Tính toán, thiết kế hệ thống phanh xe thaco mobihome tb120sl

DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH VẼ BẢNG 1.1 Bảng thông số kỹ thuật của xe Thaco Mobihome TB120SL BẢNG 2.1 Hiệu quả phanh chính khi thử không tải BẢNG 2.2 Hiệu quả phanh chính khi thử đầy tải BẢNG

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THẾ NGÔI

NGUYỄN VĂN CƯỜNG

Số thẻ sinh viên: 103130155

103130012 Lớp: 13C4B

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THẾ NGÔI

NGUYỄN VĂN CƯỜNG

TÓM TẮT

Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống phanh xe Thaco Mobihome TB120SL

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Ngôi

- Chương 2 TÍNH TOÁN TỔNG THỂ HỆ THỐNG PHANH: Nội dung chương này nên ra các yêu cầu kỹ thuật cụ thể của hệ thống phanh trên xe thiết kế dựa theo các quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe ô

tô (QCVN 09:2015/ BGTVT) Tính toán cơ cấu phanh từ các thông số đầu vào của xe, phân tích, lựa chọn, phương án dẫn động, tính toán bầu phanh, đồng thời căn cứ vào các yêu cầu nêu trên, thiết kế sơ đồ nguyên lý sơ bộ và sơ đồ bố trí tổng thể cho hệ thống phanh trên xe thiết kế

- Chương 3 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ: Với sơ đồ bố trí tổng thể, chúng ta lần lượt phân tích công dụng, nguyên

lý làm việc của từng linh kiện sử dụng và chọn loại phù hợp Từ đó đưa ra bản thiết kế

sơ đồ nguyên lý hoàn thiện của hệ thống

- Chương 4 THIẾT KẾ BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE: Tiến hành bố trí và thiết kế đường ống trên bare chassis xe Thaco Mobihome TB120SL với phần mềm

hỗ trợ Catia V6 trên mo đun Piping design

Phần kết luận: Nêu lên kết quả đạt được trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, bên cạnh đó là các nội dung tiếp thu được trong quá trình thực hiện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Thiết kế và tính toán hệ thống phanh của xe Thaco Mobihome TB120SL

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

Sử dụng các dữ liệu xe Thaco Mobihome TB120SL

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Tính toán tổng thể hệ thống phanh

Chương 3: Phân tích lựa chọn các linh kiện và thiết kế sơ đồ nguyên lý

5 Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):

1/ Bản vẽ bố trí tổng thể xe giường nằm Thaco Mobihome TB120SL (1A3)

2/ Bản vẽ bare chassis xe giường nằm Thaco Mobihome TB120SL (1A3)

3/ Bản vẽ sơ đồ nguyên lý sơ bộ (1A3)

4/ Bản vẽ sơ đồ nguyên lý (1A3)

5/ Bản vẽ kết cấu van một chiều (1A3)

6/ Bản vẽ kết cấu tổng van phanh (1A3)

6 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS DƯƠNG VIỆT DŨNG

CB HỒ VIẾT NHẬT

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/01/2018

8 Ngày hoàn thành đồ án: 27/05/2018

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2018

THÔNG QUA BỘ MÔN

LỜI NÓI ĐẦU

Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo, phần lớn lượng hàng hóa và người được vận chuyển trong nội địa bằng

ô tô Ngoài ra, công nghiệp ô tô là ngành tạo ra nhiều cơ hội việc làm và các giá trị lớn cho xã hội Hiện nay trong nước đã có nhiều công ty sản xuất và lắp ráp ô tô để phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu Trong đó, Công ty cổ phần sản xuất và lắp ráp ô tô Trường Hải là một trong những đơn vị đi đầu hiện nay Việc tiếp cận công nghệ cao là vấn đề cấp thiết giúp Việt Nam sản xuất ô tô hiện đại tiêu chuẩn quốc tế và cạnh tranh tốt về chất lượng và giá thành với các sản phẩm ô tô trên thế giới

Ngành ô tô càng phát triển thì vấn đề an toàn trên xe càng trở nên quan trọng Do

đó, việc phát triển các hệ thống đảm bảo an toàn như: Hệ thống phanh, dây đai an toàn túi khí… trên ô tô hiện nay là hết sức cần thiết Tính toán, thiết kế hệ thống phanh đảm bảo an toàn, hiệu quả cao để nâng cao hiệu quả vận chuyển người và hàng hóa là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất và lắp ráp ô tô hiện nay

Đề tài này có nhiệm vụ: “Tính toán, thiết kế hệ thống phanh xe giường nằm Thaco Mobihome TB120SL” Đề tài gồm 2 nội dung chính, thứ nhất là tính toán các thông số

cơ bản để chọn cơ cấu phanh phù hợp với xe thiết kế đồng thời căn cứ vào các yêu cầu đưa ra sơ đồ nguyên lý cũng như định mức vật tư cần thiết cho hệ thống phanh Thứ hai

là trình bày về việc thiết kế bố trí lắp đặt các linh kiện hệ thống trên bare chassis xe phù hợp với điều kiện vận hành Hai nội dung này được chia cho hai cá nhân thực hiện trong thời gian 11 tuần Được sự hướng dẫn của thầy PGS.TS Dương Việt Dũng, trưởng phòng

R&D Nguyễn Minh Thiện cùng các anh chị trong trung tâm R&D thuộc Công ty TNHH

MTV SX XE BUS THACO đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ cùng với sự nổ lực bản thân,

chúng em hoàn thành được đề tài tốt nghiệp của mình Nhưng do kiến thức, kinh nghiệm còn hạn chế nên đề tài của chúng em sẽ không tránh khỏi những sai sót, vì vậy em rất mong được sự thông cảm và góp ý của thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn

Người viết

Ký tên

Chúng em xin chân thành cảm ơn đến các anh chị trong trung tâm R&D của công

ty TNHH MTV sản xuất xe Bus Thaco đã tận tình giúp đỡ trực tiếp chỉ bảo hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian làm đồ án Cảm ơn anh Nguyễn Minh Thiện- trưởng phòng R&D, anh Hồ Viết Nhật- trưởng bộ phận CEA, anh Nguyễn Văn Quy- tổ trưởng

tổ khung gầm Trong thời gian làm việc tại trung tâm chúng em không chỉ được bổ sung những kiến thức chuyên ngành mà còn được tiếp xúc với môi trường làm việc thực tế, đây là những điều rất cần thiết giúp chúng em trong quá trình học tập và công tác sau này

Đồng thời chúng em xin chân thành cảm ơn ông Nguyễn Quang Bảo, giám đốc công ty TNHH MTV sản xuất xe Bus Thaco đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất giúp

chúng em hoàn thành đồ án này

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đồ án của tôi là kết quả của sự nghiên cứu, tính toán dựa trên cơ sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn

Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của tôi, không sao chép theo bất

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ix

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về hệ thống phanh 2

Công dụng 2

Yêu cầu 2

Phân loại 3

1.2 Giới thiệu về xe khách giường nằm Thaco Mobihome TB120SL 18

Giới thiệu chung 18

Các thông số kỹ thuật của xe Thaco Mobihome TB120SL 20

Chương 2: TÍNH TOÁN TỔNG THỂ HỆ THỐNG PHANH 22

2.1 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống 22

2.2 Tính toán cơ cấu phanh 24

Tính toán xác định các thông số ban đầu 24

Phân tích chọn loại cơ cấu phanh 27

Tính toán thiết kế cơ cấu phanh 28

2.3 Phân tích lựa chọn dẫn động hệ thống phanh 35

Phân tích, chọn lựa phương án dẫn động 35

Phân tích, chọn sơ đồ phân dòng chính 36

2.4 Thiết kế sơ đồ nguyên lý sơ bộ 38

2.5 Tính toán cơ cấu dẫn động ép 42

Hành trình dịch chuyển của đầu guốc di động 42

Hành trình dịch chuyển của cần đẩy bầu phanh 42

Lực đẩy yêu cầu của bầu phanh 43

Đường kính bầu phanh 45

Thể tích bình chứa khí nén và số lượng bình chứa khí nén 45

Chương 3: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC LINH KIỆN VÀ THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 51

3.1 Phân tích lựa chọn các linh kiện sử dụng 51

Máy nén 51

Bầu tách ẩm 52

Van chia 54

Van một chiều 56

Tổng van phanh 58

Van điều khiển phanh dừng 59

Van chấp hành ABS 60

Van ASR 63

Phanh điện từ 64

3.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý 65

Chương 4: THIẾT KẾ BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE 71

4.1 Thiết kế bố trí van, linh kiện 71

Yêu cầu 71

Bố trí van, linh kiện 71

Thiết kế bố trí tổng van và van điều khiển phanh dừng 76

4.2 Thiết kế bố trí đường ống 77

Yêu cầu thiết kế, bố trí đường ống 77

Bố trí đường ống hệ thống 78

Thiết kế bố trí đường ống các hệ thống khác 83

KẾT LUẬN 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH VẼ

BẢNG 1.1 Bảng thông số kỹ thuật của xe Thaco Mobihome TB120SL

BẢNG 2.1 Hiệu quả phanh chính khi thử không tải

BẢNG 2.2 Hiệu quả phanh chính khi thử đầy tải

BẢNG 2.3 Các thông số đầu vào của hệ thống phanh

BẢNG 3.1 Bảng thống kê các vật tư cho hệ thống phanh xe Thaco Mobihome 120SL BẢNG 4.1 Bảng thống kê các loại ống, số lượng, chiều dài, màu ống sau khi thiết kế HÌNH 1.1 Cơ cấu phanh trống guốc loại 1

HÌNH 1.2 Cơ cấu phanh trống guốc loại 2

HÌNH 1.3 Cơ cấu phanh trống guốc loại 3(loại tự cường hóa)

HÌNH 1.4 Cơ cấu phanh trống guốc loại 4 (loại cam ép)

HÌNH 1.5 Kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định

HÌNH 1.6 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động-xi lanh cố định

HÌNH 1.7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động-xylanh bố trí trên má kẹp HÌNH 1.8 Sơ đồ các loại phanh dải

HÌNH 1.9 Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp

HÌNH 1.10 Dẫn động thủy lực loại trợ lực chân không

HÌNH 1.11 Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén

HÌNH 1.12 Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực bằng bơm thủy lực

HÌNH 1.13 Dẫn động phanh bằng thủy lực dùng bơm và các bộ tích năng

HÌNH 1.14 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén

HÌNH 1.15 Dẫn động phanh liên hợp thủy khí

HÌNH 1.16 Tổng thể ô tô Thaco Mobihome TB120SL

HÌNH 1.17 Cụm chassis body được lắp theo công nghệ monocoque

HÌNH 1.18 Cụm động cơ-hộp số-phanh điện từ trên xe TB120SL

HÌNH 2.1 Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên ô tô khi phanh

HÌNH 2.2 Cơ cấu phanh trống guốc loại cam ép

HÌNH 2.3 Sơ đồ tính cơ cấu phanh trống guốc

HÌNH 2.4 Các sơ đồ dẫn động phanh

HÌNH 2.5 Sơ đồ nguyên lý bộ phận cấp khí

HÌNH 2.6 Sơ đồ nguyên lý cấp khí từ bình phanh trước và sau

HÌNH 2.7 Sơ đồ nguyên lý cấp khí dẫn động phanh dừng

HÌNH 2.8 Sơ đồ nguyên lý sơ bộ của hệ thống phanh

HÌNH 3.1 Cấu tạo của máy nén piston 2 xi lanh

HÌNH 3.2 Kết cấu bình lọc nước, tách ẩm

HÌNH 3.3 Sơ đồ kết cấu van relay

HÌNH 3.4 Van xả nhanh

HÌNH 3.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh chính

HÌNH 3.6 Van một chiều đơn

HÌNH 3.7 Van một chiều khối

HÌNH 3.8 Tổng van phanh hai ngăn nối tiếp

HÌNH 3.9 Kết cấu van điều khiển phanh dừng

HÌNH 3.10 Kết cấu van chấp hành ABS

HÌNH 3.11 Trạng thái van chấp hành ABS khi không làm việc

HÌNH 3.12 Trạng thái van chấp hành ABS trong pha giảm áp

HÌNH 3.13 Trạng thái van chấp hành ABS trong pha giữ áp

HÌNH 3.14 Van ASR

HÌNH 3.15 Phanh điện từ

HÌNH 3.16 Sơ đồ nguyên lý phanh khi tích hợp thêm hệ thống chống trược khi tăng

tốc ASR HÌNH 3.17 Bầu phanh sau với lò xo tích năng

HÌNH 3.18 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh tích hợp cơ cấu an toàn khi tác động

phanh dừng HÌNH 3.19 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh thiết kế

HÌNH 3.20 Kết cấu một mối ghép conector - ống điển hình

HÌNH 4.1 Bố trí các linh kiện trong bộ phận cấp khí

HÌNH 4.2 Sơ đồ bố trí bình hơi cầu sau

HÌNH 4.3 Bố trí các van phía trước

HÌNH 4.4 Bố trí bình hơi

HÌNH 4.5 Bố trí bình hơi theo các cầu

HÌNH 4.6 Bố trí cảm biến

HÌNH 4.7 Bố trí van điều khiển phanh dừng trong khoang lái

HÌNH 4.8 Bố trí đường ống từ van 1 chiều khối đến các bình phanh trước

HÌNH 4.9 Bố trí đường ống từ van 1 chiều khối đến các bình phanh sau

HÌNH 4.10 Bố trí đường ống từ tổng van điều khiển đến cầu sau

HÌNH 4.11 Bố trí đường ống từ tổng van điều khiển đến các van cầu sau

HÌNH 4.12 Bố trí đường ống từ tổng van điều khiển đến cơ cấu chấp hành cầu trước HÌNH 4.13 Bố trí đường ống từ cơ cấu chấp hành đến các bầu phanh

HÌNH 4.14 Bố trí đường ống từ các van chấp hành đến các bầu phanh

HÌNH 4.15 Bố trí đường ống cơ cấu phanh dừng

HÌNH 4.16 Bố trí đường ống từ van điều khiển phanh dừng đến van chia

HÌNH 4.17 Bố trí đường ống của hệ thống treo cầu sau

HÌNH 4.18 Bố trí đường ống hệ thống treo cầu trước

HÌNH 4.19 Bố trí đường ống từ bình hơi phụ đến cơ cấu chấp hành của các hệ thống khác

HÌNH 4.20 Bố trí đường ống trợ lực ly hợp

DANH SÁCH KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

KÍ HIỆU:

Bo [m] Chiều rộng cơ sở

Hg [m] Chiều cao trọng tâm xe khi đầy tải

Ga [Kg] Khối lượng toàn bộ của xe

G1 [Kg] Phân bố tải trọng lên trục trước

G2 [Kg] Phân bố khối lượng lên trục sau

Rbx [m] Bán kính bánh xe

N1, N2 [N] Các lực pháp tuyến đặt ở giữa vòng cung của má phanh

FN1, fN2 [N] Các lực ma sát đặt ở giữa vòng cung của má phanh

P1, P2 [N] Các lực dẫn động hai guốc phanh

a, b, e Các thông số kết cấu của phanh trống guốc

V [m/s] Tốc độ chuyển động của ô tô trước khi phanh

Pj [N] Lực quán tính xuất hiện khi phanh

P1, P2 [N] Lực phanh tác dụng lên cơ cấu phanh trước, cầu sau

Z1, Z2 [N] Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe ở

cầu trước và cầu sau

Mg1, Mg2 [N.m] Momen ma sát của tang trống

 Hệ số ma sát trượt giữa má phanh và tang trống

a [m] Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lực ép P

b [m] Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến tâm quay của điểm

s [m] Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến điểm tựa làm tâm

quay cố định của guốc

α0 [º] Là góc đặt tâm quay điểm tựa cố định của guốc phanh

2

1,

 [rad] Là thông số kết cấu về góc đặt đầu - cuối của tấm ma sát

h Thông số kết cấu của cơ cấu phanh trống guốc cam ép

q Áp suất tác dụng lên má phanh

0

 [mm] Là khe hở hướng kính trung bình giữa má phanh và trống phanh

m

 [mm] Độ mòn hướng kính cho phép của má phanh và tang trống

x [mm] Hành trình dịch chuyển đầu guốc di động

hb [mm] Hành trình dịch chuyển của cần đẩy của bầu phanh

lq [mm] Chiều dài cánh tay đòn dẫn động cam ép

q

P1,P2 [N] Lần lượt là lực ép yêu cầu của cam ép đối với hai guốc phanh

ro [mm] Bán kính vòng tròn cơ sở của cam ép

Db [m] Đường kính bầu phanh

Pb [N] Lực đẩy yêu cầu của bầu phanh

pkn [MN/m2] Áp suất khí nén cung cấp vào bầu phanh khi phanh khẩn cấp

ΔV [V] Tổng dung tích mà bình chứa phải cung cấp khí nén cho mỗi lần phanh

Vc [V] Dung tích ban đầu của bình chứa khí nén

Vod [V] Dung tích đường ống qua van điều khiển đến các bầu phanh

hbi [mm] Hành trình dịch chuyển cần đẩy piston bầu phanh

ABS (anti-lock brake system): Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh

EBD (Electronic Brake-force Distribution): Hệ thống phân phối lực phanh điện tử ASR (anti – slip Regulation): Hệ thống chống trượt bánh khi tăng tốc

ARB (anti – roll brake): Bộ điều chỉnh chống quay bánh xe khi leo dốc

4S/4M (4 sensor/4 module): 4 cảm biến/ 4 cơ cấu chấp hành

MỞ ĐẦU

Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống phanh trên xe giường nằm Thaco Mobihome TB120SL

Mục tiêu nghiên cứu

Việc tính toán thiết kế hệ thống phanh xoay quanh 3 mục tiêu chính:

Thiết kế đưa ra sơ đồ nguyên lý phù hợp đảm bảo các tiêu chí về an toàn, tiện lợi

và kinh tế nhất

Tính toán, lựa chọn linh kiện sử dụng Cần tìm hiểu nắm rõ chức năng nguyên lý của từng bộ phận để lựa chọn linh kiện sao cho phù hợp nhất Đồng thời tìm nguồn cung phù hợp

Thiết kế bố trí trên bare chassis cơ sở với yêu cầu đơn giản, an toàn dễ lắp đặt cũng như sửa chữa bảo dưỡng

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với tính toán, đồng thời tham khảo hệ thống phanh của các mẫu xe có sẵn ở công ty Thaco Bus để đưa ra phương án tối ưu áp dụng vào việc thiết kế cho đối tượng

Sử dụng phần mềm CATIA V6 để thiết kế bố trí trên chassis xe có sẵn

Ý nghĩa đề tài

Phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng để đảm bảo tính an toàn cho con người cũng như tính cơ động của phương tiện Bất cứ sai sót nào trong việc thiết kế, lắp đặt hệ thống này cũng dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng Đặc biệt đối với xe khách thường chuyên chở người với số lượng lớn nên việc thiết kế hệ thống phanh càng trở nên có ý nghĩa to lớn

Kết quả đề tài mang tính thực tế, có thể áp dụng vào lắp ráp hệ thống phanh trên

xe khách giường nằm Thaco Mobihome đảm bảo các chỉ tiêu về an toàn, hiệu quả

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

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

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

Yêu cầu

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

- Làm việc bền vững, tin cậy

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

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

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

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

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

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

sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

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

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

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

- Phanh dự trữ: để dùng thay thế phanh chính trong trường hợp phanh chính bị hỏng

- Phanh dừng dùng để giữ xe đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc, thường được điều khiển bằng tay nên còn gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần: thường dùng trên các loại xe tải trọng lớn, giữ cho tốc độ xe không tăng quá tốc độ cho phép khi xuống dốc, giảm dần tốc độ của xe trước khi dừng hẳn, không tác động lên cơ cấu phanh ở bánh xe ví dụ như phanh điện từ, phanh khí xả, phanh thủy lực

Phân loại

Tùy theo cách phân loại, hệ thống phanh phân ra rất đa dạng:

- Theo công dụng:

• Hệ thống phanh chính (phanh chân)

• Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

• Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ)

• Hệ thống phanh phụ

- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh:

• Phanh bánh xe

• Phanh truyền lực

- Theo kết cấu của cơ cấu phanh gồm có:

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh trống – guốc

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải

- Theo dẫn động phanh gồm có:

• 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 liên hợp khí nén- thủy lực

- Theo khả năng điều chỉnh momen ở cơ cấu phanh, chúng ta có hệ thống phanh với

bộ điều hòa lực phanh (EBD)

- Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với

bộ hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS)

Phân loại theo kết cấu của các cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh trống guốc

❖ Cơ cấu phanh trống guốc loại 1 (loại trống guốc có cơ cấu ép bằng xy lanh kép và

có hai điểm tựa cố định của guốc được bố trí cùng phía):

Hình 1.1 Cơ cấu phanh trống guốc loại 1

1 Xy lanh; 2 Piston; 3 Má phanh; 4 Guốc phanh; 5 Chốt lệch tâm; 6 Lò xo; Trong đó:

• N1, N2: các lực pháp tuyến đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• fN1, fN2: các lực ma sát đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• P1, P2: các lực dẫn động hai guốc phanh

• a, b, e: các thông số kết cấu của phanh trống guốc

• rt: bán kính tang trống

Trên hình 1.1 là cơ cấu phanh trống guốc loại 1 Đây là loại cơ cấu phanh tang trống đơn giản nhất, có tính đối xứng qua mặt phẳng đối xứng thẳng đứng về phương diện kết cấu Tuy nhiên mô-men ma sát được tạo ra bởi các guốc có giá trị khác nhau do tính chất tách/siết của các guốc đối với tang trống phụ thuộc chiều quay của bánh xe

Cơ cấu phanh loại 1 có các đặc điểm đáng chú ý:

- Hai guốc của cơ cấu phanh có điểm tựa tâm quay cố định của guốc được bố trí

về cùng một phía đối với cơ cấu phanh

- Hai guốc sử dụng chung một cơ cấu ép là xy lanh kép (một xy lanh với hai piston thường có cùng đường kính nhưng chiều tác dụng là trái chiều nhau), nên mô-men ma sát do hai guốc tạo ra cho tang trống là khác nhau do tính chất tách/siết mặc dù lực ép do xy lanh kép tạo ra là giống nhau hoàn toàn

❖ Cơ cấu phanh trống guốc loại 2 (loại trống guốc có cơ cấu ép bằng xy lanh đơn và

có hai điểm tựa cố định của tâm quay guốc được bố trí khác nhau):

Hình 1.2 Cơ cấu phanh trống guốc loại 2

1 Piston; 2 Xy lanh; 3 Guốc phanh; 4 Má phanh; 5 Lò xo

Trong đó:

• N1, N2: các lực pháp tuyến đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• fN1, fN2: các lực ma sát đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• P1, P2: các lực dẫn động hai guốc phanh

• rt: bán kính tang trống

Trên hình 1.2 là cơ cấu phanh trống guốc loại 2 Đây là loại cơ cấu phanh kiểu tang trống có tính đối xứng hoàn toàn về phương diện kết cấu qua tâm quay bánh xe Vì vậy mô-men ma sát của tang trống được tạo ra bởi hai guốc có giá trị hoàn toàn giống nhau với các đặt điểm như sau:

- Hai guốc sử dụng hai cơ cấu ép riêng biệt bởi hai xy lanh đơn bố trí về hai phía khác nhau

- Hai guốc của cơ cấu phanh có tâm quay của điểm tựa cố định được bố trí về hai phía khác nhau

❖ Cơ cấu phanh trống guốc loại 3 – cường hóa (loại trống guốc có cơ cấu ép bằng xylanh kép và thanh cường hóa):

Hình 1.3 Cơ cấu phanh trống guốc loại 3(loại tự cường hóa)

1 Xy lanh; 2 Piston; 3 Guốc phanh; 4 Má phanh; 5 Thanh cường hóa;

6 Lò xo

Trong đó:

• N1, N2: các lực pháp tuyến đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• fN1, fN2: các lực ma sát đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• P1, P2: các lực dẫn động hai guốc phanh

• a, b, c, e: các thông số kết cấu của phanh trống guốc

• rt: bán kính tang trống

Trên hình 1.3 là cơ cấu phanh trống guốc loại 3 Đây là loại cơ cấu phanh kiểu tang trống đặc biệt, có tính đối xứng về phương diện kết cấu qua mặt phẳng đối xứng Tuy vậy mô-men ma sát của tang trống được tạo ra bởi hai guốc có giá trị tăng lên đáng kể nhờ guốc này cường hóa cho guốc kia mặc dù các thông số cơ bản của cơ cấu phanh không thay đổi so với hai loại trên

Cơ cấu phanh loại 3 này có các đặc điểm như sau:

- Đầu trên của hai guốc sử dụng chung một xy lanh kép để tạo lực ép chính cho hai guốc

- Đầu dưới của hai guốc được nối với nhau bằng thanh cường hóa tùy động

- Mỗi guốc của cơ cấu phanh đều có thêm một tâm quay tùy động cùng được bố trí cùng phía với xy lanh kép

- Do tính chất của thanh cường hóa song song với phương lực ép P nên các lực tác dụng lên các guốc là cùng song song nhau

❖ Cơ cấu phanh trống guốc loại 4 (loại trống guốc với cam ép):

Hình 1.4 Cơ cấu phanh trống guốc loại 4 (loại cam ép)

1 Cam ép; 2 Má phanh; 3 Guốc phanh; 4 Chốt lệch tâm; 5 Lò xo

Trong đó:

• N1, N2: các lực pháp tuyến đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• fN1, fN2: các lực ma sát đặt ở giữa vòng cung của má phanh

• P1, P2: các lực dẫn động hai guốc phanh

• a, b, e: các thông số kết cấu của phanh trống guốc

• rt: bán kính tang trống

Trên hình 1.4 là cơ cấu phanh trống guốc loại 4 Đây cũng là một loại cơ cấu phanh kiểu tang trống đặc biệt, có tính đối xứng về phương diện kết cấu đối với hai guốc qua mặt phẳng đối xứng Mô–men ma sát của tang trống được tạo ra bởi hai guốc có giá trị hoàn toàn bằng nhau Mp1=Mp2 (hai guốc đươc ép cưỡng bức với cùng hành trình nâng cam làm cho chúng có cùng biến dạng và do đó có cùng áp lực và cùng mô-men ma sát)

Dĩ nhiên lực ép từ cam ép lên các guốc P1 và P2 là khác nhau do tính chất siết/tách của guốc phụ thuộc vào chiều quay

Cơ cấu phanh loại 4 này có các đặc trưng như sau:

- Hai guốc sử dụng chung một cam ép cùng kiểu và hành trình nâng để tạo lực ép cho hai guốc

- Hai guốc có tâm quay của điểm tỳ cùng bố trí về một phía

Cơ cấu phanh đĩa

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

Có hai phương án lắp ghép má kẹp: lắp cố định và lắp tùy động kiểu bơi

Phương án lắp cố định có độ cứng vững cao, cho phép sử dụng lực dẫn động lớn Tuy vậy điều kiện làm mát kém, nhiệt độ làm việc của cơ cấu phanh cao hơn

Hình 1.5 Kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định

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

Để khắc phục kiểu lắp má kẹp cố định có thể dùng kiểu má kẹp tuỳ động Má kẹp

có thể làm tách rời hay liền với xi lanh bánh xe và trượt trên các chốt dẫn hướng cố định Kết cấu như vậy có độ cứng vững thấp Khi các chốt dẫn hướng bị biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều, hiệu qủa phanh giảm và gây rung động Tuy vậy

nó chỉ có một xi lanh thủy lực với chiều dài lớn gấp đôi, nên điều kiện làm mát tốt hơn, dầu phanh ít nóng hơn, nhiệt độ làm việc có thể giảm được 30  50 oC Ngoài ra nó còn cho phép dịch sâu cơ cấu phanh vào bánh xe Nhờ đó giảm được cánh tay đòn tác dụng của lực cản lăn đối với trụ quay đứng của các bánh xe dẫn hướng

5

Hình 1.6 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động-xi lanh cố định

1 Đĩa phanh; 2 Má kẹp; 3 Đường dầu; 4 Piston; 5 Thân xi lanh; 6 Má phanh

Hình 1.7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động-xylanh bố trí trên má kẹp

1 Má kẹp; 2 Piston; 3 Chốt dẫn hướng; 4 Đĩa phanh; 5 Má phanh

- Ưu điểm so với cơ cấu phanh trống - guốc:

• Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,05  0,15 mm nên rất nhạy, giảm được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

• Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều

• Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

• Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của chúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng của kết cấu Vì thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh

xe

• Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn

• Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với loại đĩa quay

- Nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:

• Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

• Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh

• Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước

• Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng

để kết hợp làm phanh dừng

Phanh dải

Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích Vì nó dùng phối hợp với

ly hợp chuyển hướng tạo được một kết cấu rất đơn giản và gọn

Phanh dải có một số loại (Hình 1.8), khác nhau ở phương pháp nối các đầu dải phanh và do đó khác nhau ở hiệu quả phanh

Hình 1.8 Sơ đồ các loại phanh dải

a Phanh dải đơn giản không tự siết; b Phanh dải tự siết một chiều

c Phanh dải loại kép; d Phanh dải loại bơi

- Hình 1.8a là sơ đồ phanh dải đơn giản không tự siết Khi tác dụng lực, cả hai đầu dải phanh được rút lên siết vào trống phanh Ưu điểm của sơ đồ này là không có hiện tượng tự siết, nên phanh êm dịu, hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay Nhược điểm là: Hiệu quả phanh không cao

- Hình 1.8b là sơ đồ phanh dải đơn giản tự siết một chiều Nhờ có một đầu được nối cố định nên hiệu quả phanh theo chiều tự xiết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần Tuy vậy khi phanh thường dễ bị giật, không êm

- Hình 1.8c là sơ đồ phanh dải loại kép Kết cấu của nó giống như ghép hai phanh dải loại đơn có chung một đầu cố định Bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thì hiệu quả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết

- Hình 1.8d là sơ đồ phanh dải loại bơi Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự siết, nhưng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay

Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểm là áp suất trên bề mặt ma sát phân bố không đều Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hướng kính tác dụng lên trục lớn

Phân loại theo hình thức dẫn động phanh

❖ Các loại dẫn động phanh thủy lực:

- Dẫn động tác dụng trực tiếp: Cơ cấu được điều khiển trực tiếp bằng lực tác dụng của người lái

- Dẫn động tác dụng gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên các cơ cấu phanh là áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực Người lái chỉ điều khiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến các cơ cấu phanh tùy theo cường độ phanh yêu cầu

Hình 1.9 Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp

1 Xy lanh bánh xe trước; 2,7 Ống dẫn; 3,4 Các piston; 5 Bàn đạp phanh;

6 Xy lanh chính; 8 Xi lanh bánh xe sau

Trên hình 1.9 là sơ đồ dẫn động thủy lực trực tiếp Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh 5, piston 4 trong xy lanh 6 sẽ dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do đó áp suất trong khoang B cũng tăng theo Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống dẫn 2 và 7 đi đến xi lanh bánh xe 1 và 8 để thực hiện quá trình phanh

7

Hình 1.10 Dẫn động thủy lực loại trợ lực chân không

1 Xylanh chính; 2 Piston; 3 Bình dầu phụ; 4 Bầu trợ lực; 5 Màng cao su; 6 Màng cao su ở cơ cấu tỷ lệ; 7 Van không khí; 8 Phần tử lọc; 9 Bàn đạp; 10 Lò xo, 11 Van chân không; 12 Đường ống nạp; 13 Van một chiều; 14, 15 Đường dầu đi đến các cơ

cấu phanh trước/sau

Nguyên lý làm việc của sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lục chân không:

- Khi nhả phanh: van chân không 11 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không

- Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp 9 đẩy cần dịch chuyển sang phải làm van chân không 11 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 7

mở ra cho không khí qua phần tử lọc 8 đi vào khoang A Độ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực, và qua

đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xi lanh chính

1, ép dầu theo các ống dẫn 14 và 15 đi đến các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụng lên màng cao su 5 tăng thì biến dạng của màng cao su của cơ cấu tỷ lệ 6 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần đẩy làm cho van không khí 7 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi tức lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần đẩy lại dịch chuyển sang trái làm van không khí 7 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A Độ chênh áp tăng lên, màng cao su 6 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần đẩy, van không khí lại đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và

tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở hoàn toàn và độ chênh

áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị lớn nhất

Hình 1.11 Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén

1 Bàn đạp; 2 Tay đòn; 3 Cụm van phân phối khí nén; 4 Bình chứa khí nén;

5 Xy lanh lực; 6 Xylanh chính; 7 Đường dầu phanh trước; 8 Xy lanh phanh

trước; 9 Đường dầu phanh sau; 10 Xy lanh phanh sau Nguyên lý làm việc của sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực khí nén:

- Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2 lực sẽ truyền đồng thời lên các cần của xi lanh chính 6 và của cụm van 3 Van 3 dịch chuyển: mở đường nối khoang A của xi lanh lực với bình chứa khí nén 4 Khí nén từ 4 sẽ đi vào khoang A tác dụng lên piston của xi lanh trợ lực, hỗ trợ cho người lái ép các piston trong xi lanh chính 6 dịch chuyển đưa dầu đến các xi lanh bánh xe Khi đi vào khoang A, khí nén đồng thời đi vào khoang phía sau piston của van 3, ép lò xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái Khi lực khí nén cân bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cân bằng mới, đồng thời đóng luôn đường khí nén từ bình chứa đến khoang A - duy trì một áp suất không đổi trong hệ thống, tương ứng với lực tác dụng và dịch chuyển của bàn đạp Nếu muốn tăng áp suất lên nữa thì phải tăng lực đạp để đẩy van sang phải, mở đường cho khí nén tiếp tục đi vào Như vậy cụm van 12 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lực tác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh

Hình 1.12 Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực bằng bơm thủy lực

1 Bơm; 2 Van an toàn; 3 Đường dầu cao áp; 4 Đường dầu hồi; 5 Van phân phối;

6 Xylanh lực; 7 Xylanh chính; 8 Xylanh cơ cấu phanh trước; 9 Xylanh cơ cấu

phanh sau

Nguyên lý hoạt động của sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực bằng bơm thủy lực:

- Khi tác dụng lên bàn đạp: kênh nối đường cao áp 3 của bơm với đường hồi 4 trong van 5 đóng lại, còn kênh nối 5 với khoang làm việc của xi lanh trợ lực 6 mở ra cho chất lỏng đi vào ép piston của xi lanh lực đẩy piston của xi lanh chính dịch chuyển, ép dầu đến các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh Lực tác dụng lên bàn đạp càng

mạnh, áp suất làm việc càng cao, mô men phanh sinh ra càng lớn

- Ở trạng thái nhả phanh, van 5 nối các đường 3 và 4 với nhau nên bơm làm việc không tải

Hình 1.13 Dẫn động phanh bằng thủy lực dùng bơm và các bộ tích năng

1 Bàn đạp; 2 Xylanh chính; 3, 4 Các van phanh; 5, 6 Xylanh bánh xe; 7, 9 Bộ tích năng; 8 Bộ điều chỉnh tự động áp suất kiểu role; 10 Van an toàn; 11 Bơm

Nguyên lý hoạt động dẫn động phanh bằng thủy lực dùng bơm và các bộ tích năng:

- Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và 4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xi lanh bánh xe 5 và 6 Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xi lanh 5 và 6 càng cao Bộ điều chỉnh tự động áp suất kiểu rơ le 8 dùng

để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho hệ thống khỏi bị quá tải

Dẫn động phanh bằng khí nén

Hệ thống phanh khí nén sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người điều khiển không cần mất nhiều lực để tác động phanh mà chỉ cần đủ lực thắng lò xo ở tổng van khí nén để điều khiển cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí nén ở các bộ phận làm việc nhờ thế mà phanh khi điều khiển sẽ nhẹ hơn Phanh khí nén thường được sử dụng trên ôtô có tải trọng trung bình và lớn

Hình 1.14 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén

1 Máy nén khí; 2 Van an toàn; 3 Bộ điều chỉnh áp suất; 4 Bộ lọc nước và làm khô khí; 5 Van một chiều; 6 Bình ổn định áp suất; 7 Van bảo vệ ba đầu; 8 Bình khí nén phanh sau; 9 Van tăng tốc; 10 Bầu phanh sau; 11 Tổng van phân phối; 12 Bầu phanh trước; 13 Van điều khiển phanh dừng; 14 Bình khí nén phanh trước; 15 Bình

khí nén phanh dừng

Nguyên lý hoạt động dẫn động phanh bằng khí nén:

- Không khí được nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 3, bộ lắng lọc và tách

ẩm 4 sau đó vào bình ổn định áp suất 6 rồi từ van một chiều bốn đầu 7 đi vào các bình chứa 8, 14 và 15 Van một chiều 7 có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều chỉnh 3 có

sự cố hay một trong các bình phanh bị mất áp suất Các bộ phận nói trên hợp thành phần cung cấp của dẫn động

- Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 11 Ở trạng thái nhả phanh, van 11 đóng đường thông khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và mở đường thông các bầu phanh với khí quyển

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 11 làm việc: cắt đường thông các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các bầu phanh 10 và 12, tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở lại trạng thái ban đầu dưới tác dụng của lò xo hồi vị Các bầu phanh thông với khí quyển

- Phanh dừng: Trên các xe dùng dẫn động phanh khí nén hiện nay, thường sử dụng các bầu phanh có lò xo tích năng để kết hợp làm phanh dừng điều khiển bằng khí nén Khi đó trong phần cung cấp sẽ có thêm bình chứa 15 dùng cho phanh dừng, được nạp

khí nén qua van một chiều bốn đầu 7 Trong dẫn động có thêm van điều khiển phanh dừng 13 điều khiển bằng tay gạt Ở trạng thái nhả phanh, van điều khiển phanh dừng 13

mở đường cho khí nén từ bình chứa phanh dừng 15 đi đến các bầu phanh, ép các lò xo tích năng lại, bầu phanh lúc này không làm việc Khi phanh người lái tác dụng lên đòn van điều khiển phanh dừng 13 Van dịch chuyển, Các đường thông bình chứa đến các bầu phanh sau 10 và mở đường cho khí nén từ bầu phanh thoát ra ngoài Các lò xo tích năng được giải phóng, sẽ ép các cần của bầu phanh dịch chuyển tác dụng lên cơ cấu ép, phanh chặt các bánh xe lại

Dẫn động phanh liên hợp thủy khí

Dẫn động liên hợp thuỷ khí được sử dụng rộng rãi trên các ô tô và đoàn xe kéo moóc tải trọng lớn và đặc biệt lớn

Hình 1.15 Dẫn động phanh liên hợp thủy khí

1 Van an toàn; 2 Bình chứa; 3 Van phân phối; 4 Xy lanh thủy khí; 5 Các xy lanh

- Điều khiển nhẹ nhàng, dễ cơ khí hoá hay tự động hoá

- Độ nhạy cao, kích thước và khối lượng nhỏ

- Nếu một phần nào đó của dẫn động bị dò rỉ thì toàn bộ dẫn động sẽ không làm việc được

- Số lượng các chi tiết nhiều, kết cấu, bảo dưỡng phức tạp

Hiện nay hệ thống phanh của các dòng xe còn tích hợp thêm nhiều hệ thống hiện đại để nâng cao tính năng an toàn như

- ABS (anti-lock brake system): Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh

- EBD (Electronic Brake-force Distribution): Hệ thống phân phối lực phanh điện tử

- ASR (anti – slip Regulation): Hệ thống chống trượt bánh khi tăng tốc

- ARB (anti – roll brake): Bộ điều chỉnh chống quay bánh xe khi leo dốc

1.2 Giới thiệu về xe khách giường nằm Thaco Mobihome TB120SL

Giới thiệu chung

Hình 1.16 Tổng thể ô tô Thaco Mobihome TB120SL

Xe khách giường nằm Mobihome TB120SL được chế tạo lắp ráp tại nhà máy BUS THACO thuộc công ty cổ phần ô tô Trường Hải Xe được thiết kế trên mẫu ô tô khách giường nằm 38 chỗ, với 36 giường nằm và 2 ghế ngồi Động cơ WeiChai mang nhãn hiệu WP12.375E4 do Trung Quốc sản xuất với công suất lớn nhất/số vòng quay (276/1900(kw/vòng/phút)) cao, đạt tiêu chuẩn khí thải Euro 4 Khung xương xe Mobihome TB120SL được thiết kế và tính toán, mô phỏng dựa trên phần mềm Catia V6

và Hyperworks - do đội ngũ chuyên viên phòng R&D Thaco Bus cùng với các chuyên

gia nước ngoài giúp giảm thiểu thiệt hại xe khi va chạm Các chi tiết xe được sản xuất, lắp ráp bằng dây chuyền công nghệ hiện đại tạo nên sự chuẩn xác, đồng nhất cao

Ứng dụng công nghệ mới trong thiết kế khung gầm Công nghệ Monocoque của Châu Âu với kết cấu chassis và body liền khối, xe tăng khả năng chịu lực và giảm được 10% tải trọng xe xe tương đương 1,2 tấn so với xe có kết cấu chassis chịu lực nhờ đó tiết kiệm nhiên liệu từ 5-7 %

Hình 1.17 Cụm chassis body được lắp theo công nghệ monocoque

Hình 1.18 Cụm động cơ–hộp số–phanh điện từ trên xe TB120SL

Các thông số kỹ thuật của xe Thaco Mobihome TB120SL

Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật của xe Mobihome

STT THÔNG SỐ KỸ THUẬT MOBIHOME TB120SL

2

Khối lượng:

Khối lượng bản thân 12770

Khối lượng phân bố trục trước kg 4650

Khối lượng phân bố trục sau 8120

Khối lượng phân bố trục trước kg 6000

Khối lượng phân bố trục sau 10000

3

Động cơ:

Loại Diesel, 4 kỳ, 6 xy lanh thẳng hàng, tăng

Phương thức cung cấp nhiên liệu Phun nhiên liệu điện tử

Hệ thống tăng áp Turbo charger Intercooler

- Dẫn động bằng thủy lực, trợ lực khí nén

-Khối lượng cho phép tác dụng lên là 7000kg

Hệ thống treo sau

-Kiểu phụ thuộc với phần tử đàn hồi là 4 bầu hơi chứa khí nén và phần tử giảm chấn là 4 giảm chấn thủy lực tác động hai chiều, thanh cân bằng, khối lượng cho phép

13000 kg

Chương 2: TÍNH TOÁN TỔNG THỂ HỆ THỐNG PHANH

2.1 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống

Ngoài những quy định chung khi thiết kế hệ thống phanh nêu trên, hệ thống phanh trên xe cần đáp ứng thêm các yêu cầu theo quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe ô tô (QCVN 09:2015/ BGTVT):

- Xe phải được trang bị hệ thống phanh chính và phanh đỗ xe

- Hệ thống phanh chính và phanh đỗ xe phải dẫn động độc lập với nhau Dẫn động của

hệ thống phanh chính phải là loại từ 2 dòng trở lên Hệ thống phanh chính phải được trang bị trên tất cả các bánh xe

- Dầu phanh hoặc khí nén trong hệ thống phanh không được rò rỉ Các ống dẫn dầu hoặc khí phải được định vị chắc chắn và không được rạn nứt

- Dẫn động cơ khí của phanh chính và phanh đỗ xe phải linh hoạt, nhẹ nhàng và chắc chắn Hành trình tự do phải phù hợp với quy định của nhà sản xuất

- Hệ thống phanh chính phải có kết cấu và lắp đặt bảo đảm cho người lái điều khiển được phanh khi ngồi trên ghế lái mà không rời hai tay khỏi vành tay lái

- Khi sử dụng, hệ thống phanh đỗ phải có khả năng duy trì được hoạt động mà không cần có lực tác động liên tục của người lái

- Hệ thống phanh chính dẫn động khí nén phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• Các van phải hoạt động bình thường;

• Sau 8 lần tác động toàn bộ hành trình bàn đạp phanh của hệ thống phanh chính, độ giảm áp suất trong bình chứa khí nén không được quá 392 kPa Việc thử phải được thực hiện theo các yêu cầu quy định

- Hiệu quả phanh chính khi thử trên băng thử ở chế độ không tải thì tổng lực phanh không nhỏ hơn 50% trọng lượng xe không tải, độ sai lệch lực phanh trên một trục (bánh trái, bánh phải) nhỏ hơn 25%

- Hiệu quả phanh chính khi thử trên đường:

• Khi thử không tải:

Bảng 2.1 Hiệu quả phanh chính khi thử không tải

Loại xe

Vận tốc ban đầu khi phanh (km/h)

Quảng đường phanh (m)

Gia tốc phanh lớn nhất (m/s2)

Hành lang phanh (m)

• Khi thử đầy tải:

Bảng 2.2 Hiệu quả phanh chính khi thử đầy tải

Loại xe

Vận tốc ban đầu khi phanh (km/h)

Quảng đường phanh (m)

Gia tốc phanh lớn nhất (m/s2)

Hành lang phanh (m)

Chú ý: Không áp dụng yêu cầu về hiệu quả phanh khi đầy tải đối với xe đầu kéo

- Hiệu quả của phanh đỗ xe ở chế độ không tải được đánh giá bằng 1 trong 2 chỉ tiêu:

• Tổng lực phanh đỗ không nhỏ hơn 16% trọng lượng xe không tải khi thử trên băng thử;

• Xe phải dừng được trên đường dốc có độ dốc 20% (theo cả hai chiều dốc lên và dốc xuống), trên mặt đường phủ nhựa hoặc đường bê tông bằng phẳng và khô, hệ

số bám không nhỏ hơn 0,6

- Xe khách có giường nằm phải được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System)

2.2 Tính toán cơ cấu phanh

Tính toán xác định các thông số ban đầu

Bảng 2.3 Các thông số đầu vào của hệ thống phanh

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Tốc độ chuyển động của ô tô trước khi phanh V m/s 8.33

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Trên hình 2.1 trình bày sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh Các kí hiệu trên hình 2.1 gồm:

Ga – Trọng lượng toàn bộ của ô tô [N];

Pj – Lực quán tính xuất hiện khi phanh [N];

P1, P2 – Lực phanh tác dụng lên cơ cấu phanh cầu trước, cầu sau [N];

Z1, Z2 – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe ở cầu trước và cầu sau [N];

Pw – Lực cản không khí tác động lên xe [N];

Pf1, Pf2 – Lực cản lăn ở các bánh xe cầu trước và cầu sau [N];

Khi phanh thì lực cản không khí Pw và lực cản lăn Pf1, Pf2 không đáng kể, có thể bỏ qua

Phương trình cân bằng momen khi xe đứng yên có tọa độ trọng tâm xe theo chiều dọc

a, b được xác định theo [1]:

b G L

Trong đó:

Ga - Trọng lượng toàn bộ của xe [N];

Z1 - Phản lực pháp tuyến ở cầu trước khi xe đứng yên [N];

L0 - Chiều dài cơ sở của xe [mm];