hai dòng có trợ lực giúp người lái giảm sức lao động khi đạp

phanh

* Nhược điểm:

- Nếu như hỏng đường dẫn động cầu trước thì có thể xảy ra hiện tượng quay ngang xekhi phanh Nếu hỏng đường dầu dẫn động cầu sau thì có thể mất tính ổn định khiphanh gấp;

- Kết cấu phức tạp hơn so với dẫn động thủy lực hai dòng không trợ lực

2.2.3 Phương án 3: Dẫn động thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực chân không

a Sơ đồ cấu tạo

Hình 2.4 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực

- Chất lượng vẫn được đảm bảo tốt cả khi trên đường có hệ số bám dọc ở hai vết bánh

xe khác nhau nhiều

* Nhược điểm:

- Khi một dòng bị hư hỏng thì có thể làm quay ngang xe hoặc mất ổn định hướng khi

- Cơ cấu phức tạp.

2.2.4 Phương án 4: Dẫn động thủy lực có điều khiển điện tử ABS

a Sơ đồ cấu tạo

Hình 2.5 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực có điều khiển điện tử ABS

b Nguyên lý hoạt động

Hệ thống hoạt động như sau: Khi lái xe tác động lên bàn đạp, chất lỏng công tácđược dồn từ xi lanh chính qua van điều áp tới xi lanh công tác tại bánh xe thực hiện quátrình phanh Cảm biến tốc độ bánh xe (10) có nhiệm vụ đo vận tốc góc của bánh xe vàgửi tín hiệu này tới bộ xử lý trung tâm (ECU) Khi vận tốc góc gần bằng 0, ECU sẽ phátlệnh cho van điều áp giảm áp suất tại xi lanh công tác, nhờ đó mô men phanh tại bánh

xe giảm xuống và vận tốc góc bánh xe tăng lên Khi vận tốc góc đạt tới một giá trị xácđịnh ECU lại ra lệnh cho van điều áp tiếp tục tăng áp suất tại xi lanh công tác Cứ nhưvậy quá trình được lặp đi lặp lại và bánh xe luôn được phanh ở mức độ tối đa mà không

bị trượt lết

Nghiên cứu đồ thị sự thay đổi của mô men phanh bánh xe khi dùng hệ thống điềukhiển ABS:

Hình 2.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của mômen phanh khi xe trang bị hệ thống

ABS

c Ưu nhược điểm

* Ưu điểm:

- Mang tính hiện đại

- Quãng đường phanh ngắn lại trong điều kiện phù hợp

- Có tính an toàn cao, ổn định lái, ổn định hướng

- Xe chạy trên đường trơn trượt có thể ổn định trong khi phanh…

* Nhược điểm:

- Điều kiện thử nghiệm, tính toán thiết kế, xây dựng bảng thông số cho hệ thống rấtphức tạp, mất nhiều thời gian

Sau khi phân tích các phương án dẫn động thủy lực trên thì có thể thấy rằngphương án 2 dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu độc lập có trợ lực chân không và

bộ điều hòa lực phanh vừa đảm bảo an toàn, điều khiển nhẹ nhàng, giá thành tương đối

rẻ, hiệu quả phanh cao, đồng thời kế cấu không quá phức tạp rất phù hợp với xe cầntình toán thiết kế

2.3 Kết luận chung của chương 2

Qua phân tích về cơ cấu phanh và dẫn động phanh, sau đây là phương án phù hợpcho xe cần thiết kế

* Về cơ cấu phanh

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

+Cơ cấu phanh sau: Dùng phanh guốc đối xứng qua trục, dẫn động thủy lực, tự động

điều chỉnh khe hở

* 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 2.6 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh và dẫn động phanh xe cần thiết kế

1.Bàn đạp phanh; 2 Bầu trợ lực; 3 Xilanh chính; 4 Bình dầu;

5 Phanh đĩa; 6 Bộ điều hoà lực phanh; 7 Phanh guốc

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH 3.1 Chọn các thông số kỹ thuật của xe

3.1.1 Giới thiệu chung về xe tham khảo

Xe được chọn thao khảo là mẫu xe Toyota Landcruiser 7 chỗ

Hình ảnh thực tế của xe

Hình 3.1 Xe Toyota Landcruiser phiên bản 2008

Toyota Land Cruiser là dòng xe thể thao đa dụng (SUV) truyền thống được sản xuất bởiTập đoàn ô tô Toyota Nhật Bản kể từ năm 1951 Trải qua hơn 6 thập kỷ phát triển, dòng

xe Land Cruiser đã xây dựng được danh tiếng lừng lẫy trên khắp toàn cầu nhờ tính ổnđịnh cao, tính năng vận hành cực kỳ bền bỉ và khả năng vượt qua những loại địa hìnhhiểm trở nhất Chính bởi lẽ đó, Toyota Land Cruiser rất được ưa chuộng tại nhiều quốcgia trên thế giới Là một thành viên trong gia đình Land Cruiser, mẫu xe Prado kế thừađầy đủ những giá trị cốt lõi của dòng xe việt dã này, đồng thời được thiết kế nhằm đemlại sự êm ái tối đa khi vận hành trên đường bằng cũng như đảm bảo tính tiện dụng và sựthuận tiện cao nhất cho người lái và hành khách

Có mặt tại Việt Nam từ tháng 5/2011 dưới dạng nhập khẩu nguyên chiếc, Land CruiserPrado đã nhận được sự đánh giá cao của những người tiêu dùng Việt Nam

Với thiết kế hiện đại hơn, mang phong cách mạnh mẽ, không gian nội thất rộng rãi, êm

ái và đầy tiện dụng, cùng tính năng vận hành bền bỉ và đáng tin cậy, Land Cruiser Prado

2014 được kỳ vọng sẽ chiếm giữ vị trí cao trong phân khúc SUV cỡ trung cao cấp, vàtrở thành một biểu tượng của sự thành công cho những người sở hữu dòng xe này

3.1.2 Bảng thông số kỹ thuật của xe

Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật xe tham khảo

Thông số Kích thước Đơn vị

Phân bố tải trọng ra cầu trước 13000 N

Phân bố tải trọng ra cầu sau 12800 N

Trọng lượng xe khi đầy tải 33000 N

Phân bố tải trọng ra cầu trước 15700 N

Phân bố tải trọng ra cầu sau 17300 N

3.2 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh

3.2.1 Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe

Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặcdừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp tại các bánh xe thì mômen phanh tính toán cần sinh

ra ở bánh xe mỗi cơ cấu phanh:

G: Trọng lượng ôtô khi đầy tải G = 33000 (Kg)

L: Chiều dài cơ sở của ôtô L = 2850 (mm)

a,b,hg : Tọa độ trọng tâm ôtô

Ta có:

G b

jmax : Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh.

Để tận dụng hết lực phanh thì lực phanh sinh ra phải bằng với lực bám của xe vớiđường

=> PPmax = Pφmaxmax

=>m.jmax = G.φmax = m.g.φmax

=>jmax = g.φmax = 9,81.0,6= 5,886≈ 5,9 m/s2

φmax : Hệ số bám của bánh xe với mặt đường Chọn φmax = 0,6

rbx: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe