MỤC LỤC
MỤC LỤC....1
MỞ ĐẦU.. .2
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE CHEVROLET COLORADO LTZ 2.8
1.1. Giới thiệu chung về xe Chevrolet Colorado LTZ .................…………..…..3
1.2. Động cơ sử dụng trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8……………………..5
1.3. Hệ thống truyền lực……………………………………………………….…6
1.4. Hệ thống phanh………………………………………………………………7
1.5. Hệ thống lái…………………………………………………………………10
1.6. Hệ thống tre0…………………………………………………………………11
1.7. Hệ thống an toàn……………………………………………………………..11
1.8. Hệ thống điều hòa……………………………………………………………12
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE CHEVROLET COLORADO LTZ 2.8
2.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8………14
2.2. Kết cấu các bộ phận chính trong hệ thống phanh……………………………17
2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8……………28
2.4. Hệ thống EBD và hệ thống BA.…………………………………………… 33
2.5. Đặc điểm kết cấu hệ thống phanh dừng xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8……………35
Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH XE CHEVROLET COLORADO LTZ 2.8
3.1. Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm và các thông số ban đầu…………………40
3.2. Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát…………………………………42
3.3. Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh………45
3.4. Tính toán xác định công ma sát riêng.........................................................46
3.5. Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh.......................................47
3.6. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh.......................................................48
Chương 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH
4.1. Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh.........................50
4.2. Hư hỏng của hệ thống phanh.....................................................................52
4.3. Các biểu hiện của ô tô khi hư hỏng hệ thống phanh..................................56
4.4. Xác định sự không đồng đều của lực hay mô men phanh..........................56
4.5. Quy trình bảo dưỡng một số chi tiết hệ thống phanh................................58
KẾT LUẬN.. 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 69
MỞ ĐẦU
Nền công nghiệp ô tô trên thế giới ngày nay đã đạt được những thành tựu cao về khoa học kĩ thuật. Sự cạnh tranh gay gắt trên thị trường ô tô đã thúc đẩy đầu tư nhiều về nghiên cứu các công nghệ mới cho ô tô. Điều này đã làm cho chiếc ô tô hiện đại ngày nay được trang bị nhiều công nghệ tiên tiến dẫn đến mẫu mã kết cấu chất lượng sử dụng rất tốt. Hệ thống phanh cũng nằm trong sự thay đổi ấy. Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô, đảm bảo có hiệu quả phanh ở tất cả các bánh trong mọi trường hợp, thích ứng nhanh với mọi vấn đề nguy hiểm.
Sau thời gian học tập, nghiên cứu tại trường em đã được giao đồ án tốt nghiệp “Khai thác hệ thống phanh xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8”, nội dung đồ án nhằm giúp em tìm hiểu kỹ về kết cấu, nguyên lý hoạt động và kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa của hệ thống phanh trên ô tô nói chung và trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 nói riêng.
Em xin chân thành cảm ơn thầy: TS………….. đã hướng dẫn và giúp đỡ em tận tình trong thời gian em làm đồ án để em hoàn thành tốt đồ án này!
Nội dung phần thuyết minh đồ án bao gồm :
Chương 1. Giới thiệu chung về xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8.
Chương 2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8.
Chương 3. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8.
Chương 4. Khai thác, bảo dưỡng hệ thống phanh xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8.
Kết luận.
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE CHEVROLET COLORADO LTZ 2.8
1.1. Giới thiệu chung về xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8.
Chevrolet Colorado LTZ 2.8 ra mắt thị trường Việt Nam vào khoảng tháng 10 năm 2014. Với logo hình chữ thập chất Mỹ nổi bật ở phía trước, kiểu dáng thể thao cùng giá cả cạnh tranh, tạo ra một cơn sốt rất lớn với người tiêu dùng Việt, có sự cạnh tranh cao với Toyota Fortuner, Ford Everest, KIA Sorento, Mitsubishi Pajero Sport,…
Bảng thông số kỹ thuật cơ bản xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 thể hiện như bảng 1.1.
1.2. Động cơ sử dụng trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8.
Xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 được trang bị động cơ FAM II 2.8D. Động cơ DOHC 16V 2.8 lít, công suất 136 sức ngựa tại 5.000 vòng/phút và mô men xoắn cực đại 220 N.m tại 2.200 vòng/phút, trục cam kép (DOHC). Một trục cam điều khiển các xupap nạp, còn trục cam kia điều khiển xupap xả. Trục cam được nằm ở trên các cổ trục trên nắp máy và được giữ bởi các nắp cổ trục cam. Trên các cổ trục cam có các lỗ để dẫn dầu bôi trơn cho các cổ trục. Dầu bôi trơn hồi về các te thông qua các đường hồi về nắp máy và thân máy. Biên dạng cam dùng để mở các xupap nạp và xả một cách chính xác về thời điểm.
Thông số động cơ FAM II 2.8D thể hiện như bảng 1.2.
1.3. Hệ thống truyền lực.
Hệ thống truyền lực của ôtô Chevrolet Colorado LTZ 2.8 được bố trí theo kiểu FF (động cơ nằm ngang đặt ở đằng trước, cầu trước chủ động). Ô tô Chevrolet Colorado LTZ 2.8 đang khảo sát có cầu trước chủ động dẫn hướng.
Hệ thống truyền lực tích hợp vào trong một cụm gồm có phần biến mô thuỷ lực đảm nhiệm luôn vai trò là ly hợp. Phần hộp số gồm có các cơ cấu bánh răng, các phanh, ly hợp, khớp một chiều... Và truyền lực cuối cùng (bộ vi sai) cũng tích hợp luôn trong đó.
Khối điều khiển điện tử hộp số tự động nhận thông tin từ những cảm biến đặt trên xe sau đó xử lý những thông tin đó và chuyển đổi thành những tín hiệu ra điều khiển những van điện từ để thực hiện việc thay đổi tỷ số truyền của hộp số.
Các tỷ số truyền của hộp số AW55-51LE thê rhieenj như bảng 1.3.
Biến mô thuỷ lực đóng vai trò là ly hợp, cũng có tác dụng truyền và ngắt công suất.
1.4. Hệ thống phanh
Hệ thống phanh chính trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 sử dụng dẫn động thủy lực trợ lực chân không, nhằm giảm bớt lực tác dụng của người lái lên bàn đạp phanh. Cả cơ cấu phanh trước và sau đều là dạng đĩa, có trang bị hệ thống chống bó cứng ABS, EBD, BA, cảm biến tốc độ bánh xe.
Thông số kỹ thuật của hệ thống phanh thể hiện như bảng 1.3.
1.5. Hệ thống lái
Hệ thống lái trên ô tô Chevrolet Colorado LTZ 2.8 là hệ thống lái kiểu bánh răng - thanh răng, có bộ trợ lực lái bằng thuỷ lực nên giúp giảm nhẹ lao động cho người lái và tăng tính an toàn lao động. Hệ thống trợ lực lái gồm 3 tổng thành: bơm trợ lực lái, bình dầu và cơ cấu lái. Bơm trợ lực lái là kiểu bơm cánh gạt, cơ cấu lái có các van điều khiển dòng dầu trợ lực vào các pít tông của thanh răng.
Hệ thống lái xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 gồm các thông số sau:
Đường kính ngoài của vô lăng có túi khí: 390 mm
Số vòng quay tối đa: 3,4 vòng
Cột lái có thể điều chỉnh được, có cơ cấu giảm chấn và chỉnh nghiêng.
Trợ lực lái dạng liên động .
1.7. Hệ thống an toàn.
1.7.1. Nhiệm vụ túi khí.
Hệ thống túi khí được trang bị trên xe bảo vệ cho lái xe và người ngồi trên ghế phụ tránh những tai nạn trong quá trình xảy ra va chạm.
Bộ điều khiển túi khí (RCM) đặt ở sàn xe trong khoang cabin nằm ở phía dưới tay số. Khi va chạm xảy ra, bộ điều khiển RCM xử lý và tính toán tín hiệu vào từ những cảm biến (cảm biến va chạm lắp ở bên ngoài và cảm biến va chạm nằm bên trong bộ điều khiển (RCM) để xác định lực va chạm sau đó đưa ra quyết định chính xác.
1.7.2. Hệ thống điều khiển dây đai an toàn.
Dây đai an toàn là biện pháp chính để bảo vệ hành khách. Việc đeo dây an toàn tránh cho hành khách khỏi văng ra khỏi xe khi có tai nạn, hạn chế chấn thương, đồng thời giảm phát sinh va đập thứ cấp trong cabin.
1.8. Hệ thống điều hòa.
Hệ thống điều hòa trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 gồm có máy nén, bộ hoá hơi, van điều khiển lưu lượng, bình chứa, bộ ngưng tụ. Để tăng hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt giữa môi chất công tác và không khí xung quanh, người ta đặt các quạt hút không khí lưu thông qua bộ hoá hơi cũng như bộ ngưng tụ.
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE CHEVROLET COLORADO LTZ 2.8
2.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 .
a. Sơ đồ
Qua hình 2.1 ta thấy hệ thống phanh chính gồm có các cụm sau:
- Cụm dẫn động phanh gồm có bàn đạp phanh là chi tiết chịu tác dụng lực đầu tiên khi người lái đạp phanh. Bàn đạp phanh được liên kết với bầu trợ lực chân không thông qua cần đẩy pít tông, tại đó có bố trí công tắc đèn phanh, bầu trợ lực chân không bố trí sau bàn đạp phanh và trước xi lanh chính có tác dụng tăng cường lực phanh truyền đến xi lanh nhờ đó mà lực đạp phanh mà người lái phải thực hiện sẽ giảm đi, tăng hiệu quả phanh xe và cải thiện điều kiện làm việc cho người lái.
- Cụm cơ cấu phanh gồm có các xi lanh bánh xe trước và sau, cụm má phanh và đĩa phanh trước và sau. Những chi tiết và cụm này tạo ra mô men phanh trực tiếp tại bánh xe nhờ lực ma sát, làm giảm tốc độ xe hoặc dừng xe.
b. Nguyên lý hoạt động.
Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần dịch chuyển sang trái tác dụng vào bầu trợ lực chân không 4, trợ lực cho người lái thêm một lực tác dụng vào xi lanh chính 3, xi lanh chính trên xe là xi lanh chính loại kép, dầu phanh trong xi lanh chính được ép theo các đường ống đến các xi lanh công tác thực hiện quá trình phanh.
* Khi ABS chưa hoạt động thì hệ thống phanh không có sự kiểm soát của ABS, áp lực phanh được tạo ra qua tổng phanh và được truyền đến bánh xe tương ứng như là hệ thống phanh thường.
* Khi ABS hoạt động:
- Pha giữ áp lực
Khi lái xe tác động lên bàn đạp phanh đủ lớn sẽ gây hiện tượng trượt, ECU sẽ gửi tín hiệu đến bộ chia dầu ngăn không cho xuất hiện sự trượt. Các kiểu ABS có thể có sự khác nhau đôi chút, nhưng có chung nguyên lý.
- Pha giảm áp lực
Nếu bánh xe có khuynh hướng bó cứng, áp lực phanh được làm cho nhỏ đi.
Khi áp lực phanh giảm, van xả được mở và nối mạch dầu phanh bánh xe này tới mạch dầu hồi.
* Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực.
- Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động thủy lực là: có kích thước và trọng lượng nhỏ, bố trí trên xe gọn do áp suất làm việc của dầu cao. Độ nhạy của phanh cao do dầu luôn có sẵn trong đường ống và xi lanh bánh xe.
Nhược điểm: không thể phanh trong thời gian dài vì áp suất dẫn động >10MPa, dễ dò rỉ dầu ở chỗ lắp ghép cần kín, lực phanh ở cơ cấu phanh không thể quá lớn được.
2.2. Kết cấu các bộ phận chính trong hệ thống phanh.
2.2.1. Cơ cấu phanh.
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ô tô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài.
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.
a. Cơ cấu phanh trước.
Thông số kỹ thuật và kết cấu:
Kích thước của đĩa phanh:
Đường kính ngoài đĩa phanh : 296 mm
Bề dày đĩa phanh : 29 mm
Bề dày má phanh : 10,5 mm
Đĩa phanh được chế tạo bằng gang có xẻ rãnh thông gió và có bề dày 29 mm.
Má kẹp: Được đúc bằng gang rèn.
Xi lanh thuỷ lực: Được đúc bằng hơp kim nhôm. Để tăng tính chống mòn và giảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm. Khi xi lanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh.
* Nguyên lý làm việc:
Khi phanh: Người lái đạp bàn đạp (có thêm trợ lực chân không), tạo ra dòng dầu có áp suất cao từ xi lanh chính đến các đường ống dẫn độc lập đến các xi lanh bánh xe trước và sau. Dầu có áp lực cao sẽ tác dụng lên pít tông trong xi lanh bánh xe ép má phanh vào má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
b. Cơ cấu phanh sau.
Cơ cấu phanh sau tương tự cơ cấu phanh trước.
Thông số kỹ thuật và kết cấu:
Kích thước của đĩa phanh:
Đường kính ngoài đĩa phanh : 303 mm
Bề dày đĩa phanh : 20 mm
* Ưu điểm, nhược điểm:
So với phanh tang trống, phanh đĩa có các ưu điểm sau:
- Làm mát tốt: phanh đĩa có khả năng làm mát tốt hơn bởi dòng không khí đi qua bề mặt vật liệu ma sát dễ hơn. Đĩa quay và bố trí phanh được lắp đặt thông thoáng nên tản nhiệt rất nhanh, chính vì vậy mômen phanh Mp sinh ra ổn định hơn.
- Bảo trì đơn giản hơn phanh tang trống. Do kết cấu có ít các chi tiết tác động nên công tác bảo dưỡng sửa chữa đơn giản hơn so với phanh tang trống.
* Nhược điểm:
- Nhược điểm lớn nhất của phanh đĩa là các chất bẩn, có thể bám vào, gây ăn mòn cơ học hoặc hóa học nhanh nên phải thường xuyên bảo dưỡng.
2.2.2. Dẫn động phanh.
Xi lanh chính dùng trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 là loại xi lanh chính kép, có lỗ bù phía trước pít tông, không có van ngược, định vị pít tông ở vị trí ban đầu bằng vít tỳ và vòng tỳ.
Công dụng: Xi lanh chính là bộ phận quan trọng nhất và không thể thiếu trong dẫn động thủy lực, là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thủy lực.
* Qua hình 2.4 ta thấy:
- Xi lanh phanh chính có kết cấu chia hai khoang với hai bình chứa dầu riêng biệt cung cấp cho từng dòng. Một dòng được dẫn ra các bánh xe cầu trước, dòng còn lại dẫn ra các bánh xe cầu sau.
+ Thân xi lanh được đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ bù, lỗ thông qua, đồng thời đây cũng là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác.
+ Cuppen: Làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển trong xi lanh cùng với pít tông có tác dụng làm kín khi dầu có áp suất cao ở hành trình nén.
+ Pít tông số 1 được dẫn động từ bàn đạp phanh, pít tông trung gian số 2 được đặt tự do ở phần giữa của xi lanh. Pít tông 2 chia không gian xi lanh thành hai khoang riêng biệt để nối với các dòng dẫn động phanh.
* Nguyên lý làm việc :
Khi phanh, người lái đạp bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cần đẩy, đẩy pít tông với cuppen di chuyển vào phía trong che kín lỗ thông làm dầu trong xi lanh chính sinh ra một áp suất đẩy dầu đi theo đường ống dẫn tới xi lanh của bộ trợ lực.
Khi nhả phanh, các chi tiết trở về vị trí ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồi vị.
2.2.3. Trợ lực phanh.
Hệ thống phanh trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 sử dụng bộ trợ lực chân không, bộ trợ lực chân không là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao. Trong bầu trợ lực có các pít tông và van dùng để điều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
* Cấu tạo: Trợ lực phanh được chia bởi màng thành hai phần, buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi. Vòng trong của màng được gắn lên thân van cùng với pít tông trợ lực. Pít tông trợ lực và thân van được lò xo màng đẩy sang phải. Cần điều khiển van được nối với bàn đạp phanh.
- Bên trong bộ trợ lực phanh được nối với đường ống góp nạp qua van một chiều. Van một chiều được thiết kế chỉ cho không khí đi từ trợ lực vào động cơ chứ không thể đi ngược lại được.
* Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không:
- Khi không tác động phanh thể hiện trên hình 2.5: Van khí được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí. Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển.
Lúc này, van chân không của thân van bị tách ra khỏi van điều khiển làm thông giữa cửa A và cửa B. Do đó luôn có độ chân không trong buồng áp suất không đổi, nên cũng có độ chân không trong buồng áp suất thay đổi.
- Trạng thái giữ phanh:
Nếu giữ bàn đạp phanh ở một vị trí nhất định, cần điều khiển van và van không khí ngừng dịch chuyển nhưng pít tông 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 pít tông. 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 suát trong buồng áp suất biến đổi vẫn ổn định.
- 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).
2.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8.
Trang bị ABS (viết tắt của Anti-lock Brake System) dùng một máy tính để xác định tình trạng quay của 4 bánh xe trong khi phanh qua các cảm biến lắp ở bánh xe và có thể tự động điều khiển đạp và nhả phanh.
2.3.1. Khi không phanh.
Khi không phanh, không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động, giảm áp lực phanh khi bàn đạp được nhả ra.
2.3.2. Khi phanh thường (ABS chưa làm việc).
Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra khỏi cụm thủy lực mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong cụm thủy lực.
2.3.3. Khi phanh khẩn cấp (ABS hoạt động).
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh để phanh khẩn cấp thì các bánh xe có xu hướng xuất hiện sự trượt giữa lốp với mặt đường thì ABS sẽ bắt đầu làm việc. Khi hệ số trượt vượt đạt giới hạn khoảng (10
30%) thì hệ số bám đạt giá trị cực đại và hệ thống ABS bắt đầu phát huy tác dụng với các giai đoạn hoạt động như sau:
a. Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất:
Khi phát hiện thấy sự giảm nhanh tốc độ của bánh xe (do bánh xe trượt mạnh) tín hiệu của cảm biến tốc độ ghi nhận và gửi về bộ điều khiển ECU.
b. Giai đoạn giảm áp suất:
Nếu đã cho đóng van nạp mà bộ điều khiển nhận thấy bánh xe vẫn có khả năng bị hãm cứng (gia tốc chậm dần quá lớn), thì nó tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến rơle van điện từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chất lỏng từ xi lanh bánh xe đi vào bộ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suất thấp của hệ thống, nhờ đó áp suất trong hệ thống được giảm bớt (hình 2.11).
c. Giai đoạn tăng áp suất:
Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp suất trong xi lanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra và đóng van van xả lại, áp suất dầu tăng làm tăng mô men phanh, bánh xe lại giảm tốc độ (hình 2.12).
2.4. Hệ thống EBD và hệ thống BA.
a. Hệ thống EBD (Electronic Brake-Force Distribution)
EBD là chữ viết tắt của Electronic Brake-Force Distribution, nghĩa là hệ thống phân phối lực phanh giữa các bánh trước và sau hoặc giữa các bánh xe bên phải và bên trái. Trên thực tế trong xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 thì hệ thống EBD được điều khiển cùng trong bộ điều khiển ABS (tức là kết hợp ABS và EBD).
* Phân phối lực phanh của các bánh trước và sau:
- Nếu tác động của các phanh trong khi xe đang chạy thẳng, bộ chuyển tải trọng sẽ giảm tải trọng tác động lên các bánh sau.
- ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh đến các bánh xe.
b. Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BA (Brake Assist)
Hệ thống BA (Brake Assist) thường đi cùng với EBD. BA hoạt động dựa trên các cảm biến kiểm soát trạng thái bàn đạp phanh, bộ phận khuếch đại lực phanh bằng khí nén và các van điện được điều khiển bởi máy tính trung tâm. Nếu phát hiện ra tài xế có hành động phanh gấp, BA sẽ tự động trợ giúp để quá trình diễn ra nhanh hơn.
2.5. Đặc điểm kết cấu hệ thống phanh dừng xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8
Hệ thống phanh dừng xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 dùng để dừng, hãm ô tô trên địa hình mặt đường phẳng, dốc… giữ xe cố định trong thời gian tuỳ ý.
a. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh dừng xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8 là loại phanh tang trống. Tang trống bắt với moay ơ nhờ các êcu bánh xe. Guốc phanh đặt trên mâm phanh nhờ chốt tựa, các lò xo hồi vị, chốt và lò xo chống rung. Phía dưới guốc phanh dùng phanh tựa có thể điều chỉnh được chiều dài nhằm điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống.
Guốc phanh: Được chế tạo bằng thép, có hai guốc là loại chốt tựa một phía đầu trên tựa vào cơ câu nhả, đầu dưới tựa vào cơ cấu điều chỉnh trên mặt có gia công các lỗ để gá lò xo hồi vị của guốc phanh và cơ cấu điều chỉnh.
b. Dẫn động phanh tay
Cần điều khiển trên buồng lái thông qua các đòn và dây cáp dẫn tới cơ cấu phanh đặt tại bánh xe, các cơ cấu điều khiển từ phanh tay đặt trong cơ cấu phanh nhận chuyển dịch nhờ dây cáp lồng vào cơ cấu phanh. Sơ đồ nguyên lý được thể hiện ở hình vẽ.
Cơ cấu điều khiển nằm trong cơ cấu phanh bao gồm hai đòn ABO và BC. Đòn ABO có đầu O dạng khớp trụ đặt trên guốc phanh sau, đầu A móc với đầu dây cáp điều khiển từ phanh tay tới, B là khớp trụ hoặc rãnh nối giữa hai đòn. Đòn BC có đầu C tỳ vào guốc phanh trước.
c. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh dừng xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8
- Khi chưa phanh:
Nguời lái không tác động vào cần kéo phanh, chốt điều chỉnh nằm ở vị trí bên phải, đế bi chưa tác dụng vào các viên bi, dưới tác dụng của lò xo kéo guốc phanh mà má phanh cách tang trống phanh một khoảng nhất định.
- Khi phanh xe:
Người lái kéo cần phanh tay, dây cáp dịch chuyển sang trái kéo theo chạc điều chỉnh thông qua đòn bẩy làm đế bi dịch chuyển đẩy các viên bi tỳ sát vào guốc phanh, đẩy guốc phanh và má phanh ép sát vào tang phanh thực hiện phanh xe, nếu để nguyên vị trí đó cần kéo phanh được cố định nhờ cá hãm.
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH XE CHEVROLET COLORADO LTZ 2.8
3.1. Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm và các thông số ban đầu
3.1.1. Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm
3.1.2. Các thông số ban đầu
- Chiều dài cơ sở : L = 2705 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước a = 1240 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau b = 1465 mm
- Chiều cao trọng tâm xe hg= 620 mm
- Trọng lượng toàn bộ xe G = 2200 kG
- Trọng lượng phân bố ra cầu trước G1= 1320 kG
- Trọng lượng phân bố ra cầu sau G2= 880 kG
- Khoảng cách từ tâm bàn đạp đến khớp quay l1 = 240 mm
- Khoảng cách từ tâm khớp quay tới đường tâm thanh đẩy
pittông xi lanh chính l2= 88 mm
- Đường kính xi lanh phanh chính D = 25,4 mm
- Đường kính xi lanh công tác trước d1= 50 mm
- Đường kính xi lanh công tác sau d2 = 50 mm
- Đường kính trong của đĩa phanh trước Dt1 =170 mm
- Đường kính ngoài của đĩa phanh trước Dn1= 296 mm
- Đường kính trung bình của đĩa phanh trước Dtb1= 233 mm
- Đường kính trong của đĩa phanh sau Dt2 = 160 mm
3.2. Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát
- Cơ cấu phanh trước:
Lực ép tác dụng lên tấm ma sát của phanh đĩa:
Với Q : Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp phanh Q = 300 [ N ]
D : Đường kính xi lanh phanh chính [ cm ]
Q’ : Lực của trợ lực phanh [ N ]
p : Độ chênh lệch áp suất giữa không khí với độ chân không
=> p = 1- 0,4=0,6 [ kG/cm2 ] = 5,886 [ N/cm2 ]
Thay các giá trị vào công thức (3.20), (3.19), (3.18) ta xác định được:
S = 699,79 [ cm2 ]
Q'= 4118,96 [ N ]
pi =974,35 [ N/cm2 ]
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước là: N1 = 19121,62 [N]
Tương tự đối với cơ cấu phanh sau: N2 =19121,62 [ N ]
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh sau là: N2 =19121,62 [ N ]
3.3. Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh.
3.3.1. Xác định mô men phanh thực tế do cơ cấu phanh sinh ra
- Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
Thay các giá trị vào công thức (3.21) ta được:
Mp1 = 0,42.19121,62.0,1165.2 = 1871,24 [ N.m ]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh trước là: 1871,24 [ N.m ]
Tương tự đối với cơ cấu phanh sau:
Mp2 = 0,42.19121,62.0,11575.2 = 1859,19 [ N.m ], với Rtb2 = 0,11575 [ m ]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh sau là: 1859,19 [ N.m ]
Vậy mô men phanh thực tế ở toàn xe là: N = 1871,24 + 1859,19 = 3730,43 [ N.m ]
3.3.2. Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh
Để đảm bảo phanh xe có hiệu quả nhất trong bất kỳ điều kiện nào, lực phanh yêu cầu trên các bánh xe được xác định như sau:
- Lực phanh cực đại tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau là :
Theo tài liệu [ 2 ] ta có:
G1 = 1320.9,81 = 12949,2 [ N ]
G2 = 880.9,81 = 8632,8 [ N ]
Với bánh trước: dùng lốp 235/60/R17
H : Chiều cao profile lốp, H = 0,6.B = 0,6.235 = 141 [ mm ]
d : Đường kính vành bánh xe, d = 17 inch = 17.25,4 = 431,8 [ mm ]
Thay các giá trị vào công thức (3.28) và (3.29) ta được:
m1= 1,296
m2= 0,651
Thay các giá trị đã tính toán được vào công thức (3.24) và (3.25) ta có:
Mp1= 1950,09 [ N.m ]
Mp2= 653,04 [ N.m ]
Mô men phanh thực tế: N = 3730,43 [ N.m ] > 2603,13 [ N.m ]
Mô men do cơ cấu phanh sinh ra lớn hơn mô men phanh yêu cầu của phanh. Vậy mô men của phanh đạt yêu cầu đặt ra.
3.4. Tính toán xác định công ma sát riêng
Công ma sát riêng được xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô ở vận tốc nào đó.
Ta có:
G : Trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải: G = 2200.9,81= 21582 [ N ] = 21,582 [ KN ]
Thay các giá trị vào công thức (3.30) ta có: Fz= 57408 [ mm2 ] = 0.057408 [ m2 ]
Lms = 9035,4 [ KN.m/m2 ]
Theo tài liệu [2], trị số cho phép công ma sát riêng đối với cơ cấu phanh như sau:
Ô tô du lịch [Lms ] = 4000 - 15000 [ KN.m/m2 ]
Do vậy công ma sát riêng tính trên thoả mãn điều kiện cho phép.
Thời hạn phục vụ của má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng, công ma sát càng lớn thì nhiệt độ phát ra càng lớn má phanh chóng bị hỏng.
3.5. Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước: q2 = 620865,05 [ N/m2 ]
+ Đối với cơ cấu phanh bánh sau: q2 = 616867,73 [ N/m2 ]
Giá trị cho phép áp suất trên bề mặt má phanh theo tài liệu [ 2 ] thì: q < [q] = 1,2- 2,0 [ MN/m2 ]
Do đó áp suất trên bề mặt tính toán các má phanh thoả mãn.
3.6. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh, động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng của đĩa phanh và các chi tiết khác một phần thoát ra môi trường không khí.
G : Trọng lượng của ô tô, G = 21582 [ N ]
g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 [ m/s2 ]
mt : Khối lượng của đĩa phanh và các chi tiết bị nung nóng. lấy mt = 32 [ kg ]
C : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng. đối với thép, gang thì C = 500 [ J/kg.độ ]
K : Hệ số truyền nhiệt của đĩa phanh ra ngoài không khí.
Số hạng thứ nhất ở vế phải phương trình là năng lượng nung nóng đĩa phanh. Còn số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra không khí. Khi phanh ngặt với thời gian ngắn năng lượng truyền ra môi trường coi như không đáng kể, cho nên số hạng thứ hai có thể bỏ qua.
Thay các giá trị vào công thức (3.33) ta được: t =4,5[ 0C ]
Theo tài liệu [2] đối với xe con phanh ở 30km/h thì độ tăng nhiệt độ cho phép không lớn hơn 150C. Do đó nhiệt độ tính ở trên là thoả mãn yêu cầu.
CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH
4.1. Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh
4.1.1. Các yêu cầu cơ bản khi kiểm tra hệ thống phanh
Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ô tô. Do vậy phải chấp hành những yêu cầu kiểm tra khắt khe, nhất là đối với ô tô thường xuyên hoạt động ở tốc độ cao. Các yêu cầu sau:
- Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe khẩn cấp trong bất kỳ tình huống nào. Khi phanh đột ngột, xe phải dừng sau sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cực đại.
- Phải đảm bảo phanh giảm tốc độ ô tô trong mọi điều kiện sử dụng, lực phanh trên bàn đạp phải tỷ lệ với hành trình bàn đạp, có khả năng rà phanh khi cần thiết.
- Hành trình bàn đạp phanh hoặc tay phanh phải thích hợp và nằm trong phạm vi điều khiển có thể của người sử dụng.
- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi nhiều giữa các lần phanh. Độ chậm tác dụng phải nhỏ và có thể làm việc nhanh chóng tạo hiệu quả phanh ô tô ngay sau khi vừa mới thôi phanh.
- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh (lốp xe, moay ơ…) phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế các chi tiết hư hỏng.
4.1.2. Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra
Các quốc gia khác nhau đều có tiêu chuẩn riêng cho phù hợp với mức độ phát triển kinh tế, chính vì vậy các tiêu chuẩn sử dụng đều không giống nhau. Tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh cho trong bảng 10.1 của ECE R13 Châu Âu, và của TCVN 6919-2001 Việt Nam trong trường hợp lắp ráp, xuất xưởng ô tô.
+ Khi phanh xe trên đường quỹ đạo chuyển động của ô tô không lệch quá 80 so với phương chuyển động thẳng và không bị lệch bên 3,5 m.
+ Tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng phanh chân dùng trong kiểm định lưu hành của Việt Nam do bộ GTVT ban hành trong bảng 10.2. Tiêu chuẩn ngành 224-2000.
4.2. Hư hỏng của hệ thống phanh
4.2.1. Cơ cấu phanh
a. Mài mòn các bề mặt ma sát của cơ cấu phanh
Quá trình phanh xảy ra trong cơ cấu phanh được thực hiện nhờ ma sát giữa phần quay và phần không quay, vì vậy sự mài mòn của các chi tiết má phanh với đĩa phanh là không tránh khỏi.
Sự mài mòn quá mức của má phanh có thể dẫn tới bong tróc liên kết (đinh tán, hay keo dán) giữa má phanh và giá đỡ phanh, gây kẹt cứng cơ cấu phanh hoặc mất phanh.
Sự mài mòn đĩa phanh có thể xảy ra theo các dạng: bị cào xước lớn trên bề mặt ma sát của tang trống và làm biến động lớn mô men phanh, gây đảo đĩa phanh.
b. Giảm hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa phanh.
Cơ cấu phanh ngày nay thường dùng ma sát khô, vì vậy nếu bề mặt ma sát dính dầu, mỡ, nước thì hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa sẽ giảm, tức là giảm mô men phanh sinh ra.
c. Bó kẹt cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh cần thiết phải tạo cho bánh xe lăn trơn khi không phanh. Trong một số trường hợp cơ cấu phanh bị bó kẹt do: bong má phanh, hư hỏng các cơ cấu hồi vị, do điều chỉnh không đúng, vật lạ rơi vào không gian làm việc… Sự bó kẹt cơ cấu phanh còn có thể xảy ra trên cơ cấu phanh có phanh tay và phanh chân làm việc chung trong cùng một cơ cấu phanh.
4.2.2. Dẫn động điều khiển phanh
* Đối với dẫn động điều khiển thủy lực
- Khu vực xi lanh chính:
+ Thiếu dầu phanh, dầu phanh lẫn nước.
+ Rò rỉ dầu phanh ra ngoài, rò rỉ dầu phanh qua các gioăng, phớt bao kín bên trong.
- Đường ống dẫn dầu bằng kim loại hay bằng cao su:
+ Tắc bên trong, bẹp bên ngoài đường ống dẫn, thủng hay nứt, rò rỉ dầu tại các chỗ nối.
- Khu vực các xi lanh bánh xe:
+ Rò rỉ dầu phanh ra ngoài, rò rỉ dầu phanh qua các gioăng, phớt bao kín bên trong.
+ Xước hay rỗ bề mặt làm việc của xi lanh.
4.3. Các biểu hiện của ô tô khi hư hỏng hệ thống phanh
a. Phanh không ăn
- Do trợ lực không hiệu quả, khe hở má phanh và đĩa phanh lớn.
- Má phanh dính dầu, má phanh bị ướt, đĩa phanh bị các vết rãnh vòng, má phanh ép không hết lên đĩa phanh, má phanh bị chai cứng.
b. Phanh bị giật.
Má phanh bị gãy, khe hở má phanh và đĩa phanh không đúng quy định nhỏ quá, gối đỡ má phanh mòn, trục trái đào bị rơ, đĩa phanh bị đảo, ổ bi moay ơ bị rơ.
d. Phanh bị bó
Má phanh bị dính vào đĩa phanh, má phanh bị tróc ra khỏi giá đỡ phanh. Lỗ bổ xung dầu ở xi lanh chính bị bẩn, tắc gây kẹt pít tông xi lanh phanh chính. Vòng cao su của xi lanh chính bị nở ra, kẹt.
e. Mức dầu giảm
Xi lanh chính bị chảy dầu, xi lanh bánh xe bị chảy dầu.
4.4. Xác định sự không đồng đều của lực hay mô men phanh
a. Bằng cách đo trên bệ thử (chẩn đoán) phanh
Sự không đồng đều này có thể xác định độc lập của từng lực phanh sinh ra trên các bánh xe.
b. Bằng cách thử xe trên đường
Các công việc chính tiến hành như sau:
Chọn mặt đường tốt khô, có độ nhẵn và độ bám gần đồng đều, chiều dài khoảng 150m.
Trước khi thử cần chú ý một số vấn đề sau:
- Xe không tải hoặc có tải bố trí đối xứng qua mặt cắt dọc tâm xe.
- Kiểm tra chất lượng bánh xe, áp suất lốp, điều chỉnh đúng góc kết cấu bánh xe.
4.5. Quy trình bảo dưỡng một số chi tiết hệ thống phanh
4.5.1. Bảo dưỡng xi lanh phanh chính
* Chuẩn bị:
Bộ dụng cụ đo cần đẩy trợ lực ,cờ lê vặn đai ốc nối dầu phanh 10-12 mm, dầu phanh, khay hứng dầu, ống tiêm và ống nhựa....
* Tiến hành: Xả dầu trong xi lanh
- Tháo rời các chi tiết của xi lanh phanh chính:
Chú ý: Nếu pít tông được kéo ra với một góc nghiêng, thành bên trong của pít tông có thể sẽ bị hỏng. Nếu pít tông bị nghiêng thì ấn lại pít tông vào sau đó kéo thẳng ra. Kiểm tra hướng của pít tông và lò xo khi tháo ra.
- Vệ sinh xi lanh phanh chính:
Rửa xi lanh phanh chính bằng dầu phanh sạch.
Chú ý: rửa bất cứ với nào khác dầu phanh có thể làm cho các chi tiết cao su như: cuppen bị biến chất và dò gỉ dầu.
- Xả khí ra khỏi xi lanh phanh chính:
+ Đặt một miếng giẻ phía dưới xi lanh phanh chính, hãy xả một ít dầu phanh sao cho dầu phanh rớt ra dính vào các bộ phận hay bề mặt sơn xung quanh.
+ Khi lắp bộ thay dầu phanh lên bình chứa xi lanh phanh chính, hãy xả một ít dầu phanh sao cho dầu phanh không tràn ra.
- Kiểm tra sau khi hoàn tất quy trình:
Kiểm tra rằng có đủ khoảng cách giữa bàn đạp phanh và sàn xe khi đạp hết bàn đạp phanh và không có sự thay đổi về khoảng cách thậm chí cả khi đạp bàn đạp vài lần.
Gợi ý: Khi bàn đạp phanh quá mềm hay có vẻ như không đủ khi đạp phanh, có thể vẫn còn không khí trong đương ống phanh. Hãy tiến hành quy trình xả khí một lần nữa.
4.5.2. Thay má phanh
- Kích xe lên, tháo lốp, tháo càng phanh.
+ Dùng cờ lê, giữ bạc trượt của càng phanh và tháo bu lông.
+ Tháo càng phanh đĩa và dùng sợi dây treo vào lò xo hoặc thanh đòn.
- Ấn pít tông vào:
+ Dùng xi lanh lấy một ít dầu phanh ra khỏi xi lanh phanh chính.
+ Dùng búa, các dụng cụ đặc biệt để ấn pít tông vào.
- Kiểm tra cảm giác phanh:
Đổ dầu phanh mới vào bình chứa dầu ở xi lanh phanh chính đến mức “max”.
KẾT LUẬN
Sau thời gian hơn 3 tháng làm đồ án với đề tài “Khai thác hệ thống phanh trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8” em đã cơ bản hoàn thành đề tài với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: TS……………và các thầy trong khoa.
Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống phanh, nguyên lý làm việc của các bộ phận đến các chi tiết chính trong hệ thống phanh. Phần đầu đồ án em giới thiệu chung về hệ thống phanh từ các loại cơ cấu phanh đến các loại dẫn động phanh của hệ thống phanh. Và phần trọng tâm của đồ án là em đi sâu vào phân tích hệ thống phanh trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8, bao gồm: Cơ cấu phanh trước và phanh sau, dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không, xi lanh chính, bộ trợ lực chân không, hệ thống ABS, EBD, BA,... Đồng thời tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8. Tìm hiểu các hư hỏng của hệ thống phanh thường gặp.
Tuy nhiên do thời gian hạn chế nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo hạn chế và chưa cập nhật đầy đủ các tài liệu về xe nên không tránh khỏi những thiếu sót mong các thầy chỉ dẫn thêm. Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên ngành về ô tô và đặc biệt là hệ thống phanh. Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em cũng nâng cao được những kiến thức về công nghệ thông tin: Word, Excel, AutoCAD… phục vụ cho công tác sau này. Đồng thời qua đó bản thân em cần phải cố gắng học hỏi hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của người cán bộ kỹ thuật ngành cơ khí động lực.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………..
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sổ tay hướng dẫn sửa chữa xe Chevrolet Colorado LTZ 2.8, (tập 1 và 2).
2. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “ Kết cấu tính toán ô tô quân sự” ( tập [ 4 ]: Hệ thống phanh ), HVKTQS, Hà Nội 1998.
3. Nguyễn Khắc Trai, “Cấu tạo gầm xe con” – NXB GTVT, Hà Nội, 1996.
4. Nguyễn Phúc Hiểu – Vũ Đức Lập, Lý thuyết ô tô quân sự( Giáo trình và phụ lục giáo trình), nhà xuất bản quân đội nhân dân, Hà Nội 2002.
5. Vũ Đức Lập(1998), hướng dẫn thiết kế môn học “kết cấu tính toán ô tô quân sự” (tập V:Hệ thống phanh), học viện kĩ thuật quân sự.
6. Nguyễn Trường Sinh, sổ tay vẽ kĩ thuật cơ khí, nhà xuất bản quân đội nhân dân, Hà Nội 2001.
7. Phạm Đình Vy- Vũ Đức Lập, cấu tạo ô tô quân sự( tập 1+2), học viện kĩ thuật quân sự, Hà Nội 1995.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"