ĐATN Nghiên cứu, đánh giá chất lượng hệ thống phanh xe ABS trên xe du lịch

CHƯƠNG 1SỰ PHÁT TRIỂN CHUNG CỦA Ô TÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAMQuá trình phát triển của hệ thống phanh ô tôVới sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng các bánh xe bị hãm cứng trong quá trình phanh khi lái xe trên đường trơn trượt, người lái xe đạp phanh bằng cách nhấn liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn không cho bánh xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyển động của xe. Về cơ bản chức năng của cơ cấu phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ chính xác và an toàn cao hơn.Cơ cấu ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm 1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh. Với công nghệ thời đó, kết cấu của cơ cấu ABS còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không tác động đủ nhanh trong mọi tình huống. Trong quá trình phát triển ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay là loại điện tử. Vào thập niên 60, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử ra đời, giúp cơ cấu ABS lần đầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1960, sau đó cơ cấu ABS được nhiều công ty sản xuất ô tô nghiên cứu vào đưa vào ứng dụng vào năm 1970. Công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm 1971. Đây là cơ cấu ABS một kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau. Nhưng phải đến thập niên 80 cơ cấu này mới được phát triển mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kĩ thuật số, vi xử lý thay cho các cơ cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó.Lúc đầu cơ cấu ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới, đắt tiền, được trang bị theo yêu cầu và theo thị trường. Dần dần cơ cấu này được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn, đến nay ABS gần như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các lại xe du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng tuyết dễ trượt. Ngày nay, cơ cấu ABS không chỉ được thiết kế trên các cơ cấu phanh thủy lực mà còn ứng dụng rộng tãi trên các cơ cấu phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn.Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khi phanh trong những trường hợp khẩn cấp. Cơ cấu ABS còn được thiết kế kết hợp với nhiều cơ cấu khác.Cơ cấu ABS có kết hợp với cơ cấu kiểm soát lực kéo, Traction control (hay ASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để tránh hiện tượng các bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này làm tổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động của ô tô. Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu phân phối lực phanh bằng điên tử EBD (Electronic Break force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh xe phù hợp với các chế độ tải trọng và các chế độ chạy của xe. Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu BAS (Break Assist System) làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe để quãng đường phanh là ngắn nhất trong trường hợp phanh khẩn cấp.Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu ổn định ô tô bằng điện tử ( ESP) không chỉ có tác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp vào cả quá trình tăng tốc và chuyển động quay vòng của ô tô, giúp nâng cao hiệu quả chuyển động của ô tô trong mọi trường hợp.Ngày nay với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kĩ thuật điện tử của ngành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình đã cho phép nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS.Để hiểu rõ hơn về hệ thống phanh ABS trước hết chúng ta tìm hiểu về hệ thống phanh trên ô tô.CHƯƠNG 2HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ2.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh2.1.1. Công dụngHệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết nào đấy hoặc dừng hẳn ôtô.Giữ cho ôtô dừng hoặc đỗ trên đường dốc.2.1.2. Phân loại2.1.2.1. Theo công dụngTheo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:Hệ thống phanh chính (phanh chân)Hệ thống phanh dừng (phanh tay)Hệ thống chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ).2.1.2.2. Theo kết cấu của cơ cấu phanhTheo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau:Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốcHệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.2.1.2.3. Theo dẫn động phanhTheo dẫn động hệ thống phanh được chia ra:Hệ thống phanh dẫn động cơ khíHệ thống phanh dẫn động thuỷ lựcHệ thống phanh dẫn động khí nén thuỷ lựcHệ thống phanh có cường hoá.2.1.2.4. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanhTheo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hoà lực phanh.2.1.2.5. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanhTheo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS).2.1.3. Yêu cầuHệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểmPhanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động của ôtôĐiều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớnĐảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ để đảm sử dụng hết trọng lượng bám của khi phanh ở các cường độ khác nhauKhông có hiện tượng tự xiết phanhCơ cấu phanh thoát nhiệt tốtCó hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụngGiữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xeCó khả năng phanh khi ôtô đứng trong thời gian dài.2.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh.Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả trên hình sau:Hình 2.1 Hệ thống phanh trên ôtôNhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:Cơ cấu phanh:Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh trên ôtô.Dẫn động phanh:Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí. Nếu là dẫn động thuỷ lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.

MỤC LỤC

Trang LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: SỰ PHÁT TRIỂN CHUNG CỦA Ô TÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 3

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 5

2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh 5

2.1.1 Công dụng 5

2.1.2 Phân loại 5

2.1.3 Yêu cầu 6

2.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh 7

2.2.1 Cơ cấu phanh 8

2.2.2 Dẫn động phanh 17

a Hệ số cường hoá: 29

b Xác định kích thước màng cường hoá: 30

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG PHANH ABS 36

3.1 Cơ sở lý thuyết 36

3.2 Cơ sở lý thuyết về điều hòa lực phanh 39

3.2.1 Lực phanh sinh ra ở bánh xe 39

3.2.2 Cơ sở lý thuyết về điều hòa lực phanh và chống hãm cứng bánh xe khi phanh 42

3.3 Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS 48

3.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh có trang bị ABS 52

3.5 Kết cấu hệ của hệ thống ABS 53

3.5.1 Cảm biến tốc độ bánh xe 53

3.5.2 Cảm biến giảm tốc (chỉ được trang bị ở một vài kiểu xe) 55

3.5.3 Bộ chấp hành ABS 56

3.6 Các phương án điều khiển và nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống ABS 59

3.6.1 Các phương án điều khiển 59

3.6.2 Các chế độ làm việc của hệ thống ABS 63

CHƯƠNG 4: CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 69

4.1 Những công việc bảo dưỡng cần thiết 70

4.2 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính 71

4.3 Kiểm tra hệ thống ABS 72

4.4 Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán 74

4.5 kiểm tra bộ phận chấp hành 77

4.6 Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe 78

KẾT LUẬN 79

Zalo 0982937163 Các bạn liên hệ nếu muốn mua file 3D như trong bài

thuyết trình

LỜI NÓI ĐẦU

Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, trở thành phương tiện quantrọng về hành khách và hàng hóa cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trở thànhphương tiện tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ngày ở nước ta số ô tô tưnhân cùng phát triển cùng với sự tăng trưởng kinh tế, mật độ xe trên đường ngày càngtăng

Mỹ và Nhật là hai nước sản xuất ô tô nhiều nhất thế giới hàng năm mỗi nướcsản xuất khoảng 12 đến 13 triệu chiếc

Do mật độ ô tô trên đường ngày càng tăng và tốc độ chuyển động ngày càngcao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luônphải quan tâm Ở nước ta chỉ trong hai năm 1998 đến 2000 mỗi năm có khoảng20.000 vụ tai nạn giao thông làm 7100 người chết và 30772 người bị thương Năm

2002 xẩy ra 27420 vụ tai nạn giao thông làm 12998 người bị chết và hơn 30000 người

bị thương Đến năm 2006 có 42000 vụ tai nạn giao thông làm hơn 20000 người bịchết Nó không những gây thiệt hại lớn về người mà còn gây thiệt hại lớn về tài sảncủa nhà nước và của công dân Một trong những nguyên nhân đó là do con người gây

ra (như lái xe say rượu, mệt mỏi, buồn ngủ…) do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹthuật và đường xá xấu

Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật thì tỉ lệ tai nạn giaothông do hệ thống phanh là 51, 2% đến 74,4% Từ số liệu trên thấy rằng tai nạn do hệthống phanh chiếm tỉ lệ lớn nhất vì thế mà hiện nay hệ thống phanh càng được cảitiến, tiêu chuẩn về thiết kế, chế tạo và sử dụng nghiêm ngặt và chặt chẽ nhằm tănghiệu quả phanh tính ổn định hướng, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo antoàn chuyển động của ô tô

Trong những cải tiến đó thì có hệ thống phanh trang bị ABS Nó còn được gọi

là hệ thống phanh chống bó cứng bánh là một trong những hệ thống phanh ưu điểmvượt trội nhất hiện nay Nó đảm bào cho người và phương tiện trên các loại đườnglàm cho người lái chủ động được tốc độ

-1-Trong đồ án này của e tìm hiểu về hệ thống phanh ABS, để hiểu rõ về cấu tạo

và nguyên lý hoạt động của hệ thống để từ đó tìm ra cách sử dụng tốt nhất, cách bảodưỡng và chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra biện pháp xử lý Do hệ thống ABS được lắptrên những xe đời mới nên trong quá trình làm đồ án gặp một số khó khăn về tiếp xúcthực tế Cùng với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Mạnh Hùng

và các thầy trong khoa ô tô đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án của mình Mặc dù vậy đồ

án không tránh khỏi những thiếu sót chưa thể hoàn chỉnh được Mong các thầy góp ý

để đồ án được hoàn thiện hơn

CHƯƠNG 1

SỰ PHÁT TRIỂN CHUNG CỦA Ô TÔ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

Quá trình phát triển của hệ thống phanh ô tô

Với sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng các bánh xe bị hãmcứng trong quá trình phanh khi lái xe trên đường trơn trượt, người lái xe đạp phanhbằng cách nhấn liên tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn không cho bánh xe

bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng chuyển động của xe Về cơ bảnchức năng của cơ cấu phanh ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ chính xác

và an toàn cao hơn

Cơ cấu ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vào năm

1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh Với côngnghệ thời đó, kết cấu của cơ cấu ABS còn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy vàkhông tác động đủ nhanh trong mọi tình huống Trong quá trình phát triển ABS đãđược cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay là loại điện tử Vào thập niên

60, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi mạch điện tử ra đời, giúp cơ cấu ABS lầnđầu tiên được lắp trên ô tô vào năm 1960, sau đó cơ cấu ABS được nhiều công ty sảnxuất ô tô nghiên cứu vào đưa vào ứng dụng vào năm 1970 Công ty Toyota sử dụnglần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm 1971 Đây là cơ cấu ABS một kênh điềukhiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phải đến thập niên 80 cơ cấu này mới được pháttriển mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kĩ thuật số, vi xử lý thay cho các cơ cấu điều khiểntương tự đơn giản trước đó

Lúc đầu cơ cấu ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới, đắt tiền, đượctrang bị theo yêu cầu và theo thị trường Dần dần cơ cấu này được đưa vào sử dụngrộng rãi hơn, đến nay ABS gần như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các lại xe

du lịch và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng tuyết dễtrượt Ngày nay, cơ cấu ABS không chỉ được thiết kế trên các cơ cấu phanh thủy lực

mà còn ứng dụng rộng tãi trên các cơ cấu phanh khí nén của các xe tải và xe kháchlớn

-3-Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt độngnhư khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khiphanh trong những trường hợp khẩn cấp Cơ cấu ABS còn được thiết kế kết hợp vớinhiều cơ cấu khác.

Cơ cấu ABS có kết hợp với cơ cấu kiểm soát lực kéo, Traction control (hayASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các bánh xe để tránh hiện tượng cácbánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này làmtổn hao vô ích một phần công suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển động của

ô tô Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu phân phối lực phanh bằng điên tử EBD(Electronic Break force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh

xe phù hợp với các chế độ tải trọng và các chế độ chạy của xe Cơ cấu ABS kết hợpvới cơ cấu BAS (Break Assist System) làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe đểquãng đường phanh là ngắn nhất trong trường hợp phanh khẩn cấp

Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu ổn định ô tô bằng điện tử ( ESP) không chỉ cótác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp vào cả quá trình tăng tốc và chuyểnđộng quay vòng của ô tô, giúp nâng cao hiệu quả chuyển động của ô tô trong mọitrường hợp

Ngày nay với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kĩ thuật điện tử củangành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình đã cho phép nghiêncứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển

mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS

Để hiểu rõ hơn về hệ thống phanh ABS trước hết chúng ta tìm hiểu về hệ thốngphanh trên ô tô

Theo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân)

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

- Hệ thống chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ)

2.1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh

Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau:

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

- Hệ thống phanh có cường hoá

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

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thốngphanh với bộ điều hoà lực phanh

-5-2.1.2.5 Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanhvới bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS)

2.1.3 Yêu cầu

Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đườngphanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động củaôtô

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiểnkhông lớn

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ đểđảm sử dụng hết trọng lượng bám của khi phanh ở các cường độ khác nhau

- Không có hiện tượng tự xiết phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

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

sử dụng

- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe

- Có khả năng phanh khi ôtô đứng trong thời gian dài

2.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh.

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả trên hình sau:

Hình 2.1 Hệ thống phanh trên ôtô

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

- Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khiphanh trên ôtô

- Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanhđến cơ cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp màtrong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụ nếu là dẫn động

cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là dẫnđộng thuỷ lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xilanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn

-7-2.2.1 Cơ cấu phanh

2.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc (phanh trống)

Cơ cấu chung của phanh guốc

Hình 2.2 Phanh guốc

a Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Hình vẽ 2.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục

b a

Trên hình 2.3 trình bày cơ cấu phanh loại guốc Cơ cấu phanh này gồm có đĩaphanh 7 được gắn lên mặt bích của dầm cầu Dưới tác dụng của lò xo 6, các mà phanhđược ép chặt vào các cam lệch tâm 3 và ép các đầu tựa 4 làm các piston trong xi lanh

5 sát lại gần nhau

Xi lanh 5 được gắn chặt trên đĩa 7 Giữa các piston của xi lanh 5 có là xo nhỏ

để ép các piston luôn sát vào guốc phanh

Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh Để cho các má phanh haomòn đều hơn nên ở guốc phanh đằng trước người ta thường gắn má phanh dài hơn sovới guốc sau Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, chất lỏng với áp suất cao sẽ truyền đến

xi lanh 5 tạo nên lực ép trên các piston và đẩy các guốc phanh 1 ép sát vào trốngphanh do đó quá trình phanh được tiến hanh Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 6 sẽ kéocác guốc phanh 1 trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe hở do đóquá trình phanh sẽ kết thúc Muốn cho khe hở trở lại như cũ thì có thể điều chỉnhchốt lệch tâm 8

ưu điểm: của cơ cấu phanh loại này là đơn giản về kết cấu, dễ chế tạo, thuận tiện

trong việc bảo dưỡng và sữa chữa

Nhược điểm: một má phanh làm việc không thuận lợi nên hiệu suất phanh không

cao

b Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm

-9-Hình 2.4 Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình vẽ Sự đốixứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh 10 cũng bố trí hai chốt guốcphanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứngnhau qua tâm Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng

có bạc lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Một phíacủa guốc phanh luôn tì vào piston và của xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe

hở phía trên má phanh và trống phanh được điều chỉnh bởi cơ cấu tự động điều chỉnhkhe hở lắp trong piston của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâmthường có dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtôtải nhỏ Người ta bố trí sao cho khi ôtô chuyển động tiến thì cả hai guốc phanh đều làguốc xiết còn khi lùi thì lại trở thành hai guốc nhả Như vậy hiệu quả phanh khi tiếnthì lớn còn hiệu quả phanh khi lùi thì nhỏ Tuy nhiên thời gian lùi của ôtô rất ít và tốc

độ chậm nên không cần hiệu quả phanh cao

c Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Hình vẽ 2.5 Cơ cấu phanh loại bơi

Cơ cấu phanh loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cốđịnh mà cả hai đầu đều tựa trên mặt di trượt

Có hai loại cơ cấu phanh bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn, loại hai mặt tựa tácdụng kép

- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ

xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt di trượt của piston Khi làm việc, trước hết một đầucủa guốc phanh được piston đẩy ra ép sát vào trống phanh và cuốn theo chiều quaycủa trống phanh làm đầu còn lại của guốc phanh trượt trên mặt tựa để khắc phục hếtkhe hở giữa má phanh và trống phanh và trở thành điểm tựa cố định Loại này, nếutrống phanh quay theo chiều mũi tên thì hai guốc phanh đều là guốc xiết (ứng vớichiều tiến của ôtô) Khi trống phanh quay theo chiều ngược lại (chiều lùi của ôtô) thìhai guốc phanh trở thành hai guốc nhả Như vậy có nghĩa là hiệu quả phanh khi tiếncũng lớn hơn hiệu quả khi lùi Loại này thường được bố trí ở bánh trước của ôtô dulịch hoặc ôtô tải nhỏ

- ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có xu hướng và cả hai đầu của mỗi guốcphanh đều tưa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston Khi làm việc guốc phanh đượcđẩy ra ép sát vào trống phanh ở cả hai đầu guốc phanh nên thời gian khắc phục khe hởgiữa má phanh và trống phanh ngắn hơn nghĩa là thời gian chậm tác dụng giảm ở cơcấu loại này hiệu quả phanh khi tiến và lùi như nhau vì trong cả hai trường hợp haiguốc phanh đều là guốc xiết Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xesau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

d Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá

-11-Hình 2.6 Cơ cấu phanh loại tự cường hoá

Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốcphanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai

Cấu tạo và nguyên lý cơ cấu phanh tự cường hoá được mô tả trên hình vẽ

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn và

cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn

Cấu tạo của cơ cấu phanh loại này khác biệt với các cơ cấu phanh kể trên ở chỗ haiđầu cảu hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơcấu điều chỉnh tự động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt

di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của piston xi lanhbánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanhcủa cả hai guốc phanh Khi làm việc một đầu của guốc phanh được piston đẩy ra épsát vào trống phanh và cuốn theo chiều quay của trống phanh, thông qua cơ cấu điềuchỉnh tác dụng lên guốc phanh còn lại và khi đã khắc phục hết khe hở cả hai guốcphanh cùng có điểm tựa cố định là mặt tựa trên xi lanh Như vậy không những cả haiguốc phanh đều là guốc xiết mà guốc thứ hai còn được guốc thứ nhất cường hoá mộtlực thông qua cơ cấu điều chỉnh

Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có hiệu quả phanh theo chiều quay củatrống phanh ngược chiều kim đồng hồ (ứng với chiều tiến ôtô) là lớn, còn chiều quayngược lại (ứng với chiều lùi của ôtô) là nhỏ Cơ cấu phanh loại này thường được bốtrí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép

Khác với loại trên, loại cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép có hai đầu củahai guốc phanh tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong một xi lanh bánh xe

Vì vậy hiện tượng tự cường hoá tác và hiệu quả phanh ở cả hai chiều quay của trốngphanh đều như nhau Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô

du lịch và tải nhỏ đến trung bình

e Cơ cấu phanh loại có piston bậc

Trên hình 3 - 2 trình bày vơ cấu phanh với ống xi lanh làm việc có các đườngkính khác nhau

Lực tác dụng lên hai guốc phanh trong

trường hợp này sẽ khác nhau Với chiều quay

của trống phanh như hình vẽ thì má bên phải

làm việc thuận lợi hơn vì có hiện tượng tự

siết, vì thế má bên phải cần ít lực ép hơn có

nghĩa là đường kính piston nhỏ hơn so với

má bên trái

Ưu điểm: của cơ cấu phanh loại này là

đảm bảo các má phanh mòn đều

Hình 2.7

Cơ cấu phanh với piston bậc

Nhược điểm: là có một má phanh làm việc không thuận lợi nên hiệu suất

phanh không cao Cơ cấu phanh loại này thương chỉ làm việc tốt khi xe tiến, còn khi

xe lùi thì cơ cấu phanh làm việc không tốt

f Cơ cấu phanh loại có hai ống xi

lanh riêng rẽ ở hai guốc phanh

Trên hình 3 - 3 trình bày cơ cấu phanh loại

có hai ống xi lanh riêng rẽ ở hai guốc phanh

Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch

tâm đối xứng nhau qua tâm guốc phanh Nhờ bố

trí xi lanh làm việc và chốt lệch tâm

-13-đối xứng như vậy cho nên hiệu quả phanh Hình 2.8

Cơ cấu phanh có 2 xilanhriêng

của hai má sẽ bằng nhau khi trống phanh quay theo bất kì chiều nào So với cơ cấu

phanh trên hình 3 - 1 thì cơ cấu phanh này hiệu quả phanh gấp từ 1,6 - 1,8 lần

ưu, nhược điểm: Khi trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ (ôtô tiến) thì

hiệu quả phanh tốt nhưng khi quay cùng chiều kim đồng hồ thì hiệu quả phanh giảmhơn 2 lần

Tham khảo trong tài liệu [2] ta đưa ra bảng so sánh hiệu quả phanh của các loại

cơ cấu phanh guốc khác nhau:

2.2.1.2 Cơ cấu phanh đĩa

Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ôtô du lịch Có hai loại phanh đĩa

đó là calip động và calip tĩnh

Calip động có nhiều ưu điểm hơn nên hiên nay hầu hết các loại ô tô đều trang

bị loại này

Calip động:

Hình 2.9 Cơ cấu phanh đĩa lại calip động

Calip tĩnh:

Hình 2.10 Cơ cấu phanh đĩa lại calip tĩnh

Đĩa phanh:

-15-Hình 2.11 Đĩa phanh

a Loại đĩa quay:

Đĩa phanh được bắt chặt với moayơ bánh xe nhờ các bu lông Có hai tấm masát (guốc phanh )được lắp vào càng phanh, càng phanh đồng thời là xi lanh phanh.Khi người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì dầu phanh từ xi lanh chính với ápsuất cao được đưa vào xi lanh chính làm pittông đẩy má phanh ép vào đĩa phanh,đồng thời với áp suất dầu cao làm cho càng phanh được đẩy với chiều lực đẩy ngượclại, làm càng phanh trượt trên chốt trượt ép má phanh còn lại vào tấm ma sát và thựchiện quá trình phanh Khi người lái nhả phanh làm áp suất dầu trong xi lanh chínhgiảm dầu phanh từ xi lanh bánh xe hồi về xi lanh chính Pittông và càng phanh đượchồi về vị trí ban đầu dưới tác dụng của phớt pittông (cao su) Do khe hở phanh đượcđiều chỉnh tự động bởi phớt pittông nên khe hở phanh không cần phải điều chỉnh bằngtay

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 3.1

Ưu điểm của phanh đĩa loại đĩa quay: Toả nhiệt tốt do phần lớn đĩa phanh

được tiếp xúc với không khí, nên nhiệt sinh ra bởi ma sát dễ dàng toả ra ngoài khôngkhí nên sự chai bề mặt má phanh khó xảy ra Nó đảm bảo khả năng ổn định phanh ởtốc độ cao Phanh đĩa có cấu tạo tương đối đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế máphanh đặc biệt dễ ràng Phanh đĩa còn có ưu điểm là có khả năng thoát nước tốt, donước bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực li tâm nên tính năng phanh đượchồi phục trong thời gian ngắn Phanh đĩa còn có ưu điểm nữa là không cần phải điềuchỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh do khe hở phanh được điều chỉnh tự độngbởi phớt cao su giữa píttông với xi lanh Phanh đĩa còn có trọng lượng nhỏ hơn so vớiphanh tang trống Lực chiều trục tác dụng lên đĩa được cân bằng Kết cấu đơn giảnnên độ chính xác có thể cao bởi vậy có khả năng làm việc với khe hở giữa đĩa phanhvới má phanh nhỏ nên giảm thời gian chậm tác dụng và tăng tỉ số truyền cho cơ cấuphanh

Nhược điểm của phanh đĩa loại đĩa quay: Má phanh phải chịu được ma sát và

nhiệt độ lớn hơn do kích thước của má phanh bị hạn chế, nên cần có áp suất dầu lớnhơn để tạo đủ lực phanh Do gần như không có tác dụng tự hãm nên cần có áp suấtdầu rất cao để đảm bảo đủ lực dừng xe cần thiết vì vậy đường kính pittông trong xilanh bánh xe phải lớn hơn so với pittông phanh tang trống Phanh đĩa hở nên nhanhbẩn các bề mặt ma sát

-17-a) Loại hai pit tong

Hình 2.12 - Kết cấu của cơ cấu phanh

đĩa

b) Loại một pit tong

b Phanh đĩa loại vỏ quay: Cơ cấu phanh được đặt trong vỏ gang, vỏ gang

được bắt chặt với moayơ bánh xe bằng các bu lông Các đĩa có các má phanh đặt ởgiữa bề mặt ma sát của vỏ và nắp Các đĩa được ép sát vào bề mặt vỏ và nắp vỏ nhờhai ống xi lanh và các hòn bi Loại này thường được dùng trên máy kéo bánh bơm

2.2.2 Dẫn động phanh

2.2.2.1.Cấu tạo chung

Sơ đồ cấu tạo của hệ thống dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực được thể hiệntrên hình vẽ 2.1

a Dẫn động một dòng (hình 2.13): có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh

chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh

xe Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao Vì một lý

do nào đó, bất kì một đường ống dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong

hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh Vì vậy trong thực tếngười ta thường sử dụng phương án dẫn động thuỷ lực hai dòng

b Dẫn động hai dòng

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầuđộc lập dẫn đến các bánh xe ôtô Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một

xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh chính kép Cónhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, trên hình 2.2 giới thiệu nămphương án thường được sử dụng

Hình 2.14 Các phương án dẫn động hai dòng

Việc dẫn động phanh hai dòng đòi hỏi xi lanh chính phải có hai ngăn,làm việc độc lập, được điều khiển từ một cần đẩy piston liên hệ với bàn đạpphanh Các ngăn 1, 2 trong sơ đồ dẫn động các xi lanh bánh xe theo sơ đồ nêutrên

ở sơ đồ a (kiểu TT): một dòng dẫn động hai bánh xe cầu trước, một dòngdẫn động hai bánh xe ở cầu sau ở sơ đồ b (kiểu K) dẫn động chéo: một dòngcho một bánh xe trước và một bánh xe sau và dòng còn lại cho các bánh xechéo

Các ôtô con thông thường, thường áp dụng hai sơ đồ này vì cấu trúc đơngiản và giá thành không cao

ở sơ đồ c: Dẫn động hỗn hợp bao gồm một dòng cho tất cả các bánh xe,còn dòng thứ hai chỉ cho các bánh xe trước (kí hiệu chung là HT)

ở sơ đồ d: Một dòng dẫn động ba bánh xe, hai bánh trước và một bánhsau (kí hiệu LL)

-19-ở sơ đồ e: Dẫn động hỗn hợp hai dòng song song cho cả bốn bánh xe (kíhiệu HH)

Các sơ đồ c, d, e được dùng cho các xe có yêu cầu về độ tin cậy và chấtlượng an toàn cao Khi có hư hỏng một dòng hiệu quả phanh giảm không đáng

kể hoặc không giảm (sơ đồ e)

ở sơ đồ dạng TT nếu hư hỏng dòng phanh cầu trước, có thể xảy ra quayvòng “thừa“ trên đường vòng, nếu hư hỏng dòng phanh cầu sau có thể dẫn tớimất tính dẫn hướng của xe khi phanh gấp ở sơ đồ dạng K khi có sự cố mộtdòng có thể dẫn tới hiện tượng tự quay xe khi đi thẳng, hiện tượng này đượckhắc phục đáng kể nếu bố trí bán kính quay bánh xe quanh trục trụ đứng (ro) là

âm với các ưu nhược điểm ở trên, các xe ngày nay có xu hướng dùng sơ đồdạng K (dẫn động chéo)

2.2.2.2 Chọn phương án dẫn động phanh

Như đã phân tích trong phần giới thiệu chung về dẫn động phanh, vì phương ándẫn động phanh một dòng là không đảm bảo an toàn khi có sự cố ở bất kỳ một đườngdầu nào đó Nếu dùng xilanh một buồng để cho kết cấu xilanh đơn giản thì trong dẫnđộng phanh phải có thêm bộ chia dòng Như vậy, làm tăng số lượng chi tiết, giảm độtin cậy của hệ thống Còn với dẫn động phanh hai dòng, ngoài việc đảm bảo hiệu quảphanh còn tính đến tính kinh tế Các sơ đồ dẫn động dạng HT, LL, HH mức độ antoàn và hiệu quả phanh cao: Khi hỏng một dòng phanh thì hiệu quả phanh giảmkhông đáng kể, xe vẫn điều khiển tốt và chuyển động ổn định nhưng kết cấu phức tạp,giá thành cao Đối với xe minibus thì có thể sử dụng sơ đồ dẫn động phanh dạng TThoặc K hiệu quả phanh, mức độ tin cậy khi có sự cố vẫn đảm bảo mà giá thành khôngquá cao ở sơ đồ dạng K, nếu một dòng phanh nào đó bị hỏng sẽ gây nên chênh lệchlực phanh ở các bánh xe còn lại nên khi phanh ôtô đang chuyển động thẳng thì nó cóthể bị quay trong mặt phẳng ngang Do vậy, ta chọn sơ đồ dẫn động dạng TT vớixilanh chính hai ngăn như đã trình bày ở trên Vì khi phanh do có sự phân bố lại tải

trọng lên các bánh xe cầu trước, cầu sau nên các bánh sau dễ bị bó cứng Do đó, trongdẫn động ta bố trí thêm bộ điều hoà lực phanh.

Các phương án cường hóa

Trên xe hiện nay có nhiều kiểu trợ lực cho phanh xe như trợ lực khí nén, trợ lựcchân không, trợ lực chân không kết hợp thủy lực hay trợ lực điện từ…sau đây ta sẽphân tích ưu nhược điểm của từng loại để chọn ra loại phù hợp

Phương án 1: Cường hoá khí nén

Ưu điểm:

- Lực cường hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 57 KG/cm2 Bảo đảm được quan

hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

Nhược điểm:

- Số lượng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức tạp, cồng kềnh , động

cơ phải kèm theo máy nén khí , giá thành cao

Phương án 2: Cường hoá chân không

10 3

1

2

11

5

Hình 2.15 Sơ đồ bộ cường hoá khí nén

1 Bàn đạp , 2 Lò xo hồi vị , 3, 4 Đòn dẫn động , 5 píttông , 6 Lò xo xi lanh khí nén , 7 Piston xilanh

chính ,

8 Bình chứa khí nén , 9 Van , 10 pistông , 11 thanh dạng ống

Ưu điểm:

Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làmviệc mà không ảnh hưởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo được trọng tảichuyên chở và tốc độ khi ôtô chuyển động Ngược lại khi phanh có tác dụng làm chocông suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lạimột ít làm cho hiệu quả phanh cao Bảo đảm được quan hệ tỷ lệ giữa lực bàn đạp vàvới lực phanh So với phương án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộcường hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thước gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành

rẻ, dễ bố trí trên xe

Nhược điểm:

Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1 KG/cm2 , do

đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cường hoá không lớn Muốn có lực cường hoálớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thước của bộ cường hoá tăng lên

Hình 2.16 Sơ đồ bộ trợ lực chân không

1 Piston xilanh chính , 2 Vòi chân không , 3 Màng chân không , 4 Van chân không , 5 Van khí , 6 Van

điều khiển , 7 Lọc khí , 8 Thanh đẩy , 9 Bàn đạp

Phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch , xe vận tải , xe khách

có tảo trọng nhỏ và trung bình

Phương án 3: Cường hoá chân không kết hợp với thuỷ lực

Ưu điểm: Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp Bảo đảm được

quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp , phải cần thêm xilanh thuỷ lực

Phương án 4: Cường hoá bằng năng lượng điện từ

-23-bđ

a

4 2 5

3

10 11

8 9 15

7 8' 6

13 12

Hình 2.17 Sơ đồ bộ cường hoá chân không kết hợp với thủy lực

1 Xi lanh chính, 2 Cổ hút động cơ , 3 van một chiều , 4 Màng cường hoá , 5 Vỏ cường hoá , 6 lọc

khí , 7 Van không khí , 8 Van điều khiển , 8' Lò xo côn , 9 Van màng , 10 Piston phản hồi ,11 Piston xilanh cường hoá , 12 Van bi , 13 Vỏ xi lanh cường hoá , 14 Xi lanh bánh xe , 15 Đường ống

nối



Ưu điểm: Có thể thiết kế đồng hoá cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi phần lập trình Nhược điểm: Giá thành cao.

Kết luận:

Trong 4 phương án cường hoá nói trên , phương án nào cũng đảm bảođược quan hệ tỉ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực phanh , như vậy là đãđảm bảo được yêu cầu trước tiên đối với bộ trợ lực Trên thực tế , hệ thốngphanh được thiết kế cho xe khách 12 đến 15 chỗ có kích thước bao là L0 x B0 x

H0 = 4590x1690x1970 Với kích thước đó thì cả 4 phương án trợ lực trên đều có thể

bố trí được trên xe và đều có thể tạo ra được lực phanh yêu cầu Như vậy 3 phương

án trên trong trường hợp này chỉ khác nhau hiệu quả kinh tế Từ những phân tích ưunhược điểm đã nói ở trên nhận thấy , phương án 2 là phương án có tính kinh tế hơnhẳn vì những lí do sau :

- Với lực phanh yêu cầu như đã tính toán ta hoàn toàn có thể thiết kế được một

bộ trợ lực có kích thước nhỏ ,từ đó có thể có nhiều phương án bố trí

Ta có kết cấu bộ cường hoá như sau :

Hình 2.6 Sơ đồ cường hoá điện

1 Bộ cường hoá điện, 2 Lõi thép, 3 Cuộn dây, 4 Cần đẩy, 5 Xilanh phanh chính, 6 Bộ

điều khiển, 7 Xilanh phanh bánh xe.

Hình 2.8 Kết cấu của bộ cường hoá chân không.

1 Thân xi lanh , 2 Loxo Piston thứ cấp , 3 Vành tựa loxo , 4 phớt , 5 Chốt hạn chế, 6 Piston thứ

cấp , 7 Phớt thân van , 8 loxo , 9 Vành tựa loxo , 10 Phớt , 11.Piston sơ cấp, 12 Phanh hám ,

13 Vành tựa loxo , 14 Loxo màng trợ lực , 15 Thân trước trợ lực, 16 Màng trợ lực , 17.Địa đỡ

màng , 18 Thân sau trợ lực 19.Tấm thép van hãm, 20 Bulông M12, 21.Phớt thân trợ lực, 22.Vành

đỡ loxo, 23 Loxo hồi van khí, 24.Võ bọc, 25.Lọc khí, 26.Cần đẩy, 27.Van điều khiển, 28, Loxo van điều khiển, 29, Van khí, 30, Đĩa phản lực, 31.Van chân không, 32.Thanh đẩy trợ lực, 33.ống dẫn khí, 34.ống nối, 35.Phớt thân, 36.ống dẫn dầu, 37.Cửa bù, 38.Cửa hồi dầu.

Nguyên lý làm việc:

Trạng thái không đạp phanh : Van khí 29 được nối với cần điều khiển van và bị

kéo sang phải do lò xo hồi van khí 23 Van điều khiển 27 bị đẩy sang trái bởi lò xovan điều khiển 28 Nó làm cho van khí 29 tiếp xúc với van điều khiển 27 Vì vậy khíbên ngoài sau khi đi qua lọc khí 25 bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi

B Lúc này van chân không 6 bị tách ra khỏi van điều khiển 27 làm thông giữa cửa K

và E Do luôn có độ chân không trong buồng áp suất không đổi A , nên cũng có độ

-25-chân không trong buồng áp suất thay đổi B Kết quả là pittông trợ lực bị đẩy sangphải bởi lò xo màng.

Trạng thái khi đạp phanh : Khi đạp phanh cần điều khiển van , đẩy van khí 29làm cho nó dịch chuyển sang trái Van điều khiển 27 bị đẩy ép vào van khí 29 bởi lò

xo van điều khiển 28, nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với vanchân không 31 Vì vậy đường thông giữa cửa K và E bị bịt kín lại

Khi van khí 29 dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều 27 Vì vậy không khí

từ ngoài qua lọc khí 25 đi vào buồng áp suất thay đổi B qua cửa E Sự chênh lệch ápsuất giữa buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A làm pittông 11 dịchchuyển sang trái Làm cho đĩa lực đẩy cần đẩy trợ lực sang trái và làm tăng lực đẩycủa cần đây trợ lực vào pittông 11 của xi lanh chính

Trạng thái giữ chân phanh : Nếu đạp phanh và dừng bàn đạp ở vị trí nào đó thì cầnđiều khiển van và van khí 29 sẽ dừng lại, nhưng pittông 11 tiếp tục dịch chuyển sangtrái do sự chênh áp Van điều khiển 27 vẫn tiếp xúc với van chân không 31 nhờ lò xovan điều khiển 28 , nhưng di chuyển cùng với pittông 11 Do van điều khiển 27 dịchsang trái và tiếp xúc với van khí 29 , nên không khí bị ngăn không cho vào buồng ápsuất thay đổi B Vì vậy pittông không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiệntại

Khi nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí 29 bịđẩy sang phải nhờ lò xo hồi van khí 28 và phản lực của xi lanh phanh chính, nó làmcho van khí 29 tiếp xúc với van điều khiển 27 , đóng đường thông giữa khí trời và vớibuồng áp suất thay đổi B Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại, vìvậy van điều khiển bị tách ra khỏi van chân không làm thông cửa K và E Nó chophép không khí từ buồng áp suất thay đổi sang buồng áp suất không đổi làm triệt tiêu

sự chênh áp giữa hai buồng Pittông trợ lực bị đẩy lại sang phải bởi lò xo màng và trợlực trở về trạng thái không hoạt động

Khi không có chân không: Khi bộ cường hoá bị hỏng, không có sự chênh áp giữabuồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi, trợ lực phanh ở trạng thái khônghoạt động, pittông bị đẩy sang phải bởi lò xo màng.

Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển van nị đẩy sang trái và đẩy vào vankhí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền đếnpittông xi lanh chính để tạo ra lực phanh Cùng lúc đó van khí đẩy vào tấm chặn, vìvậy pittông cũng thắng được sức cản của lò xo màng để dịch sang trái Như vậy,phanh cũng có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh.Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên chân phanh cảm thấy nặng

⇒ Đường kính xilanh bánh xe sau: d2 = √π p 4 P

Với P: Lực cần thiết ép lên guốc phanh sau,

p : áp suất cực đại cho phép trong hệ thống phanh

Với đường kính của xilanh phanh bánh xe trước và xi lanh bánh xe sau đã tínhtoán ở phần trên ta có là:

D=40 mm

d=20mm

Chọn đường kính xilanh chính D, kích thước đòn bàn đạp l, l’:

Để tạo lên áp suất p = 80 KG/cm2 thì cần phải tác dụng lên bàn đạp một lực Q

Đối với ôtô con lực phanh lớn nhất cho phép : [Q] = 50 kG

Như vậy ta phải lắp thêm bộ trợ lực phanh để giảm nhẹ cường độ lao động chongười lái

Với kích thước D, l, l’ đã chọn trên, ta xác định được hành trình bàn đạp phanhtheo công thức :

x1, x2 : Hành trình piston của các xilanh làm việc ở bánh xe trước và sau

+ Với phanh đĩa: x1 = 1mm

+ Với phanh guốc: x2 =

(a+c) (δ+ λ)

c

Trong đó:

 : Khe hở trung bình giữa má_ trống ,  = 0,3 mm

 : Độ mòn hướng kính cho phép của má phanh,  = 1,2 mm

a: Khoáng cách từ tâm trống đến điểm đặt lực P, a= 100 mm

Đồi với ôtô con, hành trình bàn đạp cho phép là : 150 mm

Vậy: h < [h] = 150mm, thoả mãn yêu cầu

b Xác định hành trình của piston xilanh lực:

Hành trình của piston trong xilanh chính phải bằng hoặc lớn hơn yêu cầu đảmbảo thể tích dầu đi vào các xilanh làm việc ở các cơ cấu phanh

Gọi S1, S2’ là hành trình dịch chuyển của piston thứ cấp và sơ cấp thì

x1, x2 : Hành trình dịch chuyển của piston bánh xe trước và sau

x1 = 1mm ; x2 = 3mm

Piston sơ cấp dịch chuyển một đoạn S1 = 11 mm

2.2.2.4 Thiết kế bộ cường hóa

a Hệ số cường hoá:

Khi có đặt bộ cường hoá ta chọn lực bàn đạp cực đại của người lái khoảng 300

N, kết hợp với lực của cường hoá sinh ra trên hệ thống phanh tạo ra áp suất cực đại

ứng với trường hợp phanh gấp vào khoảng 80  90

Yêu cầu của bộ cường hóa thiết kế là luôn phải đảm bảo hệ số cường hoá trên

Ta xây dựng được đường đặc tính của bộ cường hoá như sau:

b Xác định kích thước màng cường hoá:

Để tạo được lực tác dụng lên thanh đẩy piston thuỷ lực phải có độ chênh áp giữa buồng A và buồng B tạo nên áp lực tác dụng lên piston 1

Xét sự cân bằng của màng 4 ta có phương trình sau :

cm 2 ứng với tốc độ làm việc không tải của động cơ khi phanh

F4 - diện tích hữu ích của màng 3

-31-p

Đường đặc tính của bộ cường hóa

D m 4=√4 F4

π =√4 330 ,4 π =18 ,5 cm=185 mm.

Như vậy màng 3 của bộ cường hoá có giá trị bằng 185 mm để đảm bảo áp suấtcường hoá cực đại pc.

c Tính toán lò xo màng cường hóa.

Lò xo piston xilanh chính được tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén

Đường kính dây lò xo

d≥1,6√k Fmax.c

[τ ]

Trong đó : d - đường kính dây lò xo

Fmax - lực lớn nhất tác dụng lên lò xo (tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu), 180 N

-33-Ta có tổng hành trình của 2 piston xilanh chính là S =S1 + S2 =12,74 +12,79 = 25,71

mm, với S1 , S2 là hành trình của piston sơ cấp và piston thứ cấp Có thể chọn x bằng hoặc lớn hơn tổng số hành trình trên Lấy x = 28,7

G - môđun đàn hồi vật liệu, G = 8.104MPa

d, c - đường kính dây lò xo và hệ số đường kính

trong đó : Dtb - đường kính trung bình của vòng lò xo, D = 72 mm

n -số vòng làm việc của lò xo, n =6 vòng

Fmax - lực tác dụng cực đại lên lò xo, Fmax = 180N

G - môđun đàn hồi, G = 8.104 MPa

d - đường kính dây, d = 4,8 mm



λmax=8.723.6.1808.104.(4,8)4=51,91mm.

ứng suất của lò xo

Trên thực tế chiều dài nén của lò xo bằng với tổng hành trình của 2 piston thứ cấp và sơ cấp Khi đó lực tác dụng lên lò xo Plx được tính từ tổng hành trình S của piston như sau :

S= 8.c3.n G d .( P lx−Fmin)

P lx=S2 G d

3 +Fmin

trong đó : S - tổng hành trình dịch chuyển của các piston, S = 25,71mm.

G - mođun đàn hồi, G = 8.104 MPa

d - đường kính dây lò xo,d = 4,8mm

trong đó : d - đường kính dây lò xo, d = 4,8mm

n - số vòng làm việc của lò xo, n = 6 vòng

max - độ biến dạng cực đại, max = 51,91mm

Hs = (n0 - 0,5).d = ( 6 - 0,5 ).1,5 = 8,25mm.

n - số vòng làm việc của lò xo, n = 6 vòng

t - bước của lò xo, t = 20,06 mm

H0 = 8,25 + 6 (20,06 - 4,8 ) = 90 mm

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH HỆ THỐNG PHANH ABS 3.1 Cơ sở lý thuyết

Trên ôtô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc hoặc dừnghẳn xe khi cần thiết Lúc đó người lái giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ,

đồng thời đạp phanh để hãm xe lại Nhờ hệ thống phanh người lái có thể nâng cao vậntốc chuyển động trung bình của ôtô mà vẫn đảm bảo an toàn khi chuyển động Do vậntốc chuyển động của xe ngày càng cao nên việc đi sâu nghiên cứu hoàn thiện sự làmviệc của hệ thống phanh nhằm tăng tính hiệu quả khi phanh là cấp thiết Như ta đãbiết, khi người lái xe tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ tạo ramômen ma sát giữa má phanh với tang trống hay đĩa phanh và được gọi là mômenphanh nhằm hãm bánh xe lại, lúc đó tại vị trí bánh xe tiếp xúc với mặt đường xuấthiện phản lực tiếp tuyến Pp ngược chiều với chuyển động của xe Phản lực này đượcgọi là lực phanh và xác định theo biểu thức:

Trong đó:

Mp - Mômen phanh tác dụng lên bánh xe

Pp - Lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường

rb - Bán kính làm việc của bánh xe Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi lực bám của bánh xe với mặt đường P tứcphụ thuộc vào điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường và phản lực pháp tuyếngiữa bánh xe với mặt đường và được thể hiện qua biểu thức:

Ppmax = P = Zb. (3.2)Trong đó:

Ppmax – Lực phanh cực đại có thể sinh ra tứ khả năng bám của bánh xe vớimặt đường

P - Lực bám giữa bánh xe với mặt đường

-37-Trong quá trình phanh ôtô, mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh tăng lên làmlực cản trong cơ cấu phanh tăng theo, đến một lúc nào đấy lực cản trong cơ cấu phanhsinh ra sẽ lớn hơn lực cản lốp sẽ dẫn đến sự trượt lê bánh xe Khi bánh xe bị trượt lêhoàn toàn thì hệ số bám  có giá trị thấp nhất Theo biểu thức (3.2) thì khi bánh xe bịtrượt lê hoàn toàn thì lực phanh sinh ra giữa bánh xe và mặt đường là nhỏ nhất, dẫnđến hiệu quả phanh thấp nhất Không những thế, nếu các bánh xe trước bị trượt lê sẽlàm cho hệ số bám dọc x giảm đồng thời làm cho hệ số bám ngang y giảm khi đómất bánh trước sẽ không có khả năng dẫn hướng vì thế đầu xe sẽ chuyển động theolực quán tính hoặc độ nghiêng của mặt đường, còn nếu các bánh xe sau bị trượt lê thì

xe sẽ bị trượt ngang theo về bên trái hoặc bên phải theo độ nghiêng của mặt đương và

xe sẽ có xu hướng quay ngoắt vòng tròn khi lực quán tính đẩy trọng tâm về phía trước

và tâm quay là bánh xe trước có hệ số bám lớn Nếu tất cả các bánh xe bị trượt lê thì

xe sẽ mất hoàn toàn tính ổn định Khi đó xe sẽ bị văng theo lực quán tính hoặc do độnghiêng của mặt đường

Hệ số bám này được xác định bằng thực nghiệm bánh xe đang chuyển động bịhãm cứng hoàn toàn, nghĩa là bánh xe bị trượt lê 100%

Trên thực tế, hệ số bám của bánh xe ôtô với mặt đường ngoài việc phụ thuộcvào loại đường và tình trạng mặt đường mà còn phụ thuộc khá nhiều bởi đọ trượt củabánh xe tương đối với mặt đường trong quá trình phanh

Trên hình (3.1) chỉ ra mối quan hệ giữa hệ số bám dọc x và hệ số bám ngang

y của bánh xe với mặt đường theo độ trượt ngang tương đối  giữa bánh xe và mặtđường