ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA INNOVA E 2.0MT 2017

- KÈM BẢN VẼ CAD (nếu giao dịch qua zalo 0985655837) ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA INNOVA E 2.0MT 2017Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội là một trong những nơi nghiêncứu, giảng dạy hàng đầu về ôtô tại Việt Nam. Sau một quá trình học tập hơn 4năm tai trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội chúng em đã được tìm hiểu vềhầu hết các hệ thống trên ôtô. Trong các hệ thống trên ôtô thì hệ thống phanhlà một hệ thống rất quan trọng trên ôtô với vai trò đảm bảo tính an toànchuyển động của ôtô, giúp giảm thiểu đáng kể các tai nạn trên các tuyếnđường giao thông. Với các lý do như vậy em đã quyết định chọn hệ thốngphanh để tìm hiểu và nghiên cứu khi làm đồ án tốt nghiệp, em đi sâu vào tìmhiểu hệ thống phanh xe con với đề tài tốt nghiệp là: “ Nghiên cứu hệ thốngphanh trên xe Toyota Innova ’’.

1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH 2

DANH MỤC BẢNG 4

LỜI NÓI ĐẦU 5

1 Lý do chọn đề tài 5

2 Mục tiêu nghiên cứu 6

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 6

4 Nội dung nghiên cứu 6

6 Phương pháp nghiên cứu: 6

7 Giới hạn đề tài: 7

8 Các từ viết tắt trong bảng thuyết minh 7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 8

1.1 Khái niệm chung về phanh xe ô tô 8

1.2 Quá trình phát triển của hệ thống phanh trên xe ô tô 8

1.3 Công dụng, yêu cầu và phân loại 12

1.4 Kết cấu hệ thống phanh 14

CHƯƠNG II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA INNOVA E2.0 MT 2017 26

2.1.Thông số kỹ thuật xe Toyota Innova E2.0 MT 2017 26

2.2 Các chi tiết trong hệ thống phanh 29

CHƯƠNG III QUY TRÌNH KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH TRÊN DÒNG XE TOYOTA INNOVA E2.0 MT 201759 3.1 Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống phanh xe Toyota Innova E2.0 MT 2017 59

3.2 Các hư hỏng ở hệ thống phanh trên xe Innova 2017 73

KẾT LUẬN 87

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1: Cơ cấu phanh những thời kỳ đầu tiên 9

Hình 1 2: Ảnh minh họa phanh đĩa 10

Hình 1 3: Ảnh mẫu xe Model T 10

Hình 1 4: Phanh tang trống 11

Hình 1 5: Căn chỉnh lắp đặt phanh tang trống 12

Hình 1 6: Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực 15

Hình 1 7: Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh khí nén 16

Hình 1 8: Cơ cấu phanh đĩa 18

Hình 1 9: Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí 19

Hình 1 10: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực 20

Hình 1 11: Sơ đồ dẫn động khí nén 21

Hình 1 12: sơ đồ hệ thống dẫn động thủy khí kết hợp 22

Hình 1 13: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực có trợ lực chân không 24

Hình 2 1: Hệ thống phanh trên xe Toyota Innova 2017 26

Hình 2 2: Bộ trợ lực phanh và cụm xy lanh phanh chính 29

Hình 2 3: Bộ trợ lực phanh chân không 30

Hình 2 4: Cụm xy lanh phanh chính với bình chứa dầu phanh 32

Hình 2 5: Xy lanh chính 33

Hình 2 6: Cụm phanh trước 35

Hình 2 7: Các chi tiết trong cụm phanh phía trước 35

Hình 2 8: Các chi tiết trong càng phanh đĩa 36

Hình 2 9: Cấu tạo hệ thống phanh sau 37

Hình 2 10: Các chi tiết trong xy lanh phanh phía sau 38

Hình 2 11: Hệ thống phanh đỗ trên xe Innova 2017 39

Hình 2 12: Bộ chấp hành phanh 40

Hình 2 13: Hình ảnh thực tế bộ chấp hành phanh trên xe Innova 2017 40

Hình 2 14: Sơ đồ bộ chấp hành phanh 41

Hình 2 15: Xung do cảm biến tốc độ cung cấp 42

Hình 2 16: Cảm biến tốc độ bánh xe phía trước và phía sau 42

Hình 2 17: Cảm biến góc xoay vô lăng 43

Hình 2 18: Cảm biến độ lệch (Yaw rate) 43

Hình 2 19: Công tắc VSC OFF 44

Hình 2 20: Sơ đồ tín hiệu input và output của các hệ thống an toàn 45

Hình 2 21: Chức năng của ABS 46

Hình 2 22: Minh họa chức năng của EBD 46

3

Hình 2 23: Minh họa chức năng của EBD 47

Hình 2 24: Ba chế độ tăng-giữ-giảm áp trong bộ chấp hành khi ABS và EBD hoạt động 48

Hình 2 25: So sánh giữa xe không có BA và xe có BA 49

Hình 2 26: Minh họa chức năng của phanh khẩn cấp 49

Hình 2 27: Hoạt động của bộ chấp hành khi phanh khẩn cấp hoạt động 50

Hình 2 28: Minh họa chức năng của TRC 51

Hình 2 29: Hoạt động của bộ chấp hành khi TRC hoạt động 52

Hình 2 30: Minh họa chức năng của VSC 53

Hình 2 31: Tình trạng trượt bánh trước 54

Hình 2 32: Tình trạng trượt bánh sau 54

Hình 2 33: Hoạt động của VSC khi xe có xu hướng bị trượt lúc rẽ phải 55

Hình 2 34: VSC điều khiển hạn chế trượt bánh trước 57

Hình 2 35: VSC điều khiển để hạn chế tình trạng trượt bánh sau 58

Hình 2 36: Minh họa chức năng của hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc 59

Hình 3 1: Kiểm tra sự kín khí của bộ trợ lực phanh 60

Hình 3 2: Kiểm tra hoạt động của trợ lực phanh 61

Hình 3 3: Kiểm tra chiều cao bàn đạp phanh 62

Hình 3 4: Điều chỉnh độ cao bàn đạp phanh 62

Hình 3 5: Hành trình tự do của bàn đạp 63

Hình 3 6; Kiểm tra khoảng cách dự trữ bàn đạp phanh 64

Hình 3 7: Dầu phanh sử dụng trên xe Toyota Innova 2017 64

Hình 3 8: Kiểm tra và điều chỉnh mức dầu phanh 65

Hình 3 9: Sơ đồ đường ống dẫn dầu trên xe Innova 2017 66

Hình 3 10: Kiểm tra độ dày má phanh 67

Hình 3 11: Kiểm tra độ dày đĩa phanh 68

Hình 3 12; Kiểm tra độ đảo đĩa phanh 69

Hình 3 13: Kiểm tra đường kính trong trống phanh 70

Hình 3 14: Kiểm tra độ dày guốc phanh 70

Hình 3 15: Kiểm tra tình trạng tiếp xúc của trống phanh và guốc phanh 71

Hình 3 16: Điều chỉnh hành trình cần phanh đậu xe 72

Hình 3 17: Điều chỉnh tăng đơ điều chỉnh phanh đậu xe 72

Hình 3 18: giắc DLC3 76

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2 1: Bảng thông số kỹ thuật xe Toyota Innova E2.0 MT 2017 28

Bảng 2 2: Thống số kỹ thuật xy lanh phanh chính và bộ trợ lực lái 29

Bảng 2 3: Thông số kỹ thuật phanh trước 34

Bảng 2 4: Thông số kỹ thuật phanh sau 37

Bảng 3 1: Bảng các hư hỏng và khu vực nghi nghờ 75

Bảng 3 2: Bảng mã lỗi ABS 79

Bảng 3 3: Bảng mã lỗi VSC 80

Bảng 3 4: Bảng các mã lỗi ở hệ thống điều khiển 82

Bảng 3 5: Bảng các hư hỏng và khu vực nghi nghờ của các hệ thống an toàn 86

5

LỜI NÓI ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây nền công nghiệp ôtô đã có sự phat triển mạnh

mẽ, hòa nhịp với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ôtô thế giới Việc Việt Nam ra nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ tùng

từ nước ngoài, cũng như mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có nền công nghiệp ôtô phát triển hàng đầu thế giới như Đức, Mỹ, Nhật Bản,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ôtô Việt Nam phát triển với việc tiếp thu các dây truyền công nghệ, ứng dụng các phát minh thiết kế vào sản xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo dưỡng và nâng cấp… ôtô tại Việt Nam, đóng góp không nhỏ vào thu nhập quốc dân của đất nước Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội là một trong những nơi nghiên cứu, giảng dạy hàng đầu về ôtô tại Việt Nam Sau một quá trình học tập hơn 4 năm tai trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội chúng em đã được tìm hiểu về hầu hết các hệ thống trên ôtô Trong các hệ thống trên ôtô thì hệ thống phanh

là một hệ thống rất quan trọng trên ôtô với vai trò đảm bảo tính an toàn chuyển động của ôtô, giúp giảm thiểu đáng kể các tai nạn trên các tuyến đường giao thông Với các lý do như vậy em đã quyết định chọn hệ thống phanh để tìm hiểu và nghiên cứu khi làm đồ án tốt nghiệp, em đi sâu vào tìm hiểu hệ thống phanh xe con với đề tài tốt nghiệp là: “ Nghiên cứu hệ thống phanh trên xe Toyota Innova ’’ Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Thanh Quang đồng thời em cũng nhận được ý kiến đóng góp từ các thầy cô trong khoa CN - Ôtô Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức có hạn và thời gian làm đồ án tốt nghiệp còn hạn chế cho nên không tránh khỏi những sai xót kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để em hoàn thiện đề tài hơn trong tương lai

Qua đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Thanh Quang Em xin gửi lời cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong khoa CN - Ôtô cùng toàn thể các bạn sinh viên Ô tô-K12 đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh

- Nghiên cứu quy trình tháo lắp, phương pháp kiểm tra bảo dưỡng và chẩn đoán hệ thống phanh

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng ngiên cứu: Nghiên cứu kết cấu, tính năng kỹ thuật, nguyên lý làm việc và chẩn đoán hư hỏng sửa chữa hệ thống phanh trên xe Toyota Innova E2.0MT 2017

4 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô

- Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc

- Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên xe Toyota Innova

- Quy trình tháo lắp, phương pháp kiểm tra bảo dưỡng và chẩn đoán hệ thống phanh trên xe Toyota Innova

- Kết luận

6 Phương pháp nghiên cứu:

Sinh viên nghiên cứu đã nghiên cứu các tài liệu của khoa, trên mạng và các mô hình hệ thống phanh của các sinh viên trước và của các thầy Ngoài ra sinh viên nghiên cứu còn tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn và các thầy

7

tại khoa CN Ô TÔ trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội và hoàn thiện nội dung Đồ án Nghiên cứu hệ thống phanh xe Toyota Innova

7 Giới hạn đề tài:

Do kiến thức còn thiếu sót nên sinh viên nghiên cứu chỉ nghiên cứu được

sơ lược về hệ thống phanh xe Toyota Innova Giới thiệu về các chi tiết của hệ thống phanh, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số chi tiết quan trọng như: Cụm xylanh phanh chính, hệ thống phanh trước, hệ thống phanh sau,… Phân tích cấu trúc, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh của xe Toyota Innova, chẩn đoán hư hỏng và sửa chữa hư hỏng Phạm vi điều khiển của hệ thống phanh

8 Các từ viết tắt trong bảng thuyết minh

 ABS (Anti lock Brake System): Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh

 EBD (Electronic Brake force Distribution): Hệ thống phân phối lực phanh

 BAS (Brake Assist System): Hệ thống hỗ trợ lực khẩn cấp

 ECU (Electronic Control Unit): Bộ điều khiển trung tâm

 ESP (Electronic Stability Program): Hệ thống ổn định xe bằng điện tử

 TRC (Traction Control): Hệ thống kiểm soát lực kéo

 VSC (Vehicle Stability Control): Hệ thống ổn định động học của ôtô

 BBW (Brake – By – Wire): Hệ thống phanh điện

 ACC: Điều khiển hành trình

 EHB (Electric Hydraulic Brake): Phanh thủy lực - điện

 EMB (Electric Mechanical Brake): Phanh cơ khí - điện

 HCU (Hydraulic Control Unit): Bộ điều khiển thủy lực

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1 Khái niệm chung về phanh xe ô tô

Phanh trên xe hơi là một bộ phận giữ nhiệm vụ đặc thù hoàn toàn ngược với các bộ phận khác trên xe, đó là hạn chế và dừng chuyển động của xe

Để giảm tốc độ của một xe đang chạy, việc cần thiết phải làm là tạo ra một lực làm cho các bánh xe quay chậm lại Khi người lái đạp bàn đạp phanh,

cơ cấu phanh tạo ra một lực (phản lực của mặt đường) làm cho các bánh xe dừng lại và khắc phục lực quán tính đang muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, do

đó làm cho xe dừng lại Nói khác đi, năng lượng (động năng) của các bánh xe quay được chuyển thành nhiệt do ma sát (nhiệt năng) bằng cách tác động lên các phanh làm cho các bánh xe ngừng quay Người lái không những phải biết dừng xe mà còn phải biết cách cho xe dừng lại theo ý định của mình Chẳng hạn như, các cụm phanh phải giúp xe giảm tốc độ theo mức thích hợp và dừng xe tương đối ổn định trong một đoạn đường tương đối ngắn khi phanh khẩn cấp

Các cơ cấu chính tạo ra chức năng dừng xe này là hệ thống phanh như là bàn đạp phanhvàcáclốpxe.Có hai loạihệ thống phanh

– Hệ thống phanh chính được sử dụng khi xe đang chạy là hệ thống phanh chân Có loại phanh kiểu tang trống và phanh đĩa, thường được điều khiển bằng áp suất thuỷ lực

– Hệ thống phanh đỗ xe được sử dụng khi đã đỗ xe Hệ thống phanh đỗ

xe tác động vào các phanh bánh sau qua các dây kéo để xe không dịch chuyển được

1.2 Quá trình phát triển của hệ thống phanh trên xe ô tô

9

Hệ thống phanh đầu tiên được sử dụng trên những xe ngựa kéo Loại xe này

có tốc độ nhanh nhưng ngựa lại không thể tự mình dừng chiếc xe này lại Cơ cấu phanh đầu tiên làm chậm tốc độ bánh xe bằng một cần kéo bằng tay Một khối gỗ nhỏ đôi khi được bọc da sẽ tiếp xúc trực tiếp với vành bánh xe để làm

giảm tốc độ Tuy nhiên trong điều kiện thời tiết ẩm ướt thì cơ cấu phanh này không hiệu quả

Sau đó vào đầu thế kỉ 20 xe hơi phát triển và có tốc độ vượt qua 100 km/h vì thế yêu cầu sự ra đời của hệ thống phanh hiệu quả hơn

Phanh đĩa được phát minh lần đầu tiên vào năm 1902 bởi một người Anh tên là William Lanchester Tuy nhiên mãi đến cuối thế kỉ 20 phanh đĩa mới được áp dụng thực tế Vấn đề chính nằm ở tiếng kêu lớn khi đĩa phanh ma sát với má phanh bằng đồng Vì lý do này và một vài nguyên nhân khác mà hệ thống phanh này chưa được sử dụng rộng rãi vào thời gian này

Hình 1 1: Cơ cấu phanh những thời kỳ đầu tiên

Hình 1 2: Ảnh minh họa phanh đĩa

Trong sự nỗ lực nhằm làm cho mẫu xe Model T trở nên đơn giản và có giá thành thấp hơn, Henry Ford đã tạo ra một cuộc cách mạng khi sử dụng bàn đạp để điều khiển phanh và phanh tay đã được sử dụng cho các bánh sau trong trường hợp khẩn cấp

Hình 1 3: Ảnh mẫu xe Model T

11

Louis Renault là người đưa hệ thống phanh tang trống vào lắp ráp với cải tiến về guốc phanh với phần bố phanh làm bằng amiăng và trống phanh bằng thép

Mặc dù phanh thủy lực và phanh trống đã cải thiện đáng kể khả năng làm việc qua thời gian nhưng nó vẫn bị một nhược điểm đó là dễ bị nóng

Phanh đĩa được sử dụng rộng rãi từ những năm 1949, sử dụng kẹp phanh (Caliper) thủy lực và má phanh tạo từ vật liệu ma sát cao

Hình 1 4: Phanh tang trống Vào những năm 1970 hệ thống phanh ABS ra đời với sự xuất hiện của

bộ điều khiển thủy lực và cảm biến tốc độ bánh xe Hệ thống phanh giờ đây hoạt động hiệu quả và chính xác hơn Ngoài ra còn có các hệ thống an toàn như TCS, EBD, BSA,…giúp cho việc phanh xe trở nên an toàn và chính xác hơn

Hình 1 5: Căn chỉnh lắp đặt phanh tang trống Trong những năm gần đây xe điện phát triển cùng với đó là sự ra đời của

hệ thống phanh tái tạo, khi sử dụng nhiệt của quá trình ma sát để chuyển thành năng lượng cho động cơ điện

Kể từ khi ra mắt thị trường Việt Nam, Innova luôn là một trong những dòng xe đạt doanh số cao nhất của Toyota Việt Nam Innova luôn được Toyota cải tiến, trong đó hệ thống phanh được đặc biệt chú ý phát triển Sau khi trãi qua nhiều phiên bản, đến năm 2017 trên cả 3 phiên bản xe Innova (gồm phiên bản E, G và V) các hệ thống đều được cải tiến rất nhiều, đặc biệt

là hệ thống phanh được tích hợp nhiều tính năng an toàn như: hệ thống phanh chống hãm cứng (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD), hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp (BA), hệ thống điều khiển lực kéo (TRC), hệ thống điều khiển ổn định xe (VSC), hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HAC)

1.3 Công dụng, yêu cầu và phân loại

1.3.1 Công dụng

Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào đó hoặc dừng hẳn

13

Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc

Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn được kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe

1.3.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:

ngắn nhất qũy đạo phanh ổn định khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

khi phanh

điều khiển không lớn

hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào

hoặc quay vòng

định trong

Điều kiện sử dụng :

lực phanh trên bánh xe

1.3.3 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 chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ)

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 với cơ cấu phanh dải

d Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh

- Phanh có trang bị bộ điều hòa lực phanh

- Phanh có trang bị bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh (ABS) 1.4 Kết cấu hệ thống phanh

Hệ thống phanh gồm có 2 phần chính sau:

1 Cơ cấu phanh

2 Dẫn động phanh

15

1.4.1 Cơ cấu phanh

1.4.1.1 Cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực

a Sơ đồ cấu tạo

Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh Mâm phanh được bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của

xy lanh phanh làm việc gần nhau Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm Cam lệch tâm cùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát Giữa các piston của xy lanh có lò xo để ép các piston luôn tỳ sát vào các guốc phanh

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

Hình 1 6: Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực

b Nguyên lý hoạt động

Khi tác dụng vào bàn đạp chất lỏng với áp suất cao truyền đến xy lanh tạo nên áp lực ép trên piston đẩy các guốc phanh, các má phanh được ép vào

trống phanh tạo nên sự phanh Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh và lò xo giữa các piston sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu Quá trình phanh kết thúc

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

1.4.1.2 Cơ cấu phanh guốc dẫn động dẫn động phanh khí nén

a Sơ đồ cấu tạo

Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫn động phanh bằng khí nén, có xy lanh khí nén lđiều khiển cam xoay ép guốc

Khi nhả phanh, đòn trục cam sẽ xoay cam về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, kéo các guốc phanh ép chặt vào cam, tách má phanh ra khỏi trống phanh

1.4.1.3 Cơ cấu phanh đĩa

a Sơ đồ cấu tạo

Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm các bộ phận chính :

- 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 xy lanh bánh xe

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của xy lanh bánh xe

Hình 1 8: Cơ cấu phanh đĩa

1.4.2 Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh

1.4.2.1 Dẫn động cơ khí

a Sơ đồ cấu tạo

19

6 – Thanh dẫn trung gian

b Nguyên lý hoạt động

Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển Thanh dẫn 2 nối liền với dây cáp Các con lăn 3,5 dẫn hướng cho dây cáp Dây cáp 4 bắt vào mút thanh dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với thanh cân bằng 9 Thanh dẫn 6 lắp với bản lề trên giá đỡ, thanh cân bằng 9 phân bố đều lực phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới cơ cấu phanh bánh xe trái và phải phía sau Đòn dây cáp nối với đòn bẩy ép, tác động lên guốc phanh thông qua tấm đỡ, đòn bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12

Khi kéo phanh 1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện quá trình phanh

Hình 1 10: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực

Khi nhả phanh, đòn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lò xo hồi vị, kết thúc quá trình phanh

Khi đạp phanh, qua thanh đẩy piston nằm trong xy lanh chính 2 Dầu bị

ép với áp suất cao sẽ qua đường ống dẫn 3 tác dụng lên bề mặt của các piston

4 Hai piston này thắng lực lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh sẽ đẩy hai má phanh 5 ép sát vào trống phanh và tiến hành phanh Khi nhả bàn đạp, do có sự hồi dầu và lực của lò xo hồi vị nên hai má phanh sẽ tách khỏi trống phanh, kết thúc quá trình phanh

Các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng khi tất cả các má phanh áp sát trống phanh Không phụ thuộc vào đường kính xy lanh và khe hở giữa trống phanh và má phanh

b Nguyên lý hoạt động

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

sẽ được mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ống dẫn đến các bầu phanh 5 Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy làm xoay cam của cơ cấu phanh Do đó ép má phanh vào trống phanh Bộ điều chỉnh áp suất 2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạn xác định Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa bình chứa khí với đường ống dẫn để ống dẫn mở thông với khí quyển Khí nén từ các bầu phanh được thoát ra và guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúc phanh

c Đặc điểm

Cấu tạo đơn giản, lắp ráp dễ dàng nhưng độ an toàn thấp, độ tin cậy không cao Độ nhạy của hệ thống không cao, do vậy thời gian chậm tác dụng lớn Các cụm chi tiết nhiều, kích thước và trọng lượng lớn nên thường dùng trên xe tải

Trống phanh

Xi lanh bánh xe

23

Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động :

Dẫn động thủy lực : có hai xy lanh chính dẫn hai dòng đầu đến các xy lanh bánh xe phía trước và phía sau

Dẫn động khí nén : bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xy lanh nén khí

1.4.2.5 Dẫn động thủy lực trợ lực chân không

a Sơ đồ cấu tạo

Hình 1 13: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực có trợ lực chân không 1.Bánh xe 4 Xy lanh chính 7 Má phanh sau 2.Đĩa phanh 5 Bàn đạp 8 Trợ lực phanh 3.Xy lanh bánh trước 6 Xy lanh bánh sau

và piston ở cụm má phanh Hai piston này sẽ thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh thực hiện quá trình phanh

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

ép dầu từ xy lanh bánh xe và xy lanh phanh đĩa về xy lanh chính Quá trình làm việc của dẫn động phanh thủy lực dựa trên quy luật áp suất thủy tĩnh Áp

25

suất trong sơ đồ dẫn động được truyền đến xy lanh các bánh xe là như nhau, khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xy lanh công tác tại mỗi bánh xe đó Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh cũng chính là lực tác dụng lên xy lanh phanh chính do vậy áp suất trong dẫn động và lực tác động lên má phanh sẽ tăng lên Do vậy dẫn động phanh thủy lực tác dụng bảo đảm được sự làm việc đồng của các cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa

c Đặc điểm

Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các xe du lịch

CHƯƠNG II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

PHANH TRÊN XE TOYOTA INNOVA E2.0 MT 2017

Trên xe Toyota Innova E2.0 MT 2017 được trang bị hệ thống phanh với hệ thống phanh đĩa có khe thông gió được sử dụng trên các bánh trước, hệ thống phanh tang trống được sử dụng trên các bánh sau và cơ cấu trợ lực phanh là trợ lực chân không Ngoài ra còn được trang bị nhiều tính năng an toàn như: hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD), hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp, hệ thống điều khiển lực kéo (TRC), hệ thống điều khiển ổn định xe (VSC) và hệ thống điều khiển hỗ trợ khởi hành ngang dốc

Hình 2 1: Hệ thống phanh trên xe Toyota Innova 2017 2.1.Thông số kỹ thuật xe Toyota Innova E2.0 MT 2017

Động cơ xăng

lanh thẳng hàng,16 van DOHC

Bảng 2 1: Bảng thông số kỹ thuật xe Toyota Innova E2.0 MT 2017

29

2.2 Các chi tiết trong hệ thống phanh

2.2.1 Bầu trợ lực phanh và cụm xy lanh phanh chính

Trên xe Innova 2017 bộ trợ lực phanh và cụm xy lanh phanh chính được lắp ráp chung với nhau thành một cụm do đây là hai bộ phận bổ trợ cho nhau khi hoạt động

Bảng 2 2: Thống số kỹ thuật xy lanh phanh chính và bộ trợ lực lái

Hình 2 2: Bộ trợ lực phanh và cụm xy lanh phanh chính

2.2.1.1 Bầu trợ lực phanh

Bộ trợ lực phanh trên xe Innova 2017 là một cơ cấu sử dụng độ chênh lệch giữa chân không của động cơ và áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh (tăng lực) tỷ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp để điều khiển các phanh Bộ trợ lực phanh

sử dụng chân không được tạo ra từ đường ống nạp của động cơ (sau cánh bướm ga)

- Khi không tác động phanh:

Van không khí được nối với cần điều khiển van và bị lò xo phản hồi của van không khí kéo về bên phải Van điều chỉnh bị lò xo đẩy sang bên trái tiếp xúc với van không khí Do đó, không khí bên ngoài đi qua lưới lọc bị chặn lại không vào được buồng áp suất biến đổi Trong điều kiện này van chân không của thân van bị tách khỏi van điều chỉnh tạo ra một lối thông giữa buồng A và lỗ B Vì luôn luôn

31

có chân không trong buồng áp suất không đổi nên cũng có chân không trong buồng

áp suất biến đổi vào thời điểm này Vì vậy lò xo màng ngăn đẩy piston sang bên phải

- Khi đạp phanh:

Khi bàn đạp phanh, cần điều khiển van đẩy không khí làm nó dịch chuyển sang bên trái Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân không Chuyển động này bịt kín lối thông giữa buồng A và B Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái, nó càng rời xa van điều chỉnh, làm cho không khí bên ngoài lọt vào buồng áp suất biến đổi qua lỗ E (sau khi qua lưới lọc không khí) Độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi làm cho pitông dịch chuyển sang bên trái, làm cho đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực về bên trái và làm tăng lực phanh

- Trạng thái giữ phanh:

Nếu đạp bàn phanh nửa chừng, cần điều khiển van và van không khí ngừng dịch chuyển nhưng pitông vẫn tiếp tục di chuyển sang bên trái do độ chênh áp suất

Lò xo van điều khiển làm cho van này vẫn tiếp xúc với van chân không, nhưng nó dịch chuyển theo pittông Vì van điều khiển dịch chuyển sang bên trái và tiếp xúc với van không khí, không khí bên ngoài bị chặn không vào được buồng áp suất biến đổi nên áp suất trong buồng biến đổi vẫn ổn định Do đó, có một độ chênh áp suất không thay đổi giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi Vì vậy, piston ngừng dịch chuyển và duy trì lực phanh này

- Trợ lực tối đa:

Nếu bàn đạp phanh xuống hết mức, van không khí sẽ dịch chuyển hoàn toàn

ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi được nạp đầy không khí từ bên ngoài,và độ chênh áp giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi là lớn nhất Điều này tạo ra tác dụng cường hoá lớn nhất lên piston Sau đó dù có thêm lực tác dụng lên bàn đạp phanh, tác dụng cường hoá lên piston vẫn giữ

nguyên, và lực bổ sung chỉ tác dụng lên cần đẩy bộ trợ lực và truyền đến xilanh chính

- Khi không có chân không:

Nếu vì lý do nào đó, chân không không tác động vào bộ trợ lực phanh, sẽ không có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi (vì cả hai sẽ được nạp đầy không khí từ bên ngoài) Khi bộ trợ lực phanh

ở vị trí “off” (ngắt), pitông được lò xo màng ngăn đẩy về bên phải Tuy nhiên, khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van tiến về bên trái và đẩy van không khí, đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực Điều này làm cho pitông của xilanh chính tác động lực phanh lên phanh Đồng thời van không khí đẩy vào chốt chặn van lắp trong thân van Do đó, các phanh vẫn duy trì hoạt động kể cả khi không có chân không tác động vào bộ trợ lực phanh Tuy nhiên, vì bộ trợ lực phanh không làm việc nên

sẽ cảm thấy bàn đạp phanh “nặng”

2.2.1.2 Cụm xy lanh phanh chính

Cụm xy lanh phanh chính gồm xy lanh phanh chính và bình chứa dầu phanh

Xy lanh phanh chính là loại piston kép Bình chứa dầu xy lanh phanh chính được tích hợp với xy lanh phanh chính để tiết kiệm không gian Ngoài ra, nó còn có một công tắc cảnh báo mức dầu phanh để phát hiện lượng dầu phanh Khi mức dầu phanh bị sụt xuống, thì công tắc bật sáng đèn cảnh báo phanh trên cụm đồng hồ táp

lô

Hình 2 4: Cụm xy lanh phanh chính với bình chứa dầu phanh

xe lại

b Cấu tạo

Hình 2 5: Xy lanh chính Cấu tạo xy lanh chính trên xe Innova 2017 gổm: piston số 1, piston số 2, lò xo

số 1 và 2, 2 cupben Trong xy lanh chính có 2 piston và 2 cupben đặt nối tiếp nhau Mỗi piston có một bình dầu riêng và cửa vào, cửa bù

c Nguyên lí hoạt động

- Khi không đạp phanh:

Cupben của piston số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa bù làm cho xy lanh

và bình dầu thông nhau Bulông hãm bố trí trong xy lanh chính để chống lại lực lò

xo số 2, ngăn không cho piston số 2 chuyển động sang phải

piston số 2 dịch chuyển sang trái, áp suất dầu tạo ra tác dụng lên xy lanh bánh trước

- Khi nhả bàn đạp phanh:

Lúc này, áp suất dầu từ các xy lanh bánh xe tác dụng ngược lại, đồng thời dưới tác dụng của lực lò xo hồi vị số 2 sẽ đẩy các piston sang bên phải Tuy nhiên,

do dầu ở các xy lanh bánh xe không hồi về xy lanh chính ngay lập tức, do đó dầu

từ bình sẽ điền vào xy lanh chính qua các lỗ Khi các piston trở về trạng thái ban đầu, áp lực dầu trong xy lanh sẽ đẩy dầu hồi về bình chứa thông qua các cửa bù Kết quả, áp suất dầu trong xy lanh chính giảm xuống

2.2.2 Hệ thống phanh trước

Trên xe Innova 2017 được trang bị hệ thống phanh trước loại đĩa thông gió sử dụng một piston phanh cho mỗi bên

Thông số kỹ thuật

Kích cỡ đĩa phanh (Đường kính x Chiều

dày)

296.0 mm x 30.0 mm (11.7 in x 1.18 in.)

Bảng 2 3: Thông số kỹ thuật phanh trước

35

Hình 2 6: Cụm phanh trước

1 - Càng phanh trước (Cụm xy lanh phanh đĩa); 2- Đĩa phanh trước;

3- Nắp chắn bụi phanh đĩa phía trước

a Cấu tạo

Hình 2 7: Các chi tiết trong cụm phanh phía trước

1 - Đệm chống ồn phía trước số 1; 2 - Đĩa phanh trước; 3 - Cao su chắn bụi bạc phanh đĩa phía trước; 4 - Giá bắt xy lanh phanh đĩa phía trước; 5 - Bạc trượt của xy lanh phanh đĩa phía trước; 6 - Chốt trượt của xy lanh phanh đĩa phía trước;

7 - Má phanh đĩa phía trước; 8 - Miếng đỡ má phanh số 1; 9 - Chốt trượt của xy

lanh phanh đĩa số 2 phía trước; 10 - Miếng đỡ má phanh số 2; 11 - Miếng báo mòn

má phanh; 12 - Lò xo chống ồn

Hình 2 8: Các chi tiết trong càng phanh đĩa

1 - Cao su chắn bụi xy lanh; 2 - Cụm xy lanh phanh đĩa; 3 - Nút xả khí; 4 - Nắp che nút xả khí; 5 - piston phanh đĩa phía trước; 6 - Ống dẫn dầu; 7 - Gioăng piston; 8 - Chụp bụi piston; 9 - Bu lông bắt ống dẫn dầu

b Nguyên lí hoạt động

Phanh đĩa đẩy piston bằng áp suất thuỷ lực truyền qua đường dẫn dầu phanh

từ xy lanh chính làm cho các má phanh kẹp cả hai bên của đĩa phanhvà hãm các bánh xe dừng quay Do đĩa phanh và các má phanh cọ vào nhau sẽ phát sinh nhiệt khi ma sát Tuy nhiên, vì đĩa phanh có khe hở ở giữa hai mặt, giữa đĩa phanh và

má phanh cũng có khe hở khi không phanh, nên nhiệt do ma sát sinh ra dễ bị tiêu tán

Ngoài ra phanh đĩa còn có khả năng tự điều chỉnh khe hở bằng cách trong lúc phanh piston dịch chuyển, nó làm cho gioăng làm kín của piston thay đổi hình dạng Khi nhả bàn đạp phanh, gioăng làm kín của piston trở lại hình dạng ban đầu của nó, làm cho piston rời khỏi má phanh Do đó, dù má phanh đã mòn và piston đang di chuyển, khoảng di chuyển trở lại của piston luôn luôn như nhau, vì vậy khe

hở giữa má phanh và đĩa phanh được duy trì ở một khoảng cách không đổi

Đường kính trong của tang

Bảng 2 4: Thông số kỹ thuật phanh sau

a Cấu tạo

Hình 2 9: Cấu tạo hệ thống phanh sau

1 - Guốc phanh trước; 2 - Thanh giằng phanh đậu xe; 3 - Cần điều chỉnh tự động phanh sau; 4 - Trống phanh; 5 - Cần guốc phanh đậu xe; 6 - Guốc phanh sau;

7 - Lò xo hồi vị; 8 - Lò xo nén guốc phanh; 9 - Nút bịt lỗ kiểm tra má phanh; 10 -

Nút bịt lỗ điều chỉnh guốc phanh; 11 - Chốt; 12 - Đệm chữ C; 13 - Lò xo cần điều chỉnh tự động phanh sau; 14 - Gioăng của trống phanh; 15 - Lò xo giữ guốc phanh;

16 - Nắp lò xo giữ guốc phanh

Hình 2 10: Các chi tiết trong xy lanh phanh phía sau

1 - Nút xả khí; 2 - Nắp che nút xả khí; 3 - Xy lanh phanh sau; 4 - Cupben xy lanh phanh; 5 - Cao su che bụi piston phanh; 6 - Piston phanh; 7 - Lò xo nén piston; 8 - Dây dẫn dầu phanh

b Nguyên lí hoạt động

Phanh trống làm cho bánh xe ngừng quay bằng áp suất thuỷ lực truyền từ xy lanh chính đến xy lanh phanh sau để ép guốc phanh vào trống phanh Khi áp suất đến xy lanh phanh của bánh xe không xuất hiện, lực của lò xo phản hồi đẩy guốc rời khỏi mặt trong của trống trở về vị trí ban đầu của nó

Bề mặt của guốc phanh sẽ mòn trong quá trình sử dụng Phải điều chỉnh khe

hở giữa trống phanh và má phanh theo định kỳ để duy trì hành trình chính xác của

Trên xe Innova 2017 khe hở này được tự động điều chỉnh Việc điều chỉnh tự động

sẽ tiến hành khi tác động phanh đậu xe hoặc trong khi phanh bằng cách dùng cần điều chỉnh xoay cơ cấu điều chỉnh để điều chỉnh khe hở này

39

2.2.3.2 Hệ thống phanh đậu xe

Hệ thống phanh đậu xe trên xe Innova 2017 sử dụng chung guốc phanh với hệ thống phanh sau Cần phanh đỗ kiểu cần phanh bố trí trên dầm giữa

Hình 2 11: Hệ thống phanh đỗ trên xe Innova 2017

1 - Cáp phanh đỗ số 2; 2 - Cụm cáp phanh đỗ số 1; 3 - Cáp phanh đỗ số 3; 4 - Cụm cần Phanh đỗ; 5 - Công tắc phanh đỗ; 6 - Cụm phanh sau

Khác với phanh chân, phanh đỗ được sử dụng khi xe đang dừng, giúp xe đứng yên không bị trôi Tuy chịu tải trọng ít hơn phanh chân nhưng thời gian sử dụng phanh đỗ lớn hơn rất nhiều lần

Khi kéo cần phanh tay, lực được truyền thông qua các cáp dẫn đến cơ cấu phanh tay được gắn trong hệ thống phanh sau, lực sẽ tác dụng lên hai guốc phanh, đẩy hai guốc phanh ép vào trống phanh làm cho xe đứng yên không bị trôi

2.2.4 Bộ chấp hành phanh

a Chức năng

Bộ chấp hành phanh đảm nhận việc đóng hoặc ngắt đường dầu đến các xy lanh phanh ở từng bánh xe để điều chỉnh tốc độ thích hợp cho các bánh xe

b Cấu tạo

Cụm chấp hành phanh có cấu tạo gồm 2 van điện từ cắt xy lanh chính, 4 van

điện từ giữ áp suất, 4 van điện từ giảm áp suất, 2 bơm thủy lực và 2 khoang trữ dầu

và cảm biến áp suất xy lanh chính

Hình 2 12: Bộ chấp hành phanh

1 - ECU kiểm soát trượt; 2 - Cụm chấp hành

Hình 2 13: Hình ảnh thực tế bộ chấp hành phanh trên xe Innova 2017