Thiết kế hệ thống phanh xe con và bộ thu thập dữ liệu cho băng thử ABS (Có bản vẽ)

Ô tô (phương ngữ Bắc Bộ) hay xe hơi (phương ngữ Nam Bộ) hoặc car (tiếng Anh) là loại phương tiện giao thông chạy bằng 4 bánh có chở theo động cơ của chính nó. Tên gọi ôtô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), tên tiếng Pháp xuất phát từ từ auto (tiếng Hy Lạp, nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng La Tinh, nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được gồm xe không ngựa và xe có động cơ. Còn từ ô tô trong tiếng Việt chỉ dùng để chỉ các loại có 4 bánh. Chữ xe hơi bắt nguồn từ chữ Hoa 汽車, phát âm theo Hán Việt là khí xa. Còn người Nhật gọi xe hơi là 自動車 (Tự động xa) nghĩa là xe tự động. Các kiểu khác nhau của xe hơi gồm các loại xe: xe buýt, xe tải.Có khoảng 1,32 tỷ chiếc xe được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2016.2 Khi lần đầu tiên ra mắt, xe hơi được hoan nghênh như một (phương tiện) cải tiến về môi trường so với ngựa. Trước khi nó ra mắt ở thành phố New York; hơn 10,000 tấn phân hàng ngày được dọn khỏi các đường phố. Tuy nhiên, năm 2006, các xe hơi là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí và tiếng ồn cũng như ảnh hưởng tới sức khoẻ trên khắp thế giới.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

HÀ NỘI

Link cad: https://drive.google.com/drive/folders/1wkr5-u40je-EbyBPlrlf90QgnLmvWzKn

NHIỆM VỤ: THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Phạm văn Trung

Lớp : Ô tô B - Khóa: 52

Ngành : Ô tô và xe chuyên dùng

1 Đề tài thiết kế: Thiết kế hệ thống phanh cho xe con 4 chỗ

2 Các số liệu ban đầu:

Tham khảo số liệu của xe TOYOTA COROLLA

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

 Chương I: Tổng quan về hệ thống phanh;

 Chương II: Lựa chọn phương án thiết kế;

 Chương III: Tính toán hệ thống phanh;

 Chương IV: Quy trình tháo lắp và điều chỉnh hệ thống phanh

4 Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước các bản vẽ):

 1 bản vẽ A0 : Bố trí chung hệ thống phanh trên xe con

 1 bản vẽ A0 : Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh

 1 bản vẽ A0 : Cơ cấu phanh đĩa trước

 1 bản vẽ A0 : Cơ cấu phanh đĩa sau

 1 bản vẽ A0 : Bộ trợ lực phanh và xy lanh chính

 1 bản vẽ A0 : Bản vẽ chi tiết;

5 Cán bộ hướng dẫn: Nguyễn Thanh Tùng

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

Ngày….tháng

….năm 2012 C.N BỘ MÔN C.B HƯỚNG DẪN C.B DUYỆT

(ký, ghi rõ họ và tên) (ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên)

SINH VIÊN ĐÃ HOÀN THÀNH(và nộp toàn bộ bản thiết cho bộ môn)ngày….tháng….năm 2012(ký, ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU

Ô tô là một phương tiện vận tải quan trọng trong hệ thống giao thôngđường bộ Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của mộtquốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lướigiao thông vận tải

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng pháttriển hơn Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ, hiện nay nghành công nghiệpôtô 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, tiệnnghi 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 chongười và xe càng trở nên cần thiết Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rấtnhiều 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 hệthống 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 làđiều rất cần thiết

Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ” dựa trên

xe tham khảo là xe TOYOTA COROLLA của hãng TOYOTA Sau 12 tuần

nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Nguyễn

Thanh Tùng 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 hoànthiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh Tùng cùng toàn thể các

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

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ: THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 7

1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH 7

1.1 CÔNG DỤNG 7

1.2 YÊU CẦU 7

1.3 PHÂN LOẠI 8

2 CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH 9

2.1 CƠ CẤU PHANH 10

2.1.1 CƠ CẤU PHANH TANG TRỐNG 10

2.1.2 CƠ CẤU PHANH ĐĨA 15

2.2 CƠ CẤU PHANH DỪNG 20

2.3 DẪN ĐỘNG PHANH 21

2.3.1 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG CƠ KHÍ 21

2.3.2 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG THUỶ LỰC 22

2.3.3 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG KHÍ NÉN 24

2.3.4 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG THỦY KHÍ KẾT HỢP 25

2.4 BỘ CƯỜNG HÓA LỰC PHANH 26

2.5 BỘ CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE KHI PHANH – ABS 28

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 31

1 GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO 31

2 HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA COROLLA 33

2.1 CƠ CẤU PHANH 33

2.2 DẪN ĐỘNG PHANH 35

2.3 BỘ TRỢ LỰC PHANH 37

2.4.1 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH LÝ TƯỞNG CỦA BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH 38

2.4.2 CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH .43

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH 51

1 THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH 51

1.1 XÁC ĐỊNH MÔ MEN PHANH CẦN THIẾT TẠI CÁC BÁNH XE.51 1.2 TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH ĐĨA 53

1.3 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC MÁ PHANH 55

2 TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH 58

2.1 ĐƯỜNG KÍNH XI LANH CÔNG TÁC 59

2.2 ĐƯỜNG KÍNH XI LANH CHÍNH 59

2.3 HÀNH TRÌNH LÀM VIỆC CỦA PÍT TÔNG XI LANH BÁNH XE 59

2.4 HÀNH TRÌNH CỦA BÀN ĐẠP PHANH 60

2.5 XÁC ĐỊNH HÀNH TRÌNH PÍT TÔNG XI LANH LỰC 61

2.6 TÍNH BỀN ĐƯỜNG ỐNG DẪN ĐỘNG PHANH 62

3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRỢ LỰC PHANH 63

3.1 HỆ SỐ CƯỜNG HÓA CỦA TRỢ LỰC 63

3.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MÀNG CƯỜNG HOÁ 65

3.3 TÍNH TOÁN CÁC LÒ XO 67

3.3.1 TÍNH LÒ XO MÀNG CƯỜNG HOÁ 67

3.3.2 TÍNH LÒ XO VAN KHÍ 70

CHƯƠNG IV: CÁC HƯ HỎNG CHÍNH THƯỜNG GẶP, PHƯƠNG PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA, QUY TRÌNH THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG PHANH 74

1 CÁC HƯ HỎNG CHÍNH THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 74

1.1 CHÂN PHANH THẤP HAY HẪNG 74

1.2 BÓ PHANH 77

1.3 PHANH LỆCH 79

1.4 PHANH QUÁ ĂN/RUNG 80

1.5 CHÂN PHANH NẶNG NHƯNG PHANH KHÔNG ĂN 82

1.6 TIẾNG KÊU KHÁC THƯỜNG KHI PHANH 83

2 PHƯƠNG PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA 84

2.1 THÁO CƠ CẤU PHANH 84

2.2 LẮP CƠ CẤU PHANH 85

2.3 KIỂM TRA PHẦN DẪN ĐỘNG 85

2.4 THÁO LẮP XI LANH CHÍNH VÀ TRỢ LỰC 87

3 XẢ KHÍ RA KHỎI MẠCH DẦU 88

3.1 XẢ KHÍ RA KHỎI XI LANH CHÍNH 88

3.2 XẢ KHÍ RA KHỎI MẠCH DẦU 88

4 KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA TRỢ LỰC PHANH 89

4.1 KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA TRỢ LỰC 89

4.2 KIỂM TRA SỰ KÍN KHÍ CỦA TRỢ LỰC 89

KẾT LUẬN CHUNG 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH 1.1 CÔNG DỤNG

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng hẳnhoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định

Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi

vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao đượcnăng suất vận chuyển (tức là tăng được tốc độ trung bình của xe)

- 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 lựcphanh trên bánh xe;

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

sử dụng;

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 dụng trên 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 phanh với 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 thốngphanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS)

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: Hệ thống phanh trên ô tô.

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

- Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trênbánh xe khi phanh ô tô

- Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyêch đại lực điều khiển từ bànđạp phanh đến cơ cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khínén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khácnhau Ví dụ nếu đẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và cácthanh đòn cơ khí Nếu là dẫn động thủy lực thì dẫn động phan bao gồm: bàn

đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ốngdẫn.

2.1 CƠ CẤU PHANH

Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năngcủa ô tô thành dạng 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 cấuphanh thường dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và

cơ cấu phanh dải

2.1.1 CƠ CẤU PHANH TANG TRỐNG

Trong cơ cấu phanh tang trống thì chúng ta có nhiều loại khác nhau:

a Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

1: guốc phanh; 2: cam; 3:má phanh; 4: xy lanh; 5:trống phanh

Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối

xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2 Trong đó sơ đồ

hình1 2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này

hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực

để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch

Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác dụnglên hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau

b Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3 Sựđối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốtguốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau vàchúng đối xứng với nhau qua tâm

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng

có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trốngphanh Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc

phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng

cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe Cơcấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được

bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ

1- Ống nối; 2- vít xả khí; 3- xi lanh bánh xe; 4- má phanh; 5- phớt làmkín; 6- piston; 7- lò xo guốc phanh; 8- tấm chặn; 9- chốt guốc phanh; 10-mâm phanh

c Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên mộtchốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.4.b)

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a);loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b)

- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trênphần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pít tông Cơ cấuphanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtôtải nhỏ

- Loại hai mặt tựa tác dụng kép:

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 loạinày 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 thìguốc phanh thứ nhất 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 dụngđơn (hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b)

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:

Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

a

b

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốcphanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điềuchỉnh di động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặttựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt củapittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa máphanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thườngđược 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 phanhđược tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe

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

Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá

2.1.2 CƠ CẤU PHANH ĐĨA

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.Các

bộ phận chính của 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

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫnđộng bởi các pittông 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 1.7.a):

Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xilanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà mộtđầu của nó luôn tì vào các má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính đượcdẫn đến cả hai xi lanh bánh xe

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

Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa

Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.

2 Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):

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

Hình 1.7.b Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.

3 Một số chi tiết trong cơ cấu phanh đĩa

Dạng đĩa không phẳng được dùng nhiều hơn vì bề mặt ma sát được bốtrí xa ổ lăn của moay ơ bánh xe, hạn chế nung nóng ổ này và dễ dàng bố trí xilanh công tác

Dạng đĩa không phẳng có tạo các lỗ hướng kính được dùng phổ biến vì ngoàicác ưu điểm của đĩa không phẳng ra thì đĩa phanh được làm mát tốt hơn

b, Má phanh

Má phanh gồm các tấm ma sát và xương má phanh Tấm ma sát dầykhoảng 9 đến 10 mm, xương má phanh là thép tấm, dày khoảng 2 đến 3 mm.Chúng được tán vào nhau và được lắp trên giá xi lanh công tác bằng rãnhhướng 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 má phanh mòn hết đếnchiều dày từ 1 đến 4 mm thì chốt báo hết sẽ tiếp xúc với đĩa phanh và báo hết

má phanh

c, Cơ cấu báo mòn hết má phanh

Hình 1.8: 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 tạoliền với giá đỡ hoặc chế tạo rời, pít tông, phớt làm kín và vành chắn bụi Phíatrên xi lanh có lỗ xả không khí trong hệ thống dẫn động

Hình 1.9: 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 sự biến dạng của vành khăn làm kín dầu

Khi pít tông dịch chuyển, ma sát giữa gioăng làm kín (vành khăn) vàpít tông lớn nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh của vành khăn Khi thôiphanh, vành khăn kéo pít tông về vị trí ban đầu và hết biến dạng Nếu khe hởgiữa má phanh và đĩa phanh lớn, vành khăn bị biến dạng hết mức và pít tôngdịch trượt so với vành khăn Khi thôi phanh, pít tông chỉ trở về bằng độ biếndạng của vành khăn nên pít tông có vị trí mới so với xi lanh, đảm bảo khe hởgiữa má phanh và đĩa phanh luôn không đổi

Hình 1.10: Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh.

2.2 CƠ CẤU PHANH DỪNG

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đườngbằng Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứngyên, không di chuyển trên các loại đường khác nhau

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

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

Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khíđược bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điềukhiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay

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

2.3 DẪN ĐỘNG PHANH

2.3.1 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG CƠ KHÍ

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

2.3.2 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG THUỶ 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 vàotrống\đĩa phanh

Dẫn động bằng thủy lực có đặc điểm là độ nhạy cao, kết cấu đơn giảnnhưng nếu không có cường hóa dẫn động lực người lái cần để điều khiểnphanh lớn hơn so với dẫn động bằng khí nén Vì vậy hệ thống phanh dẫn độngthuỷ 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 (chấtlỏng được coi như không đàn hồi khi ép)

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

Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực

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

xi lanh chính kép (loại "tăng đem")

Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệuhai phương án tiêu biểu thường được sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình1.13.a và 1.13.b

Ở sơ đồ hình 1.13.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầutrước còn một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau Với cách bố trí nàymột trong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng Ví dụ trên hình vẽkhi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng vàlực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.

Ở sơ đồ hình 1.13.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 trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn cótác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau

2.3.3 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG KHÍ NÉN

Hình 1.14: 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 khínén để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh Đặc điểm của dẫnđộng phanh bằng khí nén là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhưng do sửdụng năng lượng của nguồn khí nén để thực hiện điều khiển cơ cấu phanh nếnlực điều khiển của người lái là không cần lớn lắm mà chỉ cần đủ để mở cácvan điều khiển phân phối khí nén Vì vậy nó thường dùng trên các ô tô cỡ lớn.

Hệ dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén thường gồm các bộ phận chínhsau: máy nén khí, bình chứa khí nén, van phân phối, đường ống dẫn khí nén,các xi lanh công tác (bầu phanh), bộ phận chia khí nén đến các bình chứa củacác dòng dẫn động khác nhau và các van an toàn của hệ thống Để giảm thờigian chậm tác dụng của cơ cấu phanh ở xa, người ta có thể bố trí các van giatốc

Máy nén khí

Xi lanh chính

Bình chứa dầu

Xi lanh bánh xe

Xi lanh chính

Trống phanh

Trống phanh Guốc phanh

Guốc phanh

sau

Đường khí Đường dầu

Xi lanh bánh

xe

Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lựcđiều khiển trên bàn đạp còn lớn Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại

có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gianchậm tác dụng lớn do khí bị nén khi chịu áp suất)

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 1.15)

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 lanhbánh xe phía trước và phía sau;

- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phốikhí và các xi lanh khí nén

Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lýlàm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén

Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu vànguyên lý làm việc 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 loạivan kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí

2.4 BỘ CƯỜNG HÓA LỰC PHANH

Bộ cường hóa lực phanh là một cụm chi tiết lấy năng lượng từ một nguồn

có sẵn phụ thêm vào công do người điều khiển sản ra để điều khiển hệ thốngphanh nhờ đó giảm được lực cần thiết để điều khiển, điều khiển được nhẹnhàng hơn

Nguồn năng lượng có sẵn thường lấy từ động cơ và có thể là ở dạng khínén hoặc chân không Trên ô tô thường cường hóa dẫn động bằng khí nén (sửdụng nguồn khí nén 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 trêncác loại ô tô cỡ nhỏ) Nguồn chân không cấp cho bộ cường hóa có thể lấy trênđường ống nạp của động cơ xăng dùng chế hòa khí hoặc được tạo bằng bơmchân không.

Cần phân biệt cường hóa phanh bằng khí nén với dẫn động phanh bằngkhí nén Nếu có sự cố về làm kín của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nénthì hệ thống không thể làm việc được trong khi nếu có sự cố trong hệ thốngcường hóa bằng khí nén thì vẫn có thể điều khiển phanh được tuy nhiên lựcđiều khiển lúc này lớn hơn nhiều

Dưới đây là bộ cường hóa chân không:

Hình 1.16: bộ cường hóa chân không

2.5 BỘ CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE KHI PHANH – ABS

Hình 1.17: Bố trí hệ thống phanh trên xe.

Trong quá trình phanh xe, nếu các bánh xe bị trượt lết thì khả năng bámđường của bánh xe giảm rất nhiều so với khả năng bám khi bánh xe ở giớihạn trượt lết nên hiệu quả phanh giảm nhiều Mặt khác, khi bánh xe bị trượtlết thì mất khả năng điều khiển hướng chuyển động của xe nên chất lượngphanh giảm

Bộ ABS thực hiện điều chỉnh áp suất ra các cơ cấu phanh của các bánh xetheo độ trượt của các bánh xe khi phanh, đảm bảo điều chỉnh chính xác đểbánh xe không bị trượt khi phanh do đó nâng cao được hiệu quả và chất lượngphanh xe Hiện nay ở các nước tiên tiến chỉ cho phép nhập các loại ô tô có lắpđặt bộ ABS

Hình 1.18: Sơ đồ nguyên lý.

Hình 1.19: Sơ đồ nguyên lý ABS 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 lựctrên ôtô được thể hiện trên hình 1.18

Hệ thống hoạt động như sau: Khi lái xe tác động lên bàn đạp, chất lỏngcông tác được dồn từ xi lanh chính qua van điều áp 1 tới xi lanh công tác tạibánh xe thực hiện quá trình phanh Cảm biến 5 có nhiệm vụ đo vận tốc góccủa bánh xe và gửi tín hiệu này tới bộ xử lý trung tâm (ECU) 4 Khi vận tốcgóc gần bằng 0, nghĩa là bánh xe sắp bị trượt lết, ECU sẽ phát lệnh cho vanđiều áp giảm áp suất tại xi lanh công tác, nhờ đó mômen phanh tại bánh xegiảm xuống và vận tốc góc bánh xe tăng lên Khi vận tốc góc đạt tới một giátrị xác định ECU lại ra lệnh cho van điều áp tiếp tục tăng áp suất tại xi lanhcông tác Cứ như vậy quá trình được lặp lại và bánh xe luôn được phanh ởmức độ tối đa mà không bị trượt lết

Hình 1.20: đồ thị quan hệ giữa hệ số bám với hệ số trượt.

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1 GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO

Hình 2.0: Xe tham khảo TOYOTA COROLLA.

THÔNG SỐ KĨ THUẬT CỦA XE TOYOTA COROLLA

Dung tích xy lanh (cc) 1799

Công suất cực đại 103 / 6300 (kw/v/p)

Momen xoắn cực đại (Nm) 174 / 4300 (Nm/v/p)

Đường kính x hành trình piston

(mm)

81x87,3Tốc độ tối đa (km/h)

Kiểu dẫn động Cơ khí

Tỷ số truyền 3,142;1,869;1,235;0,948;0,727;3,307

Hệ thống nạp nhiên liệu EFI: Phun nhiên liệu điện tử

Dài x Rộng x Cao (mm) 4540 × 1750 × 1450

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

Khoảng sáng gầm xe (mm) 170

Trọng lượng không tải (N) 11858

Trọng lượng toàn tải (N) 15533

Phân bố trọng lượng cầu trước và

cầu sau (N)

8543/6990

Bán kính quay vòng tối thiểu 5,8 m

Dung tích bình nhiên liệu (lít) 50

2 HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA COROLLA

Hình 2.1: Bố trí hệ thống phanh trên xe.

2.1 CƠ CẤU PHANH

Trên xe TOYOTA COROLLA cơ cấu phanh được sử dụng cho cầutrước và cầu sau thì đều là cơ cấu phanh đĩa

- Sử dụng cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động

- Đĩa phanh được chế tạo bằng gang cầu, bề mặt làm việc được mài phẳng,không được có vết xước

Dạng đĩa là không phẳng vì bề mặt ma sát được bố trí xa ổ lăn củamoay ơ bánh xe, hạn chế nung nóng ổ này và dễ dàng bố trí xi lanh công tác.Dạng đĩa không phẳng có tạo các lỗ hướng kính vì ngoài các ưu điểm của đĩakhông phẳng ra thì đĩa phanh được làm mát tốt hơn

- Má phanh của cơ cấu phanh đĩa có dạng tấm phẳng Nó được cấu tạo bởimột xương phanh bằng một tấm thép dày khoảng 2 đến 3 mm và một tấm máphanh bằng vật liệu ma sát Má phanh và xương đĩa được liên kết với nhaubằng một lớp keo đặc biệt Loại má phanh sử dụng trên xe là loại má liền Píttông làm việc không tác dụng trực tiếp lên xương đĩa mà nó tác dụng thôngqua một tấm lót.

Hình 2.2: Cơ cấu phanh

 Ưu điểm của việc sử dụng cơ cấu phanh đĩa:

- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng

- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trongsản xuất

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanhkiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi Điều đó giúp cho các bánh xe bịphanh làm việc ổn định , nhất là ở tốc độ cao

- Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng các khối lượng các chitiết không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của xe

- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài là dễ dàng

- Thoát nước tốt: Do nước bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực lytâm nên tính năng phanh được phục hồi trong một thời gian ngắn

- Không cần điều chỉnh phanh

 Nhược điểm của việc sử dụng cơ cấu phanh đĩa:

- Nhược điểm của phanh đĩa là khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩaphanh không được che đậy kín, bụi bẩn sẽ lọt vào khe hở giữa má phanh vàđĩa phanh khi ôtô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa đĩa phanh và máphanh khi phanh, phanh sẽ kém hiệu quả

- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn Phanh đĩa có tiếng kêurít do sự tiếp xúc giữa đĩa phanh và má phanh

- Lực phanh nhỏ hơn

2.2 DẪN ĐỘNG PHANH

Trên xe TOYOTA COROLLA thì người ta sử dụng hệ thống dẫn độngphanh là dẫn động 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 xehoặc giữa các má phanh theo yêu cầu;

- Hiệu suất cao;

- Độ nhậy tốt, kết cấu đơn giản;

- Cú khả năng ứng dụng đa dạng trờn nhiều loại ụtụ khỏc nhau khi chỉ cầnthay đổi cơ cấu phanh.

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

- Tỷ số truyền của dẫn động khụng lớn nờn khụng thể tăng lực điều khiển lờn

cơ cấu phanh;

- Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

Nguyờn lý hoạt động của dẫn động thuỷ lực:

Khi khụng phanh: Lũ xo hồi vị kộo về vị trớ nhả phanh, dầu ỏp suất thấpnằm chờ trờn đường ống

Khi người lỏi tỏc dụng vào bàn đạp 1, qua thanh đẩy sẽ tỏc động vàopittụng nằm trong xylanh 3, ộp dầu trong xylanh chớnh 3 đi đến cỏc đườngống dẫn Chất lỏng với ỏp suất cao (khoảng 5  8 MPa) sẽ tỏc dụng vào cỏc

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống phanh dầu

1.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

pitông ở xylanh bánh xe ở cầu trước và cả cầu sau Các pitông này ép sát máphanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh

Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, dầu bị mất ápsuất và được hồi về bình chứa Dưới tác dụng đàn hồi của cuppen nó sẽ làmcho 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 Ápsuất trong sơ đồ dẫn động được truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là nhưnhau, khi đó lực đẩy lên pít tông sẽ phụ thuộc vào pít tông xi lanh công tác.Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh, và tất nhiên là lực tác dụng lên píttông xi lanh phanh chính, áp suất trong dẫn động và lực đẩy lên má phanh sẽtăng 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 vàlực đẩy lên má phanh ở cơ cấu phanh đĩa

2.3 BỘ TRỢ LỰC PHANH

Hình 2.4: Kết cấu của bộ cường hoá chân không

1 Thân xi lanh , 2 Lò xo Piston thứ cấp , 3 Vành tựa Lò xo , 4 phớt , 5 Chốt hạn chế, 6 Piston thứ cấp , 7 Phớt thân van , 8 Lò xo , 9 Vành tựa

Lò xo , 10 Phớt , 11.Piston sơ cấp, 12 Phanh hám , 13 Vành tựa Lò xo ,

14 Lò xo màng trợ lực , 15 Thân trước trợ lực, 16 Màng trợ lực , 17.Địa đỡ màng , 18 Thân sau trợ lực 19.Tấm thép van hãm, 20 Bulông M12, 21.Phớt thân trợ lực, 22.Vành đỡ Lò xo, 23 Loxo hồi van khí, 24.Võ bọc, 25.Lọc khí, 26.Cần đẩy, 27.Van điều khiển, 28, Lò xo van điều khiển, 29, Van khí, 30, Đĩa phản lực, 31.Van chân không, 32.Thanh đẩy trợ lực, 33.ống dẫn khí, 34.ống nối, 35.Phớt thân, 36.ống dẫn dầu, 37.Cửa bù, 38.Cửa hồi dầu.

2.4 BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH

Bộ điều hoà lực phanh lắp trên xe ôtô dùng để tự động điều chỉnh áp lựcphanh ở các bánh xe theo sự thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau Nhờ vậy

sẽ tăng được hiệu quả phanh và đảm bảo được sự chuyển động của ôtô khiphanh

2.4.1 ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH LÝ TƯỞNG CỦA BỘ ĐIỀU HÒA LỰC

Bộ điều chỉnh lực phanh có nhiệm vụ tự điều chỉnh áp lực phanh ở cácbánh xe cho thích hợp để nâng cao hiệu quả phanh Nó phụ thuộc vào haithông số:

+ Cường độ phanh của ôtô

+ Sự thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau làm thay đổi độ võng của hệ thốngtreo sau

Bộ điều hoà lực phanh sẽ tiếp nhận các tín hiệu trên để điều khiển áp suấtđến các bánh xe ở cầu sau sao cho phù hợp với trọng lượng bám ở các bánh

xe, và như vậy thì hiệu quả phanh sẽ cao hơn nhiều so với khi không bố trí bộphận này

Để có hiệu quả phanh cao nhất thì lực phanh sinh ra ở các bánh xe trước

Pp1 và bánh xe sau Pp2 phải tuân theo:

Mp1 mômen phanh cần sinh ra ở bánh xe trước

Mp2 mômen phanh cần sinh ra ở bánh xe sau

Như vậy muốn đảm bảo được hiệu quả phanh tốt nhất thì mômen phanhsinh ra ở các bánh xe trước Mp1 và mômen phanh sinh ra ở bánh xe sau Mp2

phải tuân theo:

Mp



Mp1

Mp2