Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe du lịch dựa trên cơ sở toyota fortuner 2017

BẢNG 2.2 Các thông số, kiểu loại của một số thiết bị và hệ thống trên Toyota Fortuner 2017 BẢNG 3.1 Thông số tính toán trên xe tham khảo BẢNG 4.1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch

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

ĐỀ TÀI:TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

TRÊN XE DU LỊCH DỰA TRÊN CƠ SỞ TOYOTA

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Việt

2 Lớp: 14C4A Số thẻ SV: 103140064

3 Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe du lịch dựa trên cơ sở Toyota

Fortuner 2017

4 Người hướng dẫn: Nguyễn Văn Đông Học hàm/ học vị: Tiến sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

1 Về tính cấp thiết, tính mới, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 2đ)

Đề tài có giá trị khoa học/ có bài báo/ giải quyết vấn đề đặt ra của doanh nghiệp hoặc

nhà trường: (điểm tối đa là 1đ)

1 Điểm đánh giá:……/10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)

2 Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày… tháng…năm 2019

Người hướng dẫn

TS Nguyễn Văn Đông

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

I Thông tin chung:

1 Họ và tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Vệt

2 Lớp: 14C4A Số thẻ SV: 103140064

3 Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe du lịch dựa trên cơ sở xe

Toyota Fortuner 217

4 Người phản biện: Phạm Quốc Thái Học hàm/ học vị: Tiến sĩ

II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:

tối đa

Điểm Đánh giá

1a

- - Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới

so với các ĐATN trước đây)

- - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng

thực tiễn

15

1b

- - Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức

cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu

- - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương

trình, mô hình,…)

50

1c

- - Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng

trong vấn đề nghiên cứu;

- - Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng

dụng trong vấn đề nghiên cứu;

- - Có kỹ năng làm việc nhóm;

15

2a - - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích 15

2b - - Thuyết minh đồ án không có lỗi chính tả, in ấn, định dạng 5

Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)

5.Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:

Ngày nay, ô tô đã trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách

và hàng hoá đối với các ngành kinh tế nước nhà, đồng thời đã trở thành phương tiện

giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển

Đối sinh viên ngành cơ khí động lực em nhận thấy nghiên cứu tính toán và thiết

kế hệ thống phanh là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này Nhằm đi sâu tìm hiểu kết

cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc và tính toán thiết kế để đi đến phương

án tối ưu của hệ thống phanh Từ đó, đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống

phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính năng ổn định và tính năng dẫn hướng khi

phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng

hiệu quả vận chuyển của ô tô

Nội dung đồ án:

1: Tổng quan về hệ thống phanh

2: Giới thiệu về xe ô tô Toyota Fortuner 2017

3: Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe thiết kế

4: Hệ thống phanh ABS sử dụng trên xe thiết kế

5: Các hư hỏng và biện pháp sửa chữa hệ thống phanh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: HUỲNH NGỌC VIỆT Số thẻ sinh viên: 103140064

Lớp: 14C4A Khoa: Cơ khí Giao thông Ngành: Cơ khí Động lực

1 Tên đề tài đồ án:

Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe du lịch dựa trên cơ sở Toyota

Fortuner 2017

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:

- Trọng lượng toàn tải : Ga = 2500 (kg)

- Động cơ : Xăng

- Công suất cực đại : 164 hp

- Mô men xoắn cực đại : 245 N.m

b: Giới thiệu về xe ô tô Toyota Fortuner 2017

c: Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe thiết kế

d: Hệ thống phanh ABS sử dụng trên xe thiết kế

e: Các hư hỏng và biện pháp sửa chữa hệ thống phanh

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

Bản vẽ tổng thể xe Toyota Fortuner (1 bản A3)

Bản vẽ sơ đồ hệ thống phanh chính, phanh ABS trên xe thiết kế (1 bản A3)

Bản vẽ kết cấu bầu trợ lực chân không (1 bản A3)

Bản vẽ cơ cấu phanh trước (1 bản A3)

Bản vẽ cơ cấu phanh sau (1 bản A3)

Các bản vẽ chi tiết quá trính phanh ABS (4 bản A3)

6.Họ tên người hướng dẫn:Ts.Nguyễn Văn Đông

7.Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/9/2019

LỜI NÓI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành động lực thì đồ án tốt nghiệp là phần không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà đối với mỗi sinh viên cần phải hoàn thành

và qua đó hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững về ô tô Sau quá trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát tính toán kiểm nghiệm một bộ phận, một hệ thống trên

xe hay tổng thể xe là công việc cần thiết Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện

sự am hiểu các vấn đề cơ bản và cũng là sự vận dụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý, nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật

Hệ thống phanh là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn, do đó đảm bảo được năng suất vận chuyển Nên hệ thống phanh trên xe đòi hỏi phải bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe

Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ: “TÍNH TOÁN, THIẾT

KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE DU LỊCH DỰA TRÊN CƠ SỞ TOYOTA FORTUNER 2017”

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn, thời gian hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này em không tránh những thiếu sót Em rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn Và em

cũng xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Văn Đông, các thầy giáo bộ môn Kĩ

thuật Ô tô và Máy động lực đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề

tài của mình

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019

Sinh viên thực hiện

HUỲNH NGỌC VIỆT

CAM ĐOAN

Tôi: Huỳnh Ngọc Việt xin cam đoan:

- Đồ án tốt nghiệp mà tôi đã làm 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 cứ đồ

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ vi

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT viii

MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 3

1.1 Sự cần thiết của hệ thống phanh khi tham gia giao thông 3

1.2 Phân tích các loại phanh và cơ cấu phanh 6

1.2.1 Loại phanh đĩa 6

1.2.2 Loại phanh trống guốc 8

1.3 Các loại dẫn động phanh 9

1.3.1 Dẫn động loại thủy lực 9

1.3.2 Dẫn động khí nén 12

1.3.3 Dẫn động liên hợp 13

1.3.4 Sự phân dòng trong dẫn động phanh 14

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE Ô TÔ TOYOTA FORTUNER 2017 VÀ PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 15

2.1 Các thông số kỹ thuật của xe ô tô Toyota Fortuner 2017 15

2.2 Giới thiệuvề một số hệ thống chính trên ô tô Toyota Fortuner 2017 17

2.2.1 Động cơ lắp trên xe 17

2.2.2 Hệ thống lái 17

2.2.3 Hệ thống phanh 18

2.2.4 Hệ thống treo 19

2.2.5 Hệ thống truyền lực 19

2.3 Phân tích các phương án thiết kế 21

2.3.1 Chọn loại dẫn động phanh 21

2.3.2 Chọn cơ cấu phanh 24

2.3.4 Cơ cấu phanh sau 25

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE

THIẾT KẾ 27

3.1 Tính toán mômen phanh yêu cầu ở các cơ cấu phanh 27

3.1.1 Ðối với cơ cấu phanh trước 31

3.1.2 Ðối với cơ cấu phanh sau 31

3.2 Hệ số phân bố lực phanh lên các trục của bánh xe 31

3.3 Mômen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu 32

3.4 Tính toán xác định bề rộng má phanh 33

3.5 Tính toán kiểm tra công trược riêng và nhiệt độ hình thành

ở cơ cấu phanh 36

3.5.1 Tính toán kiểm tra công trược riêng 36

3.5.2 Tính toán kiểm tra nhiệt độ hình thành ở cơ cấu phanh 38

3.6 Hành trình dịch chuyển đầu pittong xy-lanh công tác của cơ cấu ép 39

3.7 Đường kính xy-lanh chính và xy-lanh công tác 39

3.7.1 Đường kính xy-lanh công tác 39

3.7.2 Đường kính xy-lanh chính 40

3.8 Hành trình dịch chuyển của piston xy lanh 41

3.9 Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh 42

3.10 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa có trợ lực 42

3.11.Lưc cần thiết tác dụng lên bàn đạp khi có trợ lực 43

3.12 Đường kính xy- lanh của bầu trợ lực 44

3.13 Tính toán các chỉ tiêu phanh 45

3.13.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 45

3.13.2 Thời gian phanh 46

3.13.3 Quãng đường phanh 47

Chương 4: HỆ THỐNG PHANH ABS SỬ DỤNG TRÊN XE THIẾT KẾ 48

4.1 Sơ lược về hệ thống phanh 48

4.1.1 Đặt vấn đề 48

4.1.2 Công dụng, yêu cầu phanh ABS 48

4.2 Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống ABS 51

4.3 Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS 52

4.4 Xây dựng quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS 57

4.4.1 Xác định quan hệ giữa mômen phanh, mô men bám ,gia tốc góc với

hệ số trượt 57

4.4.2.Giai đoạn tăng áp suất 60

4.4.3.Giai đoạn giảm áp suất 60

4.4.4 Giai đoạn giữ áp suất 60

4.4.5 Gia đoạn tăng áp suất tiếp theo 61

4.5 Hệ thống ABS được sữ dụng trên xe thiết kế 61

4.5.1 Các cảm biến 61

4.5.2 Khối điều khiển điện tử ECU 63

4.5.3 Khối điều khiển điện tử 65

4.5.4 Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit) 66

4.5.5 Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) 67

4.5.6 Nguyên lý làm việc 68

Chương 5: GIỚI THIỆU KẾT CẤU CHÍNH TRONG HỆ THỐNG PHANH

THIẾT KẾ 73

5.1.Cơ cấu phanh trước 73

5.2 Cơ cấu đĩa phanh sau 74

5.3.Bầu trợ lực chân không 75

Chương 6: CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ 78

6.1 Những công việc bảo dưỡng cần thiết 79

6.2 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính 79

6.3 Kiểm tra hệ thống phanh 80

6.3.1 Kiểm tra tổng hợp khi xe đứng 80

6.3.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy 81

KẾT LUẬN 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 83

DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ

BẢNG 2.1 Các thông số kỹ thuật của xe Toyota Fortuner

BẢNG 2.2 Các thông số, kiểu loại của một số thiết bị và hệ thống trên Toyota Fortuner

2017

BẢNG 3.1 Thông số tính toán trên xe tham khảo

BẢNG 4.1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS

BẢNG 4.2 Quan hệ giữa hệ số bám dọc và độ trượt

BẢNG 4.3 Quan hệ giữa mô men bám và độ trượt

BẢNG 4.4 Quan hệ giứa mô men phanh trước và độ trượt ở giai đoạn tăng áp suất

BẢNG 4.5 Quan hệ giứa mô men phanh trước và độ trượt ở giai đoạn giảm áp suất

BẢNG 4.6 Quan hệ giứa mô men phanh trước và độ trượt ở giai đoạn giữ áp suất

BẢNG 4.7 Quan hệ giứa mô men phanh trước và độ trượt ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo HÌNH 1.1 Tai nạn giao thông tên quốc lộ 1A khiến 10 người tử vong

HÌNH 1.2 Hệ đường - người - xe

HÌNH 1.3 Ô tô đang chạy trên đường trơn

HÌNH 1.4 Xe bị mất lái khi quay vòng

HÌNH 1.5 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp cố định

HÌNH 1.6 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động, xilanh cố định

HÌNH 1.7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp tùy động, xilanh bố trí trên má kẹp

HÌNH 1.8 Sơ đồ dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp

HÌNH 1.9 Dẫn động thủy lực trợ lực chân không

HÌNH 1.10 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén

HÌNH 1.11Sơ đồ dẫn động phanh khí nén xe ô tô đơn không có rơ mooc

HÌNH 2.1 Hình vẽ tổng thể xe Toyota Fortuner 2017

HÌNH 2.2 Động cơ 2TR-FE lắp trên xe

HÌNH 2.3 Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực

HÌNH 2.4 Sơ đồ dẫn động phanh

HÌNH 2.5 Cơ cấu phanh trước

HÌNH 2.6 Cơ cấu phanh sau

HÌNH 3.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh

HÌNH 3.2 Cơ cấu phanh kiểu đĩa

HÌNH 3.3 Sơ đồ tính truyền động phanh dầu có trợ lực trực tiếp

HÌNH 3.4 Giãn đồ phanh

HÌNH 4.1 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối λ của bánh xe

HÌNH 4.2 Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

HÌNH 4.3 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

HÌNH 4.4 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh

HÌNH 4.5 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS

HÌNH 4.6 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS

HÌNH 4.7 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS

HÌNH 4.8 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS

HÌNH 4.9 Các lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh

HÌNH 4.10 Sự thay đổi hệ sô bám dọc à hệ sô bám ngang theo độ trượt

HÌNH 4.11 Đồ thị biểu diễn quan hệ mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước

HÌNH 4.12 Sự thay đổi của các thông số khi phanh có ABS

HÌNH 4.13 Cảm biến tốc độ bánh xe trước

HÌNH 4.14 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe

HÌNH 4.15 Lược đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của khối điều khiển điện tử

HÌNH 4.16 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS

HÌNH 4.17 Giai đọan phanh bình thường

HÌNH 4.18 Giai đoạn giảm áp suất

HÌNH 4.19 Giai đoạn giữ áp suất

HÌNH 4.20 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo

HÌNH 5.1 Cơ cấu phanh trước

HÌNH 5.2 Cơ cấu phanh sau

HÌNH 5.3 Bầu trợ lực chân không

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

ABS: Anti lock Braking system

BA: Brake Assit

EBD: Electronic Brake-force Distribu

ECU: Electronic Control Unit

MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp về mọi mặt, đặc biệt là về mặt

kỹ thuật Ngành ô tô cũng có những bước phát triển rõ nét và có tính đặc trưng riêng Ngày nay ô tô không chỉ đơn thuần là mục đích phục vụ đi lại nhanh, chuyên chở nhiều, tuổi thọ cao Mà các loại ô tô đời mới trong thời gian gần đây còn đáp ứng nhu cầu càng cao và khắt khe của con người như: tính hiệu quả, tính kinh tế, tính công nghệ, tính tiện nghi, nồng độ khí xả đối với môi trường và đặc biệt là vấn đề an toàn cho người và tài sản

Một trong những bộ phận có tính quyết định đến khả năng an toàn khi chuyển động của ô tô là hệ thống phanh Vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn với tốc độ Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm có thể xảy ra khi vận hành, nhờ điều khiển quá trình phanh làm chủ được tốc độ nhanh, chậm và dừng hẳn khi cần thiết

Vì vậy đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc nghiên cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn

Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của ô tô

Xuất phát từ những lý do trên nên đề tài tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe

du lịch dựa trên cơ sở Toyota Fortuner 2017 được chọn làm đề tài tốt nghiệp Đề tài có

mục đích và ý nghĩa như sau:

*Mục đích của đề tài:

- Thấy rõ vai trò quan trọng của hệ thống phanh

- Nắm rõ hơn về kết cấu và các ưu, nhược điểm của hệ thống phanh

- Tìm hiểu được các tính năng hoạt động của toàn bộ hệ thống và các chi tiết của hệ thống phanh

- Tìm ra những hư hỏng thường gặp trên hệ thống phanh Để từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục, sữa chữa, nâng cao tính kinh tế và tiện nghi sử dụng cũng như độ an toàn khi làm việc của hệ thống phanh Từ đó giúp cho ta có biện pháp sử dụng hợp lý hơn, đồng thời đánh giá được tình trạng và khả năng làm việc của hệ thống phanh

- Giúp cho sinh viên củng cố và bổ sung kiến thức trong việc tiếp cận với các loại hệ thống phanh trên xe ô tô

- Giúp cho sinh viên nắm vững và hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các hệ thống phanh trên ô tô nói chung và hệ thống phanh trên xe Toyota Fortuner 2017 nói riêng

- Có thể làm tài liệu tham khảo khi chưa có dịp tiếp xúc với các loại hệ thống phanh

từ thực tế

- Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý có thể khai thác tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể Giúp cho người sử dụng có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chóng phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và biện pháp khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống phanh ô tô

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

1.1 Sự cần thiết của hệ thống phanh khi tham gia giao thông

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế trong nước, nhu cầu sử dụng ô tô trong vận tải hành khách và hàng hóa cũng tăng nhanh chóng Mặc dù hệ thống giao thông đã có những bước phát triển đáng kể nhưng chưa thể tương xứng với tốc độ phát triển của phương tiện tham gia giao thông Chính vì vậy vấn đề an toàn giao thông đang là vấn đề nhức nhói không chỉ riêng ở Việt Nam chúng ta mà còn là vấn đề đau đầu của các nhà quản lý trên toàn thế giới

Tai nạn giao thông xảy ra trên ô tô gây ra các thiệt hạ rất lớn về của cải, vật chất và tinh thần của con người vì kích thước và tải trọng lớn của ô tô

Hình 1.1 Tai nạn giao thông tên quốc lộ 1A khiến 10 người tử vong

Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết luôn phải quan tâm

Xét về nguyên nhân gây tai nạn giao thông ta có thể kể đến mô hình

Hiện nay, với sự phát triển của nghành công nghệ ô tô thì những ô tô ra đời thế hệ sau luôn có vận tốc lớn hơn và hướng tới giới hạn giá trị trượt tối ưu hơn Ô tô ngày càng hoàn thiện về kết cấu tức là khả năng thích ứng động lực tốt hơn, ngày càng hướng tới an toàn động lực học

Hình 1.3 Ô tô đang chạy trên đường trơn Một trong những vấn đề đặt ra là phải giải quyết vấn đề hoạt động của hệ thống phanh khi phanh trên các loại đường có hệ số bám thấp như đường trơn, ướt, đường cát, điều này dẫn đến bánh xe nhanh chóng bị bó cứng và mất ổn định khi phanh Khi phanh ô

tô, nếu bánh trước bị bó cứng trước thì sẽ làm cho xe không thể chuyển hướng theo sự điều khiển của người lái; nếu bánh sau bị bó cứng trước thì ô tô sẽ bị trượt ngang Đặc biệt là khi ô tô quay vòng, hiện tượng trượt ngang của bánh xe sẽ dẫn đến hiện tượng quay vòng thiếu hoặc quay vòng thừa làm mất ổn định của xe khi quay vòng Điều đó chỉ

có thể xác định rõ qua các thông số động lực học của quá trình phanh

Về lý thuyết, xe có thể không được bảo dưỡng đúng kỳ, gặp lỗi kỹ thuật như thiếu dầu phanh, dầu đầy trong xi-lanh chính, trục bánh xe bị rơ, khí lọt vào dầu phanh dẫn tới tình trạng phanh không ăn hoặc mất hoàn toàn tác dụng

Song đối với người lái xe, thói quen xuống dốc hoặc lên đèo cao, tài xế rà phanh không đúng kỹ thuật, xuống dốc trôi ga để giảm tốc độ lại cực kỳ nguy hiểm Điều này khiến cho hệ thống má phanh, dầu phanh nóng lên Nhiệt độ cao có thể làm mềm gioăng tại xi-lanh dẫn làm dầu phanh thoát ra ngoài khi tài xế đạp phanh Điều này khiến hệ thống phanh mất tác dụng hay nói cách khác là mất phanh

Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô

1.2 Phân tích các loại phanh và cơ cấu phanh

1.2.1 Loại phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa thường được sử dụng trên ô tô du lịch (chủ yếu ở các bánh trước) Gần đây loại phanh đĩa còn được sử dụng trên một số ô tô tải và chở khách

Phanh đĩa có các loại: kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại có vỏ quay, đĩa quay, vòng

ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ rãnh thông gió, đĩa một lớp kim loại, hoặc ghép hai kim loại khác nhau

Hình 1.5 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp cố định

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

Hình 1.6 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động, xilanh cố định

1-Đĩa phanh; 2-Má kẹp; 3-Đường dầu; 4-Piston; 5-Thân xilanh; 6-Má phanh

Hình 1.7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp tùy động, xilanh bố trí trên má kẹp

1-Má kẹp; 2-Piston; 3-Chốt trượt; 4-Đĩa phanh; 5-Má phanh

+ Áp suất phân bố đều lên bề mặt má phanh, do đó các má phanh mòn đều

+ Bảo dưởng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở,có khả năng làm việc với khe hở nhỏ (0,05-0,15)mm nên rất nhạy

+ Lực ép tác dụng theo chiều dọc trục tự cân bằng,nên cho phép tăng giá trị lực ép

để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng kết cấu + Có kết cấu nhỏ gọn,đơn giản, ổn định khi thắng nên đễ bố trí trong bánh xe

+ Hiệu quả phanh không phụ thuộc vào chiều quay

+ Điều kiện làm mát tốt

+ Lực quay ly tâm của rôto làm chất bẩn không bám được

+ Phanh đĩa còn có ưu điểm là có khả năng thoát nước tốt, do nước bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly tâm nên tính năng phanh được phục hồi nhanh trong thời gian ngắn

+ Kết hợp với hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) rất tốt

+ Cơ cấu phanh đĩa có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với phanh tang trống nên việc kiểm tra, bảo đưỡng và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng

Nhược điểm:

+ Nhạy cảm với bụi bẩn, khó làm kín nên dễ bị oxy hóa và làm cho các má phanh mòn nhanh

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

+ Công nghệ chế tạo cao, giá thành cao

Phạm vi ứng dụng: thường được sử dụng chủ yếu trên ô tô du lịch

1.2.2 Loại phanh trống guốc

Nhược điểm:

+ Do kết cấu kín nên khả năng tản nhiệt cơ cấu nhanh rất kém

+ Áp lực phân bố không điều trên bề mặt má phanh, nên làm cho má phanh không mòn điều

+ Độ nhạy của cơ cấu phanh kém, do khe hở giữa má phanh và trống phanh lớn, khoảng (0,2-0.4)mm

+ Cần phải có bộ điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh

+ Có nhiều chi tiết

Ưu điểm:

+ Có thể kết hợp để làm phanh dừng

+ Giá thành rẻ

+ Công nghệ chế tạo không quá cao

Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng trên tất cả các loại ô tô

1.3 Các loại dẫn động phanh

1.3.1 Dẫn động loại thủy lực

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn dộng phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại: dẫn động tác động trực tiếp, dẫn động tác động gián tiếp, dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng

Dẫn động thủy lực tác động trực tiếp: cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp bằng

lực tác dụng của người lái

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp

1-Xilanh bánh xe; 2-Đường ống dẫn; 3,4-Piston của xilanh chính; 5-Bàn đạp;

6-Xilanh chính; 7-Đường ống dẫn; 8-Xilanh bánh xe

Ưu điểm

+ Hiệu suất cao

+ Kết cấu đơn giản

+ Yêu cầu độ kín khít cao Khi có 1 chỗ nào bị rò rỉ thì dẫn dộng không làm việc được

Phạm vi sử dụng: chỉ dung chô ô tô tải trọng nhỏ

a Dẫn động thủy lực tác động 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 thủy lực tác động gián tiếp có hai loại: dẫn động thủy lực trợ lực chân không và đẫn động thủy lực trợ lực khí nén

*Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân không

Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ bộ trợ lực chân không lắp song song với bàn đạp

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cơ xăng có tốc độ lớn hoặc do bơm chân không tạo ra để tạo lực phụ cho người lái

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cơ xăng có tốc độ lớn hoặc do bơm chân không tạo ra để tạo lực phụ cho người lái

+ Hiệu suất làm việc giảm nhiều ở tốc độ thấp

+ Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động và mômen phanh không ổn định

+ Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn động không làm việc được

Hình 1.9 Dẫn động thủy lực 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; 11.Van chân không; 12.Đường ống nạp13.Van một chiều; 14,15.Đường dầu đi đến các cơ cấu phanh trước/sau

Nhược điểm:

+ Kết cấu phực tạp

+ Phải tiêu tốn công suất cho máy nén khí

+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

+ Sự dao động áp suất của chất lỏng, có thể làm cho các đường ống bị rung động và

mô men phanh không ổn định

+ Yêu cầu độ kín khít cao

+ Giá thành cao

Phạm vi sử dụng: được dùng nhiều trên ô tô tải trọng lớn

Hình 1.10 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén

1.Bàn đạp; 2.Đòn đẩy; 3.Cụm van khí nén; 4.Bình chứa khí nén; 5.Xilanh lực;

6.Xilanh chính; 7,9.Đường ống dẫn dầu đến xilanh bánh xe; 8,10.Dẫn động thủy

lực dùng bơm và các bộ tích năng

1.3.2 Dẫn động khí nén

a.Ưu điểm:dẫn động khí nén có các ưu điểm quang trọng là:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ hệ thống vẫn có thể tiếp

tục làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác, như: phanh rơ

mooc, đóng cửa xe, hệ thống treo khí nén,…

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động

b Nhược điểm:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất

lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10-15 lần Nên kích thước và khối lượng của dẫn động

lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

Hình 1.11 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén xe ô tô đơn không có rơ mooc

1.Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 3.Bộ lọc nước và làm khô khí; 4.Cụm van chia và bảo vệ; 5,6.Các bình chứa khí nén; 7.van phân phối hai dòng; 8.Bầu phanh và cơ cấu

phanh trước; 9.Bộ tích năng và cơ cấu phanh sau

c Phạm vi sử dung: được sử dụng rộng rải trên các ô tô cỡ trung bình và lớn, cũng như trên các đoàn xe kéo mooc

1.3.3 Dẫn động liên hợp

Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén, trong đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn trọng lượng nhỏ, đồng thời đảm bảo cho độ nhạy của hệ thống cao, phanh cùng một lúc được tất cả các bánh xe Phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng

và khả năng tuỳ động, điều khiển phanh rơ moóc Loại phanh này kết hợp được những ưu điểm của phanh thủy lực va khí nén, đồng thời khắc phục được nhược điểm của từng loại khi chúng làm việc dộc lập

a.Ưu nhược điểm:

-Kết hợp được nhiều ưu điểm của hệ hai thống phanh thủy lực và khí nén, khắc phục được nhược điểm của từng laoij khi làm việc độc lập

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

- Độ nhạy cao, kích thước và khối lượng nhỏ

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

- Kích thước của dẫn động phanh liên hợp rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dưỡng và sửa chữa

- Số lượng các chi tiết nhiều, kết cấu bảo dưởng phức tạo

- Khi sử dụng phanh liên hợp thì giá thành rất cao và có nhiều chi tiết đắt tiền

b Phạm vi sử dụng: Được sử dụng rộng rải trên các ô tô và đoàn xe kéo tải trọng lớn

và đặc biệt lớn

1.3.4 Sự phân dòng trong dẫn động phanh

Theo hình thức dẫn động phanh thủy lực có thể chia ra làm hai loại:

+ Truyền động phanh một dòng: truyền động phanh một dòng được sử dụng rộng rãi trên một số ô tô trước đây vì kết cấu của nó đơn giản

+ Truyền động phanh nhiều dòng: dẫn động hệ thống phanh làm việc nhằm mục đích tang độ tin cậy, cần phải có ít nhất hai dòng dẫn động độc lập có cơ cấu điều khiển chung là bàn đạp phanh Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn phanh được ô tô với một hiệu quả phanh nào đó

Hiện nay phổ biến nhất là đẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng.Để dẫn động phanh làm việc với độ tin cậy cao, thì cần có ít nhất là hai dòng dẫn động độc lập trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm được việc với một hiệu quả nhất định nào đó

Để phân chia các dòng có thể sử dụng một bộ phận điều khiển kép như: xylanh kép hay một bộ chia

Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán lựa chọn kỹ dựa vào ba yếu tố chính:

+ Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

+ Mức độ bất đối xứng lực phanh khi một dòng bị hỏng

+ Mức dộ phức tạp của dòng dẫn động

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE Ô TÔ TOYOTA FORTUNER 2017 VÀ

PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Các thông số kỹ thuật của xe ô tô Toyota Fortuner 2017

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của xe Toyota Fortuner 2017

16 Mô men xoắn lớn nhất Memax 245 N.m

17 Số vòng quay tại mô men cực đại nM 4000 vòng/phút

19 Dung tích bình nhiên liệu Vnl 80 Lít

20 Tiêu chuẩn khí thải Euro 4

21 Khoảng sáng gầm xe h 219 mm

Hình 2.1 Hình vẽ tổng thể xe Toyota Fortuner 2017 Bảng 2.2 Các thông số, kiểu loại của một số thiết bị và hệ thống trên Toyota

Fortuner2017

3 Hệ thống nhiên liệu Phun nhiên liệu trực tiếp sử

dụng đường dẫn chung

5 Hệ thống phanh Trước Phanh đĩa

Sau Phanh tang trống

6 Hệ thống treo Trước Độc lập, tay đòn kép với

thanh cân bằng Sau Phụ thuộc, liên kết 4 điểm

265/60 R17 Sau

2.2 Giới thiệuvề một số hệ thống chính trên ô tô Toyota Fortuner 2017

2.2.1 Động cơ lắp trên xe

Fortuner V sử dụng động cơ xăng 2TR-FE cải tiến, 2.7 lít, 4 xy lanh thẳng hàng,

16 van, trục cam kép, VVT-i kép cùng hộp số 6 cấp tự động, công suất cực đại 164 mã lực tại 5200 vòng/phút và mô men xoắn tối đa là 245 Nm đảm bảo tính năng vận hành êm

ái và dễ dàng Hệ thống van phối khí thông minh Dual VVT-i kép là một tiến bộ bậc nhất trong việc tiết kiệm nhiên liệu và khả năng nhanh chóng đạt tốc độ cao và an toàn ngay khi xuất phát

Hình 2.2 Động cơ 2TR-FE lắp trên xe

Với tiềm lực vững chắc của mình, Toyota đã trang bị thêm hệ thống Dual VVT-i giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường một cách đáng kể: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu

Dual VVT-i à hệ thống tương tự như hệ thống VVT-i trên các thế hệ động cơ trước, nhưng Dual VVT-i được lắp đặt cho cả trục cam nạp và cam thải Không những thay đổi thời điểm đóng mở su-pap nạp của động cơ, mà còn thay đổi góc đóng mở su-pap thải động cơ

2.2.2 Hệ thống lái

Hệ thống lái của ô tô Toyota Fortuner là hệ thống lái có trợ lực Cấu tạo của hệ

lực và dẫn động lái Trên Toyota Fortuner 2017 người ta bố trí cơ cấu lái và bộ trợ lực lái riêng thành hai cụm

Phương án bố trí này có ưu điểm:

-Kết cấu cơ cấu lái nhỏ gọn

-Dễ bố trí trợ lực lái

-Tăng tính thống nhất sản phẩm

-Giảm tải trọng tác dụng lên các chi tiết của hệ thống lái

Nhược điểm: kết cấu kém cứng vững, chiều dài các đường ống lớn dẫn đến tăng khả năng dao động của các bánh xe dẫn hướng

Bộ trợ lực lái thủy lực có nhiệm vụ giảm bớt lực điều khiển của người lái, giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Bộ trợ lực còn là tăng tính an toàn khi có một bánh xe dẫn hướng bị nổ Vì lúc đó người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt

Cơ cấu lái được sử dụng ở đây là loại cơ cấu bánh răng thanh răng, hoạt động theo nguyên lý lăn không trượt nên hiệu suất truyền động cao, việc chế tạo nó cũng đơn giản vì thế giá thành tương đối rẻ Mặc dù vậy nó cũng có nhược điểm là lực điều khiển cần phải lớn và nhạy cảm với va đập Chính vì thế mà trên hệ thống lái của ô tô đã trang bị thêm

hệ thống trợ lực bằng thủy lực nhằm giảm nhẹ lực điều khiển cho người lái, giảm bớt các lực va đập sinh ra do đường xấu truyền lên vô lăng Ngoài ra còn làm tăng tính an toàn chuyển động vì khi nếu có một bánh xe dẫn hướng bị nổ thì lúc đó nó đảm bảo cho người lái đủ sức giữ tay lái cho xe chuyển động thẳng và vừa thực hiện phanh ngặt

Hệ thống trợ lực lái trên xe được bố trí theo kiểu cơ cấu lái và van phân phối trợ lực lái vào chung một cụm còn xi lanh trợ lực thì được bố trí kết hợp với thanh răng Với kiểu

bố trí này nhằm đem lại kết cấu gọn, tăng độ vững chắc Toyota Fortuner giúp làm giảm khuynh hướng tự dao động bánh xe dẫn hướng, do chiều dài các ống dẫn ngắn nhất nên

việc được tốt hơn với chiều dày của mỗi má phanh khi mới là 10,5 ÷ 11,5mm và đĩa

phanh với chiều dày là 24,9 ÷ 25,1mm

Má kẹp được sử dụng là kiểu tùy động có thể trượt được trên các chốt dẫn hướng và

xilanh bánh xe được làm liền luôn trong má kẹp, má kẹp có thiết kế với khoảng trống đủ

để chứa hai má phanh

2.2.4 Hệ thống treo

Hệ thống treo được cải tiến với treo trước độc lập tay đòn kép và, xy lanh lớn hơn,

thêm thanh cần bằng cho hệ thống treo, tối ưu hóa các điểm liên kết hệ thống treo với gầm

xe Hệ thống treo phía trước độc lập tay đòn kéo kết hợp khả năng điều khiển và tiết kiệm

không gian, giữa cảm giác thoải mái và khả năng điều khiển và giúp chiếc xe uốn cong

nhiều hơn Tiếp nhận và dập tắc được các dao động của măt đường, đảm bảo tính ổn định

khi xe chuyển động

Hệ thống treo phía sau là là hệ thống treo phụ thuộc với liên kết 4 điểm và dầm cầu

xoắn chữ H tạo ra khoảng sáng gầm xe cao và thoáng, nâng cao được tính cơ động của

động cơ.Có cấu tạo đơn giảnvà độ cứng vững cao

Việc nâng cấp này cải thiện rất lớn hệ thống treo, giúp xe vận hành êm ái hơn, đỡ

rung sóc, giảm ồn, vào cua, chuyển làn chắc chắn

Khung gầm và thân xe sử dụng thép cứng cường độ cao và thép chống rỉ, tăng độ

bền, độ cứng cho thân xe với thanh dầm được làm dày hơn 20mm, tăng số lượng điểm

hàn liên kết thân xe và gầm xe, cải thiện khả năng vận hành và bổ sung thêm các tấm lót

sàn xe, tăng khả năng cách âm

2.2.5 Hệ thống truyền lực

a Ly hợp

Ly hợp là một bộ phận có nhiệm vụ truyền và ngắt mô men xoắn từ trục khuỷu

động cơ tới hệ thống truyền lực, đồng thời nó đóng vai trò như là một bộ phận an toàn cho

động cơ và hệ thống truyền lực khi quá tải

Trên ô tô được trang bị loại ly hợp ma sát với một đĩa bị động, và sử dụng lò xo

đĩa để tạo lực ép.Với kết cấu như vậy mang lại sự đơn giản, nhỏ gọn và giảm được giá

thành Trên đĩa bị động, các tấm ma sát được liên kết với xương đĩa bằng mối ghép đinh

tán với tổng chiều dày của đĩa bao gồm cả xương đĩa khi còn mới dao động trong khoảng

từ 8,4 ÷ 9mm và khi mòn đến giới hạn cho phép là 6mm

Dẫn động đóng mở ly hợp cũng được thực hiện bằng thủy lực nhờ vậy mà hiệu

trình làm việc Dẫn động ly hợp trên xe không có trợ lực bởi vì xe có tải trọng lớn đồng thời sử dụng lò xo ép là loại đĩa nên lực cần thiết để mở ly hợp là đủ để mở ly hợp, nằm trong phạm vi cho phép mà người điều khiển có thể tác động được

b.Hộp số

Trên ô tô được trang bị hộp số sàn với 6 cấp, có khả năng tiết kiệm nhiên liệu càng cao Độ tăng tốc và vận hành xe cũng mượt nà hơn, giúp xe mạnh mẽ và mô men sinh ra lớn để xe vận tốt

Hộp số có kết cấu dạng hai trục cho phép bố trí nằm ngang cùng phương với trục khuỷu động cơ ở khoang phía trước giúp thuận tiện cho việc lắp đặt và làm giảm được không gian bố trí chung cho cả động cơ và hộp số

c.Các đăng

Bởi vì trong quá trình ô tô chuyển động sẽ có sự dịch chuyển tương đối giữa cầu xe với thân xe do vậy bộ phận truyền lực từ hộp số tới bánh xe chủ động cũng cần phải đảm

bảo được các dịch chuyển tương ứng này

Trên ô tô để truyền mô men xoắn từ trục ra hộp số tới các bán trục người ta sử dụng một khớp các đăng kiểu Tripot với kết cầu gồm trục chủ động nối với chạng ba bằng mối ghép then hoa mà trên có gắn bacon lăn một phần có dạng hình cầu được bố trí lệch nhau 1200, giữa chạng ba và trục chủ động còn được định vị thêm bởi vòng khóa nhằm hạn chế chạng ba dịch chuyển dọc trục chủ động Tất cả chúng được đặt trong vỏ các đăng nối liền với trục bị động sao cho trục chủ động và bị động có thể quay được theo các phương trong không gian và đồng thời dịch chuyển dọc trong các rãnh theo chiều dài của vỏ các đăng Như vậy mô men xoắn sẽ được truyền từ trục chủ động qua con lăn

để đến trục bị động và đưa tới bánh xe

d Vi sai và truyền lực chính

Nhằm đảm bảo sự khác nhau về tốc độ của các bánh xe ở hai phía khi quay vòng tránh hiện tượng trượt lê bánh xe trên mặt đường, đồng thời giảm được bán kính quay vòng tăng được tính cơ động của xe ô tô Vì thế trên các cầu xe chủ động cần phải có bộ

vi sai

Trên ô tô được trang bị bộ vi sai có dạng bánh răng côn với 2 bánh răng hành tinh được nối với trục mà trục này được gắn liền với bánh răng thứ cấp của truyền lực chính, hai bánh răng hành tinh này được ghép ăn khớp với hai bánh răng côn có gắn các bán trục

về hai phía để dẫn động bánh xe.Khi có cơ cấu vi sai này, nếu khi xe thực hiện quay vòng bằng cách cho phép bánh răng hành tinh của bộ vi sai lăn không trượt trên các cặp bánh

răng nối với các bán trục để tạo ra sự sai khác về tốc độ giữa hai bánh xe ở hai phía trên cùng một cầu xe, như vậy sẽ đảm bảo cho xe quay vòng được dễ dàng hơn

2.3 Phân tích các phương án thiết kế

Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm là :

- Ðộ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2 ÷ 0.4s)

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫn động chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào đĩa phanh

- Hiệu suất cao

- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp

- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Nhược điểm của dẫn động thủy lực :

- Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn động không làm việc được

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ lực để giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp

- Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động và mômen phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độ nhớt tăng

b Dẫn động khí nén

Dẫn động khí nén hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các ô tô máy kéo cỡ trung bình và lớn, cũng như trên các đoàn xe kéo móc

Dẫn động khí nén có những ưu điểm là :

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn tiếp tục làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm)

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác như : Phanh rơ mooc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động

Tuy nhiên dẫn động khí nén có các nhược điểm là:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10 ÷ 15 lần Nên kích thước và khối lượng của dẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

Dựa vào các ưu nhược điểm của dẫn động thủy lực và dẫn động khí nén, và dựa trên ôtô thiết kế là ôtô con 7 chỗ ta chọn loại dẫn động phanh cho xe thiết kế là dẫn động thủy lực với bầu trợ lực chân không

Dẫn động hệ thống phanh làm việc với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít nhất là hai dòng dẫn độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc được với hiệu suất nào đó Mỗi sơ đồ có các ưu khuyết điểm riêng Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào các yếu tố chính là:

- Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

- Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thông phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa các mômen phanh sinh ra với lực tác dụng lên bàn đạp và hành trình của nó

- Thời gian chậm tác dụng khi phanh không được vượt quá 0,6 s, khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2 s

Hình 2.3 Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực

1,2- Các xylanh bánh xe trước, sau;

3,6- Các dòng dẫn động (đường ống dẫn đến xylanh bánh xe);

4,5- Bộ phận phân dòng (Xylanh chính)

Dựa trên các ưu điểm của các sơ đồ dẫn động, và để đảm bảo các yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh trên xe ô tô thiết kế ta chọn sơ đồ dẫn động là sơ đồ hình 2.3e

Hình 2.4 Sơ đồ dẫn động phanh

1- Đĩa phanh; 2- Vành răng cảm biến; 3- Xilanh chính;

4- Bầu trợ lực chân không; 5 - Bàn đạp phanh;

2.3.2 Chọn cơ cấu phanh

Trên xe ô tô du lịch cần loại phanh an toàn, quảng đường phanh ngắn, kết cấu nhỏ gọn dể bố trí trên bánh xe, làm việc ổn định Trên ôtô du lịch cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng , vì nó có những ưu điểm:

- 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 tỉ 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 điều chỉnh khe hở

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của chúng 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 trong bánh xe

- Hiệu quả phanh không phụ chiều quay và ổn định hơn

- Điều kiện làm mát tốt hơn

Để đảm bảo các yêu cầu của hệ thống phanh trên xe ô tô du lịch ta chọn cơ cấu phanh cho xe thiết kế là cơ cấu phanh đĩa cho cả bánh trước và bánh sau của xe

Phanh đĩa có các loại: kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay, vòng ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rãnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hay ghép hai kim loại khác nhau

Trên ôtô sử dụng chủ yếu loại một đĩa quay dạng hở, ít khi dùng loại vỏ quay Trên máy kéo còn dùng loại vỏ và đĩa cố định, vòng ma sát quay

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

Để khắc phục 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

Vậy dựa trên các phân tích và tài liệu tham khảo ta chọn cơ cấu phanh cho xe thiết

kế là loại phanh dạng đĩa quay hở (thường được sữ dụng trên xe du lịch) cho bánh trước

và bánh sau

2.3.3 Cơ cấu phanh trước

Trên hình 2.5 là cơ cấu phanh trước Đĩa phanh trước có rảnh làm mát, đĩa sau không có rãnh làm mát Đĩa phanh của cơ cấu phanh trước trong quá trình phanh toàn bộ trọng lượng của xe sẽ dồn về phía trước nên đĩa phanh trước sẽ nhanh mòn, và độ dày của đĩa tăng ổn định lái khi phanh

Đĩa phanh được chế tạo bằng gang có xẻ rãnh thông gió

Má kẹp : Được đúc bằng gang rèn

Xylanh thuỷ lực : Được đúc bằng hơp kim nhôm

Hình 2.5 Cơ cấu phanh trước

1- Xi lanh; 2- Má phanh ; 3- Đĩa phanh; 4- Piston ; 5- Vít xả khí; 6- Bulong đường dầu

vào; 7- Giá đỡ phanh trước; 8- Trục xe

2.3.4 Cơ cấu phanh đĩa sau

Trên hình 2.6 là cơ cấu phanh sau Đĩa phanh lá loại đĩa đặc được chế tạo bằng

6

7 D

Các thân má phanh : Chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá

Tấm ma sát của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích ma sát khoảng

12-16 % diện tích bề mặt đĩa nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

Hình 2.6 Cơ cấu phanh sau

1- Má kẹp; 2- Má phanh; 3- Piston; 4- Vít xả khí; 5- Piston phanh dừng;

6- Thanh đẩy; 7- Trục xoay; 8-Đĩa phanh; 9-Gía đỡ phanh sau; 10- Trục xe

Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực còn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe, có kết cấu đơn giản, dễ bố trí Thân của xylanh được chế tạo bằng gang xám, bề mặt làm việc được mài bóng Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm

Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về vị trí ban đầu nhờ bộ đàn hồi của vòng làm kín

và độ đảo chiều trục của đĩa Khi nhả phanh các má phanh luôn được giữ cách mặt đĩa một khe hở nhỏ do đó tự động điều chỉnh khe hở

14