Tính toán, thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ dựa trên xe mitsubishi pickup triton l200 – 2017

TÓM TẮT Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ dựa trên xe Mitsubishi Pickup Triton L200 – 2017 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Cường Số thẻ sinh viên: 103150029 Lớp: 15

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

XE Ô TÔ CON 4 CHỖ DỰA TRÊN CƠ SỞ XE MITSUBISHI PICKUP TRITON L200 - 2017

Người hướng dẫn: TS NGUYỄN VĂN ĐÔNG

Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN CƯỜNG

Số thẻ sinh viên: 103150029

Lớp: 15C4A

Đà Nẵng, 12/2019

TÓM TẮT

Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ dựa trên xe Mitsubishi Pickup Triton L200 – 2017

Sinh viên thực hiện: Lê Văn Cường

Số thẻ sinh viên: 103150029 Lớp: 15C4A

Đồ án tốt nghiệp gồm:

➢ Nội dung bản thuyết minh gồm 6 chương:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh

Chương 2: Giới thiệu xe Mitsubishi Triton 2017

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

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

Chương 5: Mô phỏng hoạt động của cơ cấu phanh trước bằng phần mềm Catia Chương 6: Quy trình tháo sửa chữa hệ thống phanh trên xe thiết kế

➢ 9 bản vẽ A3 bao gồm:

Bản vẽ sơ đồ tổng thể của ô tô Mitshubishi Triton

Bản vẽ sơ đồ dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không

Bản vẽ sơ đồ các loại phanh đĩa trên ô tô

Bản vẽ sơ đồ hệ thống phanh chính, phanh ABS trên xe thiết kế

Bản vẽ kết cấu xi lanh chính

Bản vẽ kết cấu bầu trợ lực chân không

Sơ đồ kết cấu phanh đĩa trước

Sơ đồ kết cấu phanh đĩa sau

Bản vẽ sơ đồ nguyên lí hoạt động của hệ thống phanh ABS

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

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:

Các thông số kỹ thuật chính của xe và của các bộ phận trong hệ thống phanh trên

xe ô tô Mitsubishi Triton từ tài liệu do nhà chế tạo cung cấp

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh

Chương 2: Giới thiệu xe Mitsubishi Triton 2017

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

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

Chương 5: Mô phỏng hoạt động của cơ cấu phanh trước bằng phần mềm Catia

Chương 6: Quy trình tháo sửa chữa hệ thống phanh trên xe thiết kế

4 Các bản vẽ, đồ thị:

1 Bản vẽ sơ đồ tổng thể của ô tô Mitshubishi Triton 1/A3

2 Bản vẽ sơ đồ dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không 1/A3

3 Bản vẽ sơ đồ các loại cơ cấu phanh đĩa trên ô tô 1/A3

4 Bản vẽ sơ đồ hệ thống phanh chính, phanh ABS trên xe

thiết kế

1/A3

9 Bản vẽ sơ đồ nguyên lí hoạt động của hệ thống phanh ABS 1/A3

TS Nguyễn Văn Đông Toàn bộ nội dung bản thuyết minh, tính toán

PGS.TS Dương Việt Dũng

TS Nguyễn Văn Đông

i

LỜI NÓI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo Kỹ sư ngành Cơ Khí Giao Thông thì đồ án tốt nghiệp

là không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà mọi sinh viên cần phải hoàn thành, để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô tô Trong quá trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào tìm hiểu một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là việc quan trọng Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu về kiến thức

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 trên ô tô là một hệ thống rất quan trọng trên xe, nó dùng để dừng hẳn xe hoặc giảm tốc độ xe xuống một tốc độ nhất định theo sự điều khiển của người lái

xe Nên hệ thống phanh ô tô cần phải đảm bảo: Hoạt động tin cậy dưới mọi hoàn cảnh

và điều kiện thời tiết đồng thời cần phải tối ưu để dễ dàng điều khiển, thuận lợi nhất cho người lái

Trong tập đồ án tốt nghiệp này em chọn và thực hiện đề tài “Tính toán và thiết

kế hệ thống phanh của xe con 4 chỗ trên cơ sở xe Mitsubishi Pickup Triton 2017” Nội dung của đề tài này giúp em hệ thống được những kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu các hệ thống của ôtô nói chung và hệ thống phanh của ôtô Mitshubishi Triton nói riêng;

từ đây có thể đi sâu nghiên cứu về chuyên môn

Để có thể hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy giáo hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Đông đã dành những phần thời gian quý báu để chỉ bảo tận tình, giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đồ án Và em cũng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy, cô đang giảng dạy trong khoa cơ khí giao thông trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã truyền đạt lại những kiến thức quý báu từ cơ bản đến chuyên môn để em có thể vận dụng và hoàn thành được đồ án này

Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp, chưa tiếp xúc được nhiều với thực tiễn cũng như các tài liệu tham khảo còn quá ít trong khi đó thời gian thực hiện cũng có hạn nên trong đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những lời chỉ dẫn thêm từ các thầy

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Lê Văn Cường

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những nội dung trong tập đồ án này là do chính tôi thực hiện

và được sự hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Văn Đông Các nội dung, kết quả trong

đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây

Những số liệu có trong nội dung được thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình

Lê Văn Cường

iii

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ 2

Mục đích, ý nghĩa của đề tài 2

Chương 2: GIỚI THIỆU XE MITSUBISHI TRITON 2017 7

2.1 Giới thiệu chung về xe ô tô Mitsubishi Triton 2017 7

2.1.1 Động cơ 9

2.1.2 Hệ thống truyền lực 10

2.1.3 Hệ thống lái 12

2.1.4 Hệ thống phanh 12

2.1.5 Hệ thống treo 13

2.1.6 Hệ thống điện 13

2.1.7 Thiết bị phụ 13

2.2 Phân tích các phương án thiết kế 15

2.2.1 Phương án thiết kế dẫn động phanh 15

2.2.1.1 Phương án dùng dẫn động thủy lực 15

2.2.1.2.Phương án dùng dẫn động khí nén 17

2.2.1.3 Lựa chọn phương án thiết kế dẫn động phanh 16

2.3 Phương án thiết kế sơ đồ hệ thống phanh 16

2.4.1 Phân tích các phương án thiết kế cơ cấu phanh 18

2.4.2 Cơ cấu phanh trước 20

2.4.3 Cơ cấu phanh sau 20

Chương 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE THIẾT KẾ 23

3.1.Tính toán thiết kế cơ cấu phanh 23

Tính toán mômen phanh yêu cầu ở các cơ cấu phanh 23

3.2 Hệ số phân bố lực phanh lên các trục của bánh xe 27

3.3 Mômen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu 28

3.4 Tính toán xác định bề rộng má phanh 29

3.5 Tính toán kiểm tra công trượt riêng và nhiệt độ hình thành ở cơ cấu phanh 32

3.5.1 Tính toán kiểm tra công trượt riêng 32

3.5.2 Tính toán kiểm tra nhiệt độ hình thành ở cơ cấu phanh 33

3.6 Hành trình dịch chuyển đầu pittong xy-lanh công tác của cơ cấu ép 34

3.7 Đường kính xy-lanh chính và xy-lanh công tác 34

3.7.1 Đường kính xy-lanh công tác 34

3.7.2 Đường kính xy-lanh chính 35

3.8 Hành trình dịch chuyển của piston xy lanh 36

3.9 Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh 37

3.10 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa có trợ lực 37

3.11 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp khi có trợ lực 38

3.12 Đường kính xy- lanh của bầu trợ lực 39

3.13 Tính toán các chỉ tiêu phanh 39

3.13.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 40

3.13.2 Thời gian phanh 40

3.13.3 Quãng đường phanh 41

Chương 4: HỆ THỐNG ABS SỬ DỤNG TRÊN XE Ô TÔ THIẾT KẾ 43

4.1 Chức năng và nhiệm vụ của hệ thống ABS 43

4.2 Hệ thống ABS được sử dụng trên xe thuyết kế 44

Một số bộ phận chính 45

4.3 Xây dựng quy luật thay đổi các thông số khi phanh có ABS 49

4.4 Nguyên lí làm việc của hệ thống ABS được sử dụng trên xe thuyết kế 55

Chương 5: GIỚI THIỆU KẾT CẤU CHÍNH TRONG HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE THIẾT KẾ 59

5.1.Cơ cấu phanh trước 59

5.2.Cơ cấu phanh sau 60

5.3 Bầu trợ lực chân không 60

Chương 6: QUY TRÌNH THÁO SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE THIẾT KẾ 63

6.1 Những hư hỏng và biện pháp khắc phục 63

6.1.1 Những công việc bảo dưỡng cần thiết 64

6.1.2 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, các bộ phận chính 64

6.1.3 Kiểm tra hệ thống phanh 65

6.2 Quy trình tháo cơ cấu phanh tay 66

6.3 Quy trình tháo bộ trợ lực phanh 67

v

6.4 Quy trình tháo dẫn động phanh thủy lực 69

6.5 Quy trình tháo xilanh phanh chính 69

6.6 Quy trình tháo thay má phanh đĩa phanh 70

KẾT LUẬN 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Danh sách bảng

BẢNG 2.1 BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ TRANG THIẾT BỊ CỦA XE TRITON

2017 9

BẢNG 3.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH 23

BẢNG 3.2 CÁC THÔNG SỐ CHO CƠ CẤU PHANH TRƯỚC 30

BẢNG 3.3 THÔNG SỐ CHO CƠ CẤU PHANH SAU 312

BẢNG 4.1 QUAN HỆ GIỮA HỆ SỐ BÁM DỌC φx VÀ ĐỘ TRƯỢT λ 23

BẢNG 4.2 QUAN HỆ GIỮA MÔ MEN PHANH Mp VÀ ĐỘ TRƯỢT λ 30

BẢNG 4.3 QUAN HỆ GIỮA MÔ MEN PHANH TRƯỚC Mpt VỚI ĐỘ TRƯỢT λ Ở GIAI ĐOẠN TĂNG ÁP SUẤT 312

BẢNG 4.4 QUAN HỆ GIỮA MÔ MEN PHANH TRƯỚC MPT VỚI ĐỘ TRƯỢT λ Ở GIAI ĐOẠN GIẢM ÁP SUẤT 23

BẢNG 4.5 QUAN HỆ GIỮA MÔ MEN PHANH TRƯỚC MPT VỚI ĐỘ TRƯỢT λ Ở GIAI ĐOẠN GIỮ ÁP SUẤT 30

BẢNG 4.6 QUAN HỆ GIỮA MÔ MEN PHANH TRƯỚC MPT VỚI ĐỘ TRƯỢT λ Ở GIAI ĐOẠN TĂNG ÁP SUẤT TIẾP THEO 30

Danh sách hình vẽ HÌNH 1.1 XE BUÝT MẤT PHANH ĐÂM HÀNG CHỤC XE MÁY 3

HÌNH 1.2 HIỆN TRƯỜNG VỤ TAI NẠN XE CONTAINER ĐÂM HÀNG LOẠT XE MÁY Ở LONG AN 3

HÌNH 1.3 DẦU PHANH TRONG DẪN ĐỘNG THỦY LỰC 4

HÌNH 1 4 ĐÈN BÁO ÁP SUẤT DẦU Ở MỨC THẤP 4

HÌNH 1.5 KHI BỘ ĐIỀU KHIỂN ABS BỊ LỖI ĐÈN SẼ CẢNH BÁO 5

HÌNH 1.6 XE ĐỔ DỐC TRÊN ĐƯỜNG ĐÈO 5

HÌNH 2.1 HÌNH DÁNG BÊN NGOÀI XE MITSUBISHI TRITON 7

HÌNH 2.2 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA XE TRITON 2017 BẢN 2WD 8

HÌNH 2.3 ĐỘNG CƠ DIESEL MIVEC 2.4L-181PS 10

HÌNH 2.4 HỘP SỐ TỰ ĐỘNG 5T 11

HÌNH 2.5 VI SAI CHỐNG TRƯỢT TỰ ĐỘNG 11

HÌNH 2.6 VÔ LĂNG CÓ LẪY CHUYỂN SỐ 13

HÌNH 2.7 HỆ THỐNG TREO TRÊN XE TRITON 13

HÌNH 2.8 NỘI THẤT KHOANG LÁI XE 14

HÌNH 2.9 BẢNG TAP LÔ VÀ ĐỒNG HỒ CỦA XE 14

vii

HÌNH 2.10 CÁC SƠ ĐỒ PHÂN DÒNG DẪN ĐỘNG PHANH THUỶ LỰC 17

HÌNH 2.11 SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG PHANH 18

HÌNH 2.12 PHANH ĐĨA LOẠI VỎ QUAY, KÍN 19

HÌNH 2.13 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ CỦA PHANH ĐĨA 18

HÌNH 2.14 CƠ CẤU PHANH TRƯỚC 20

HÌNH 2.15 CƠ CẤU PHANH SAU ………221

HÌNH 3.1 SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ KHI PHANH 24

HÌNH 3.2 CƠ CẤU PHANH KIỂU ĐĨA 28

HÌNH 3.3 SƠ ĐỒ TÍNH TRUYỀN ĐỘNG PHANH DẦU CÓ TRỢ LỰC TRỰC TIẾP 39

HÌNH 3.4 GIẢN DỒ PHANH 39

HÌNH 4.1 QUÁ TRÌNH PHANH CÓ VÀ KHÔNG CÓ ABS TRÊN ĐOẠN ĐƯỜNG CONG 44

HÌNH 4.2 SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CỦA HỆ THỐNG CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE 49

HÌNH 4.3 CÁC LỰC VÀ MÔMEN TÁC DỤNG LÊN BÁNH XE KHI PHANH 50

HÌNH 4.5 SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ KHI PHANH CÓ ABS 49

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 49

HÌNH 4.7 QUÁ TRÌNH PHANH ĐIỂN HÌNH CỦA Ô TÔ CÓ TRANG BỊ ABS

HÌNH 4.8 QUÁ TRÌNH PHANH ĐIỂN HÌNH CỦA Ô TÔ CÓ TRANG BỊ ABS

HÌNH 4.9 SƠ ĐỒ ABS DÙNG VỚI HỆ THỐNG PHANH CỔ ĐIỂN CÓ XILANH CHÍNH 45

HÌNH 4.10 SƠ ĐỒ CỦA KHỐI ĐIỀU KHIỂN ABS VỚI CÁC TÍN HIỆU ĐẦU VÀO, ĐẦU RA 46

HÌNH 4.11 VỊ TRÍ LẮP CẢM BIẾN TỐC ĐỘ 47

HÌNH 4.12 CẤU TẠO CẢM BIẾN 47

HÌNH 4.13 DẠNG XUNG ĐIỆN ÁP Ở HAI ĐẦU CUỘN DÂY CẢM BIẾN TỐC ĐỘ 48

HÌNH 4.14 BỘ ĐIỀU KHIỂN THUỶ LỰC (HCU) 48

HÌNH 4.15 BƠM ĐIỆN 55

HÌNH 5.1 GIAO DIỆN LÀM VIỆC 3D CỦA MÔI TRƯỜNG PART 56

HÌNH 5.2 GIAO DIỆN LÀM VIỆC 2D CỦA MÔI TRƯỜNG PART 57

HÌNH 6.1 THÁO RỜI BỘ TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG 69

HÌNH 6.2 CẤU TẠO BƠM CHÂN KHÔNG 69

MỞ ĐẦU

Ngành công nghiệp ô tô – máy kéo chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền kinh

tế Quốc dân nói chung và giao thông vận tải nói riêng Nó quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát triển kinh tế của một quốc gia Ngày nay, trên ô tô đã áp dụng những công nghệ tiên tiến như công nghệ điện tử, điều khiển tự động, vật liệu mới… làm cho

ô tô ngày càng trở lên đa dạng và có những tiến bộ vượt bậc về công nghệ

Tuy nhiên, dù ở giai đoạn nào của sự phát triển, khi kỹ thuật ngày càng hoàn thiện thì sự an toàn vẫn được đặt lên hàng đầu nhằm bảo vệ tính mạng con người và giảm thiệt hại về vật chất Và đây cũng chính là nhiệm vụ và yêu cầu mà hệ thống phanh trên ô tô cần thực hiện được

Ngày nay, hệ thống phanh trên ô tô cũng có những tiến bộ đáng kể, như phải kể đến là hệ thống chống bó cứng bánh xe(ABS), hệ thống cân bằng điện tử…giúp cho ô

tô có được sự an toàn cao nhất có thể

Dựa trên yêu cầu trong sự phát triển chung hiện nay, em đã lựa chọn đề tài: “Tính toán và thiết kế hệ thống phanh trên xe ô tô con 4 chỗ dựa trên cơ sở xe Mitsubishi Pickup Triton 2017 ” để làm đề tài thiết kế cho đồ án tốt nghiệp của mình Đề tài được thực hiện dựa trên cơ sở số liệu của xe Mitsubishi Triton cùng với các tài liệu tham khảo

và hướng dẫn tính toán

Ngoài các mục đích chính đã được nêu ở trên, thì đề tài còn giúp bạn đọc hiểu rõ hơn hệ thống phanh trên ô tô, đặc biệt là hệ thống phanh đĩa dẫn động thủy lực trên ô tô hiện nay

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực hiện

Lê Văn Cường

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ

Mục đích, ý nghĩa của đề tài

Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ở nước ta, số người sử dụng ô

tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tai nạn giao thông ngày càng nhiều Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tai nạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất,luôn được quan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ

thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Ðó là lý do em chọn đề tài “TÍNH TOÁN,

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ 4 CHỖ DỰA TRÊN CƠ SỞ

XE MITSUBISHI PIKUP TRITON - 2017” 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

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đấy Ngoài ra hệ thống phanh cũng đảm bảo giữ cố định xe trong thời gian dừng xe, đặc biệt là khi dừng xe ở đoạn đường dốc Đối với ô tô, hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất, bởi vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn

ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm, nhờ vậy mà nâng cao được năng suất vận chuyển và an toàn cho người và hàng hóa trong quá trình vận hành xe

Với những công dụng như trên, hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau: Quãng đường phanh là ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm Muốn

có quãng đường phanh ngắn nhất cần đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay cần điều khiển không lớn Dẫn động phanh có độ nhạy cao Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe hợp lý để sử dụng hoàn

toàn trọng lượng bám khi phanh ở những cường độ khác nhau Đảm bảo tránh hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường Vì trượt lết trên mặt đường sẽ gây ra mòn lốp

và làm mất khả năng dẫn hướng chuyển động 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 với lực phanh trên bánh xe Có khả năng phanh khi dừng trong thời gian dài

Hình 1.1 Xe buýt mất phanh đâm hàng chục xe máy

Hình 1.2 Hiện trường vụ tai nạn xe container đâm hàng loạt xe máy ở Long An Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất của tai nạn ”mất phanh” là mất áp suất dầu phanh Phanh hoạt động được nhờ áp suất thủy lực bên trong hệ thống, do đó, nếu có sự rò rỉ dầu phanh trong đường ống dẫn dầu phanh hay xi lanh phanh thì hệ thống phanh sẽ không có đủ áp lực để thực hiện việc giảm tốc Khi xảy ra rò rỉ nghiêm trọng, đèn báo lỗi phanh sẽ sáng lên để cảnh báo cho bạn và chiếc xe sẽ không an toàn khi vận hành trong tình trạng này

Hình 1.3 Dầu phanh trong dẫn động thủy lực

Kiểm tra bình chứa dầu phanh, nếu mực dầu quá thấp nghĩa là đã có rò rỉ dầu phanh nghiêm trọng, cần kiểm tra lại toàn bộ hệ thống phanh để tìm ra nơi bị rò rỉ và khắc phục Rò rỉ có nhiều nguyên nhân nhưng nếu mực dầu phanh quá thấp chứng tỏ phớt cao su làm kín trong hệ thống phanh bị vỡ hoặc đường ống dẫn dầu bị gỉ

Các đường ống phanh được làm bằng đồng và có thể bị ăn mòn nhanh ở một số

chỗ đặc biệt, sau một thời gian sẽ bị mài mòn và có chất lượng kém hơn những chỗ khác trên ống dầu, do đó dầu phanh sẽ bị rò rỉ và xe có thể bị mất phanh

Nếu đạp phanh nhưng tác dụng không mấy hiệu quả thì có thể là có không khí trong hệ thống Lúc này cần xả gió hệ thống phanh để loại bỏ các bọt khí Đôi khi cũng

có thể là do piston bên trong xi lanh chính bị hỏng

Nguyên nhân khác có thể gây mất phanh là do bộ điều khiển ABS bị lỗi Do sự

rò rỉ nên áp suất bên trong giảm và không thể truyền hết được áp lực phanh khi đạp phanh

Chất bẩn bên trong dầu phanh cũng có thể đi vào bộ điều khiển và ngăn không cho van nạp-xả đóng mở khiến cho phanh bị hỏng

Hình 1 4 Đèn báo áp suất dầu ở mức thấp

Hình 1.5 Khi bộ điều khiển ABS bị lỗi đèn sẽ cảnh báo Nguyên nhân mất phanh cũng có thể do tài xế gây ra, đó là đạp phanh liên tục trong thời gian dài (thường xảy ra khi xe đổ dốc trên đường đèo) làm cho bố phanh bị cháy dẫn đến phanh hoạt động kém hiệu quả

Để tránh điều này, người lái không nên rà phanh trong một thời gian dài, thay vào đó có thể sử dụng động cơ để giảm tốc độ của xe (bằng cách gài về số thấp)

Hình 1.6 Xe đổ dốc trên đường đèo Trong nhiều vụ tai nạn vừa qua liên quan đến xe tải trọng lớn, mất phanh, mất lái

là phổ biến Phanh là bộ phận giúp xe giảm tốc tiến tới giảm hẳn chuyển động Tuy nhiên, sau nhiều vụ tai nạn, câu hỏi thường đặt ra, vì sao phanh mất tác dụng? Do người lái hay do chất lượng xe?

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 Chính vì những lí do như vậy nên em đã chọn

đề tài này

Chương 2: GIỚI THIỆU XE MITSUBISHI TRITON 2017

2.1 Giới thiệu chung về xe ô tô Mitsubishi Triton 2017

Cuộc chạy đua ở phân khúc xe bán tải lại tiếp tục “tăng nhiệt” khi những tháng cuối năm 2016 chứng kiến một loạt các nhà sản xuất tung ra các tân binh của riêng mình

Trong đó không thể bỏ qua Mitsubishi Triton 2017 với phiên bản cao cấp nhất nay đã

được hãng xe Nhật Bản quyết định nâng cấp với động cơ diesel MIVEC lần đầu tiên xuất hiện tại Việt Nam Bên cạnh đó còn là một vài thay đổi về thiết kế nội-ngoại thất cùng sự bổ sung các tính năng an toàn để chiếc pick-up hiện đại và thực dụng hơn

Hình 2.1 Hình dáng bên ngoài xe Mitsubishi Triton

Sự thay đổi duy nhất về tên gọi và giá bán của Triton 2917 chỉ nằm ở bản

“full-option”, hiện tại vào cuối tháng 2/2017 gia đình pick-up Mitsubishi bao gồm năm thành viên như sau:

 Mitsubishi Triton 4x4 AT MIVEC

Có thể thấy, Mitsubishi Motor Việt Nam tiếp tục tối ưu giá trị đầu tư dành cho khách hàng khi mà so với phiên bản hai cầu số tự động trước đây, Triton MIVEC chỉ

“nhích” lên thêm mười triệu đồng trong khi xe sở hữu một loạt các thay đổi rất “đáng tiền” Vậy lý do nào khiến các đối thủ như Toyota Hilux, Nissan NP300 Navara, Isuzu D-Max hay Mazda BT-50 phải dè chừng Mitsubishi Triton

Hình 2.2 Kích thước cơ bản của xe Triton 2017 bản 2WD Mặc dùng chấp nhận “lược bớt” cụm đèn pha cũng như hệ thống giải trí nhưng

rõ ràng Triton 4x4 AT MIVEC cùng Triton 4x2 AT MIVEC với giá bán 785 và 700 triệu vẫn là một “món hời” lớn khi được Mitsubishi tập trung nâng cấp về hiệu năng vận hành cũng như tính năng hỗ trợ an toàn Nếu bạn cần một chiếc bán tải đáng tin cậy, bền

bỉ đồng thời linh hoạt, cơ động để phục vụ cho mọi nhu cầu đi lại từ đơn giản đến phức tạp, vận chuyển hàng hóa hay phục vụ gia đình cho những chuyến đi xa thì nay Triton

2017 thật sự là một sự lựa chọn phù hợp

Bảng 2.1 Bảng thông số kỹ thuật và trang thiết bị của xe Triton 2017

vòng nhỏ nhất

m

5.9 Khoảng sáng

2.5L Diesel High Power VGT

2.4L Diesel MIVEC

2.4L Diesel MIVEC

Công suất cực

đại

PS/rp

m 136/4.000 178/4.000 178/4.000 181/3.000 181/3.500 Momen xoắn

5MT 5AT-sport

mode

5ATsport mode

2.1.1 Động cơ

MITSUBISHI TRITON được trang bị động cơ Diesel MIVEC giúp tăng được công suất và mô men xoắn, đặc biệt tiết kiệm nhiên liệu với công nghệ điều khiển van bằng điện tử Đây là động cơ đầu tiên trên các dòng xe được làm bằng nhôm trên các dòng pikup, giúp chiếc xe được giảm trọng lượng và tăng hiệu quả khi xe vào cua MITSUBISHI TRITON 2017 là chiếc xe có tỉ số công suất trên trọng lượng tốt nhất mang lại khả năng vận hành mạnh mẽ và vô cùng ấn tượng

MITSUBISHI TRITON 2017 được trang bị công nghệ tăng áp và biến thiên High Power VGT và kết hợp với đó là hệ thống phun nhiên liệu điện tử Common Rail, giúp gia tăng công suất động cơ lên đến 30% mang lại cho chiếc xe sự vận hành mạnh mẽ và vượt mọi địa hình

Hình 2.4 Hộp số tự động 5T

Hệ thống truyền động SUPER SELECT-II, nút chuyển cầu điện và khóa vi sai trung tâm: Hiện nay ở các đối thủ khác đều có 3 chế độ vạn hành nhưng ở MITSUBISHI TRITON 2017 được trang bị hệ thống truyền động Super Select-II như một chiếc xe SUV thực thụ, với 4 chế độ vận hành hiện đại 2H-4H-4HLc-4LLc, sẽ giúp cho thao tác chuyển cầu trở nên đơn giản hơn bằng thao tác xoay nút chuyển cầu điện Hệ thống truyền động này kết hợp với 4 chế độ vận hành và nút chuyển cầu điện sẽ giúp cho chiếc

xe vượt mọi địa hình hiểm trở

Visai chống trượt tự động (HYBRIT LSD): sẽ giúp duy trì lực kéo tối ưu nhất, bất

kể là ở trên bề mặt trơn trượt hay gồ ghề, giúp chiếc xe vận hành an toàn nhất

Hình 2.5 Vi sai chống trượt tự động

2.1.3 Hệ thống lái

- Hệ thống lái trên xe MITSHUBISHI TRITON 2017 là hệ thống lái cơ khí với tay

lái trợ lực thủy lực, giúp tay lái nhẹ hơn khi chạy xe ở tốc độ thấp và trở lại mức bình thường khi xe chạy ở tốc độ cao

- Hệ thống lái xe MITSUBISHI TRITON bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái, và trợ lực lái

- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chức năng của thanh lái ngang trong hình thang lái

- Dẫn động lái gồm có: Vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối

- Trợ lực lái gồm các bộ phận cơ bản: bơm dầu, van phân phối và xi lanh lực

- Bán kính vòng quay: Bán kính vòng quay tối thiểu 5,9 m

- Vô lăng linh hoạt: Lẫy số được tích hợp ngay trên vô lăng, sẽ mang lại cảm giác điều khiển như một chiếc xe thể thao thực sự Tiếp theo là hệ thống trợ lực lái sẽ giúp thao tác điều khiển xe được nhẹ nhàng hơn, đồng thời cũng cho phép giảm bớt được nhiều số vòng quay của vô lăng giúp người lái linh hoạt và thoải mái hơn rất nhiều

Hình 2.6 Vô lăng có lẫy chuyển số

2.1.4 Hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe MITSUBISHI TRITON 2017 là hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước, cơ cấu phanh tang trống ở cầu sau Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) kết hợp hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake Force Distribution) cùng thiết bị cảm biến bên trong để đảm bảo tối ưu hóa trên mọi địa hình

2.1.5 Hệ thống treo

Mitsubishi Triton 2017 được trang bị hệ thống treo cực kì cứng: Hệ thống treo trước

được kết hợp với tay đòn kéo và lò xo cuộn, hệ thống treo sau thì được kết hợp với lá nhíp cực kì vững chãi giúp chiếc xe vận hành ổn định ngay cả khi đạt tải trọng tối đa

- Hệ thống thông gió, sưởi ấm, điều hoà nhiệt độ, bộ gạt nước, rửa kính…

- Hệ thống âm thanh gồm có dàn CD 1 đĩa cho xe 4x2 và dàn CD 6 đĩa cho xe 4x4,

và dàn loa Ford Everest mang lại sự thư giãn qua âm nhạc trên đường xa

2.1.7 Thiết bị phụ

Tiến vào bên trong cabin thiết kế theo triết lý J-line để tối ưu tính tiện dụng cũng như

không gian dành cho hành khách, Mitsubishi mang đến một bất ngờ lớn khi họ mang đến tay lái thiết kế theo ngôn ngữ Dynamic Shield đầy hiện đại và cá tính Không còn kiểu vô-lăng ba chấu “cổ điển” rất quen thuộc của Mitsubishi, thay vào đó các chi tiết được chế tạo tỉ mỉ và đầy đẹp mắt

Hình 2.8 Nội thất khoang lái xe Vòng gỗ và phần còi được bọc da cùng khâu chỉ nổi tinh tế, hai hốc tay lái ở hướng

4 giờ và 8 giờ viền nhũ bạc trong khi các nút bấm làm từ nhựa bóng Cũng không thể

bỏ qua hai lẫy chuyển số thể thao được bố trí gọc phía sau đầy “gợi mở” với người lái, hứa hẹn khả năng vận hành ưu việt từ động cơ MIVEC 2.4L

Trở lại với hai hàng ghế, hai phiên bản Triton MIVEC trang bị 5 vị trí ngồi bọc

da, ghế lái chỉnh điện 8 hướng, ghế phụ “chỉnh cơm”, ba hành khách phía sau có được

ba tựa đầu cùng không gian để chân rộng rãi Ngoài ra tựa lưng có độ nghiêng tốt hơn

các đối thủ cùng phân khúc cũng là một điểm cộng đáng giá của Triton 2017 trong

những chuyến đi đường dài

Tablo giữ nguyên tạo hình cân xứng, mở rộng về hai bên cũng như chất liệu nhựa cứng chủ đạo, bảng điều khiển trung tâm gọn gàng với màn hình cảm ứng 6.1-inch và

các nút bấm của hệ thống điều hòa Đồng hồ hiễn thị của Mitsubishi Triton 2017 được

tinh chỉnh lại đôi chút để trở nên trẻ trung, bắt mắt hơn nhờ hai cụm vận tốc – vòng tua phối màu mới và điểm thêm các vân giả cacbon tinh xảo

Hình 2.9 Bảng tap lô và đồng hồ của xe

Danh sách tiện nghi của bản cao cấp nhất bị cắt giảm đôi chút khi hệ thống giải trí không còn đầu DVD và khả năng kết nối Bluetooth, danh sách giải trí của bộ đôi Triton MIVEC hiện có CD/AUX/USB/Radio và dàn loa 6 chiếc Các tính năng phục vụ cho người lái cũng như các hành khách trên xe gồm có điều hòa tự động hai vùng độc lập, nút bấm khởi động đi cùng chìa khóa thông minh, hệ thống điều khiển hành trình Cruise Control, cảm biến gạt nước mưa tự động, cửa kính vị trí lái chỉnh điện chống kẹt,…

2.2 Phân tích các phương án thiết kế

Đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người ta sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là: dẫn động thủy lực và dẫn động khí nén

2.2.1 Phương án thiết kế dẫn động phanh

2.2.1.1 Phương án dùng dẫn động thủy lực

Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho xe ô tô du lịch, ô tô vận tải có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm chủ yếu sau: xylanh phanh chính, bộ trợ lực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe

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

2.2.1.2 Phương án dùng 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

- 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

2.2.1.3 Lựa chọn phương án thiết kế dẫn động phanh

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 4 chỗ ta chọn loại dẫn động phanh cho xe thiết kế là dẫn động thủy lực với bầu trợ lực chân không

2.3 Phương án thiết kế sơ đồ hệ thống phanh

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

- Mức độ phức tạp của dẫn động

Thường sử dụng nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H 2.10a) đây là sơ đồ phân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn Hiệu quả phanh đảm bảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó Tuy vậy khi dùng sơ đồ b và d lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng Điều này cần tính toán khi thiết kế hệ thống lái (dùng cánh tay đòn âm)

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

Hình 2.10 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)

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

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 2.10e

Hình 2.11 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;

2.4 Phương án thiết kế cơ cấu phanh

2.4.1 Phân tích các phương án thiết kế 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

Trên hình 2.12 là sơ đồ nguyên lý của cơ cấu phanh dạng đĩa quay hở Cấu tạo của

cơ cấu phanh gồm: đĩa phanh 4 gắn với moay ơ bánh xe, má kẹp 1 trên đó đặt các xi lanh thủy lực 2 Các má phanh gắn tấm ma sát 3 đặt hai bên đĩa phanh Khi đạp phanh, các piston của xi lanh thủy lực 2 đặt trên má kẹp 1 sẽ ép các má phanh 3 tỳ sát vào đĩa phanh 4, phanh bánh xe lại

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lí của phanh đĩa

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

Trên hình 2.13 là sơ đồ nguyên lý và kết cấu của cơ cấu phanh đĩa loại vỏ quay

Hình 2.13 Phanh đĩa loại vỏ quay, kín

Cơ cấu phanh gồm 2 phần 8 và 9 nối cứng và quay cùng moay ơ bánh xe Các đĩa phanh 11 và 12 lắp cố định, trên gắn các tấm ma sát, có rãnh nghiêng chứa các viên bi

10 và được dẫn động quay nhờ xi lanh thủy lực 2 Khi tác dụng lên bàn đạp, các đĩa phanh bị piston đẩy xoay ngược chiều nhau làm các viên bi trượt trên rãnh nghiêng, tách các đĩa ra ép chặt các vòng ma sát vào mặt trong của phần vỏ 8 và 9, phanh trục bánh

xe lại Trong một số kết cấu khác: vỏ 8 và 9 có thể lắp cố định Khi đó các vòng ma sát

sẽ được nối then hoa và quay cùng trục của bánh xe

Các cơ cấu phanh loại này kín hơn nhưng kết cấu phức tạp nên ít dùng trên ôtô 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

2.4.2 Cơ cấu phanh trước

Trên hình 2.14 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 dày và to hơn đĩa phanh sau,

vì 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 chiều dày từ 16 ÷ 25 mm

Má kẹp : Được đúc bằng gang rèn

Xylanh thuỷ lực : Được đúc bằng hợp kim nhôm

Hình 2.14 Cơ cấu phanh trước 1- Xi lanh; 2- Piston ; 3- Má phanh; 4- Đĩa phanh ; 5- Vòng tỳ;

6- Vòng làm kín; 7- Rãnh làm mát

2.4.3 Cơ cấu phanh sau

Trên hình 2.15 là cơ cấu phanh sau:

Với kết cấu như vậy thì điều kiện làm mát tốt hơn, nhiệt độ làm việc của cơ cấu phanh thấp Tuy nhiên kết cấu như vậy có độ cứng vững không cao Khi các chốt dẫn hướng bị mòn biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều, hiệu quả phanh giảm và gây rung động Đĩa phanh lá loại đĩa đặc được chế tạo bằng gang có chiều dày từ 8 ÷ 13, má kẹp được đúc bằng gang rèn

1- Xi lanh; 2- Piston ; 3- Má phanh; 4- Đĩa phanh ; 5- Vòng tì;

6- Vòng làm kín

Xylanh thuỷ lực được đúc bằng hơp kim nhôm Để tăng tính chống mòn và giảm

ma sát, bề mặt làm việc của xylanh được mạ một lớp crôm Khi xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trong các biện pháp để giảm nhiệt độ dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với má phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim

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.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

Nguyên lý làm việc: khi phanh người lái đạp bàn đạp, dầu được đẩy từ xylanh chính đến bộ trợ lực, một phần trực tiếp đi đến các xylanh bánh xe để tạo lực phanh, một phần theo ống dẫn đến mở van không khí của bộ trợ lực tạo độ chênh áp giữa hai khoang trong bộ trợ lực Chính sự chênh áp đó nó sẽ đẩy màng của bộ trợ lực tác dụng lên piston trong xylanh thủy lực tạo nên lực trợ lực hỗ trợ cho lực đạp của người lái Khi đó lực bàn đạp của người lái cộng với lực trợ lực sẽ tác dụng lên piston thủy lực ép dầu theo đường ống đến xylanh an toàn, rồi theo các đường ống dẫn độc lập đến các xylanh bánh

Hình 2.15 Cơ cấu phanh sau

xe trước và sau Dầu có áp lực cao sẽ tác dụng lên piston trong xilanh bánh xe ép má phanh vào má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh

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

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

THIẾT KẾ

3.1 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh

3.1.1 Tính toán mômen phanh yêu cầu ở các cơ cấu phanh

Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật chính

2 Công suất cực đại N emax 100/4000 KW/Vòng/phút

3 Mô men xoắn cực đại M emax 314/2000 Nm/Vòng/phút

4 Số vòng quay không tải n o 700 Vòng/phút

5 Dung tích xi lanh V h 2477 CC

6 Dài x Rộng x Cao LxWxH 5115 x 1775 x 1750 mm

8 Chiều rộng cơ sở trước/sau S 1505/1500 mm

9 Trọng lượng không tải G o 1780 Kg

10 Trọng lượng toàn tải G a 3060 Kg

11 Bán kính vòng quay tối

thiểu

12 Đường kính ngoài của đĩa

phanh trước và tang trống D1/D2

298/213

mm

Mômen phanh cần sinh ra được xác định từ điều kiện đảm bảo hiệu quả phanh lớn nhất tức là sử dụng hết lực bám để tạo lực phanh Muốn đảm bảo điều kiện đó lực phanh sinh ra cần phải tỷ lệ thuận với các phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh xe Trên hình 3.1 là sơ đồ lực tác dụng lên xe

v w

P

b a

Lo

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

Ga - Trọng lượng toàn bộ của ôtô, điểm đặt tại tọa độ trọng tâm

của xe, phương chiều như hình vẽ

G1 - Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu trước

G2 - Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu sau

Z1 - Phản lực pháp tuyến từ mặt đường lên bánh trước của xe

Z2 - Phản lực pháp tuyến từ mặt đường lên bánh sau của xe

Lo - Chiều dài cơ sở của xe

hg - Chiều cao trọng tâm của xe

a - Khoảng cách từ cầu trước đến tọa độ trọng tâm của xe

b - Khoảng cách từ cầu sau đến tọa độ trọng tâm của xe

Gọi Z1,Z2 lần lượt là phản lực pháp tuyến tại mặt đường tác dụng lên bánh xe cầu trước và cầu sau

- Tải trọng không tải : G0 = 1780 (kg)

- Trọng lượng toàn bộ: Ga = 3060 (kg)

- Theo catalog của xe tham khảo MITSUBISHI TRITON 2017 trọng lượng phân

bố lên cầu trước và cầu sau là:

G1 = 1260 (kg)

G2 = 1800 (kg)

Xác định tọa độ trong tâm: a, b, hg

Lấy mô men tại điểm O1 ta có:

Từ hình 3.1 ta viết được phương trình cân bằng mô men như sau:

+ Đối với cầu trước: Z2.L0 – Ga.a + Pj.hg = 0 (3.3)

+ Đối với cầu sau: Z1.L0 – Ga.b - Pj.hg = 0 (3.4)

Trong đó: φ là hệ số bám giữa lốp và mặt đường Khi tính toán để cho cơ cấu phanh

có khả năng sinh ra một momen cực đại luôn luôn lớn hơn hoặc tối thiểu bằng momen xác định theo điều kiện bám, ta lấy giá thị tối đa Đối với ôtô du lịch ta chọn  = 0 , 70;

Thay (3.6) vào (3.8) ta được lực bám của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường là:

g

h j b L

G

.

G

.

bx

L

G r

z

.2

L

G r

z

.2

2 0

2

Trong đó:

Mp1 - Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước

Pp1 - Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước

Mp2 - Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau

Pp2 - Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau

Z1 - Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu trước

Z2 - Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu sau

rbx - Bán kính làm việc của bánh xe, rbx = λ.r0 [mm]

r0 - Bán kính thiết kế của bánh xe, r0 = B +

2

d

.25,4 [mm]

d - Đường kính của vành bánh xe được tính theo đơn vị Anh (inch)

B - Bề rộng của lốp được tính theo đơn vị (mm)

Theo tài liệu tham khảo ta có kí hiệu lốp: 245/65R17

3.1.1.1 Đối với cơ cấu phanh trước

Mô men phanh của mỗi bánh xe cầu trước Mp1:

Thay giá trị vào các công thức (3.12) ta được:

MP1 = 6171 0,42864 = 2645,14 [N]

3.1.1.2 Ðối với cơ cấu phanh sau

Mô men phanh của mỗi bánh xe cầu sau Mp2:

Thay các giá trị trên vào công thức (3.14) ta được

MP2 = 4335,5 0,42864 = 1858,4 [N]

Vậy mômen phanh sinh ra ơ cầu trước là: MP1 = 2645,14 [N.m]

và mômen phanh sinh ra ơ cầu sau là: MP2 = 1858,4 [N.m]

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

Để có cơ sở chọn cơ cấu phanh hợp lý, trước hết cần tính toán đánh giá tỷ số phân

bố mômen phanh lên trục trước và trục sau theo hệ số phân bố lực phanh:

) (

) ( 2 1

2

1 12

bx g

bx g bx

bx bx

bx

h a

h b P

P M

M K

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

Với cơ cấu phanh đĩa thì việc hình thành mô men ma sát hoàn toàn tương tự li hợp

ma sát cơ khí (hình 3.2) Mô man ma sát của đĩa được tạo ra bởi hai guốc phanh có giá trị hoàn toàn bằng nhau Mg1=Mg2 nhờ ép bởi hai piston bắng nhau bố trí đối xứng qua đĩa có cùng áp lực dầu

Phanh đĩa thường có cơ cấu ép có tính đối xứng hoàn toàn về phương diện kết cấu qua mặt phẳng chứa đĩa phanh.Vì vậy mômen ma sát của đĩa được tạo ra bở hai má phanh có giá trị hoàn toàn giống nhau vì đĩa ép bởi 2 piston bằng nhau đối xứng qua đĩa

có cùng áp lực dầu

Hình 3.2 Cơ cấu phanh kiểu đĩa

)(

3

2 2

1 2 2

3 1 3 2 1

1

R R

R R P

3

2 2

1 2 2

3 1 3 2 2

2

R R

R R P

3

2

1 2 2

3 1 3 2

R R

R R P

R2 là bán kính ngoài của đĩa (lấy theo xe tham khảo)

R1 là bán kính trong của đĩa, chúng có thể được chọn theo kinh nghiệm bằng R1=0,52÷0,73R2

 là hệ số ma sát trượt giữa má phanh và đĩa phanh Theo số liệu kinh nghiệm  =0,3÷0,33.Chọn =0,33

Suy ra công thức tính các lực ép yêu cầu P đối với cơ cấu phanh đĩa được xác định như sau :

Thay số liệu vào ta có lực ép đối với cơ cấu phanh trước/sau

+ Cơ cấu phanh trước:

Khi các thông số khác đã được chọn và xác định theo mô men yêu cầu nêu trên thì bề rộng má phanh sẽ được xác định theo áp suất cho phép [q] hình thành đối với má phanh trong quá trình phanh

Với kiểu phanh đĩa, bề rộng má phanh có thể xác định theo lực ép P tạo ra cho đĩa phanh:

q R R q

A

P ms [2] (3.21)