MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................................................................................................................6
LỜI NÓI ĐẦU..............................................................................................................................................................................................................7
Chương 1. PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE HYUDAI ELANTRA.................................................................................8
1.1. Khái quát chung về hệ thống phanh trên xe Huyndai Elantra..............................................................................................................................8
1.1.1. Đặc điểm chung của xe Huyndai Elantra..........................................................................................................................................................8
1.1.2. Các thông số kỹ thuật của xe............................................................................................................................................................................9
1.1.3. Công dụng, yêu cầu của hệ thống phanh........................................................................................................................................................12
1.2. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe Hyundai Elantra.......................................................................................................................13
1.2.1. Cấu tạo chung , nguyên lí làm việc của hệ thống phanh.................................................................................................................................13
1.2.2. Kết cấu của các cơ cấu chính trong hệ thống phanh.......................................................................................................................................15
1.2.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh chính xe Elantra 2015......................................................................................................................40
Chương 2. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH CHÍNH XE HYUNDAI ELANTRA................................................................................44
2.1. Sơ đồ tính toán và các thông số ban đầu...........................................................................................................................................................44
2.1.1 Sơ đồ tính toán..................................................................................................................................................................................................44
2.1.2. Các thông số ban đầu......................................................................................................................................................................................45
2.2. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh.................................................................................................................................................................46
2.2.1. Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát.............................................................................................................................................................46
2.2.2. Xác định momen phanh thực tế và momen phanh yêu cầu của cơ cấu phanh...............................................................................................48
2.3. Tính toán công ma sát riêng................................................................................................................................................................................51
2.4. Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh................................................................................................................................................52
2.5. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh.................................................................................................................................................................52
Chương 3. HƯỚNG DẪN KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE HYUNDAI ELANTRA.....54
3.1. Khai thác hệ thống phanh...................................................................................................................................................................................54
3.1.1. Các yêu cầu cơ bản khi kiểm tra hệ thống phanh............................................................................................................................................54
3.1.2. Những chú ý khi khai thác hệ thống phanh......................................................................................................................................................55
3.2 Qui trình khai thác bảo dưỡng.............................................................................................................................................................................56
3.2.1. Kiểm tra tổng hợp hệ thống phanh...................................................................................................................................................................56
3.2.2 Bảo dưỡng thường xuyên.................................................................................................................................................................................58
3.2.5. Bảo dưỡng một số bộ phận trong hệ thống phanh..........................................................................................................................................60
3.3. Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục................................................................................................................................................74
KẾT LUẬN.................................................................................................................................................................................................................79
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................................................................................................81
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội đã có nhiều thay đổi kể từ lúc nó được hình thành, và càng ngày xã hội lại càng hoàn thiện hơn và tốt đẹp hơn. Trong nền công nghiệp ô tô cũng vậy kể từ lúc chiếc ô tô đầu tiên ra đời vào đầu thế kỉ 19. Đến nay nó đã có nhiều thay đổi và tất nhiên là thay đổi có kế thừa và phát triển.
Nước ta đang trên đà phát triển, đặc biệt là ngành công nghiệp, trong đó ngành công nghiệp ô tô cũng rất được chú trọng và phát triển. Nó được cho thấy bởi sự xuất hiện của nhiều hãng ô tô nổi tiếng được lắp ráp tại Việt Nam như HYUNDAI, TOYOTA, HONDA... Do đó vấn đề đặt ra ở đây cho một người kỹ sư là phải nắm rõ được kết cấu của các cụm, các hệ thống trên các loại xe hiện đại để từ đó khai thác và sử dụng xe một cách có hiệu quả cao nhất về công dụng, an toàn, kinh tế trong điều kiện ở Việt Nam.
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đấy, ngoài ra hệ thống phanh còn đảm bảo giữ cố định xe trong thời gian dừng xe. Đối với ô tô,hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất, bởi vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao,cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm, nhờ vậy mà nâng cao được năng suất vận chuyển.
Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy : Thạc sĩ …………… đến nay đồ án của tôi đã hoàn thành đúng tiến độ và khối lượng công việc được giao. Nhưng do thời gian có hạn, kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên đồ án này không tránh khỏi những sai xót, tôi rất mong nhận được những ý kiến góp ý sửa sai của các thầy trong bộ môn và các đồng chí để đồ án này được hoàn thiện hơn, qua đó giúp tôi củng cố thêm kiến thức cho bản thân.
Xin chân thành cảm ơn!
Chương 1
PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI ELANTRA
1.1. Khái quát chung về hệ thống phanh trên xe Huyndai Elantra
1.1.1. Đặc điểm chung của xe Huyndai Elantra
Hyundai là hãng xe Hàn Quốc xuất hiện rất lâu với các dòng xe tải, xe du
lịch. Xe du lịch của Hyundai có các dòng như: Santa Fe, Tucson, Sonata, Accent, Elantra,... Với kiểu dáng hiện đại, mới mẻ, nội thất rộng rãi với 5 chỗ ngồi. Trong giới hạn của đồ án chỉ nghiên cứu dòng xe Elantra 2015 phiên bản 1.6 MT.
Tại thị trường Việt Nam, đây chính là dòng sedan hạng C cạnh tranh trực tiếp với xe của các hãng khác như: Toyota Corolla Altis, Honda Civic, Kia K3, Ford Focus, Mazda 3,...
Thân xe Elantra 2015 sử dụng thép chịu lực cường độ cao giúp tăng cường độ cứng, đồng thời gia tăng an toàn khi xảy ra va chạm. Elantra 2015 là một bằng chứng sống động chỉ ra rằng năng lượng không phải là yếu tố duy nhất giúp cho việc vận hành được cân bằng. Sự cân đối sẽ có được khi tất cả các yếu tố kết hơp nhuần nhuyễn với nhau, đảm bảo sự dễ chịu cho cả người lái và hành khách.
1.1.2. Các thông số kỹ thuật của xe
Bảng thông số kỹ thuật Elantra 2015 như bảng 1.1.
1.1.3. Công dụng, yêu cầu của hệ thống phanh
a. Công dụng hệ thống phanh
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái, giữ cho ô tô dừng ở ngang dốc trong thời gian dài, hoặc cố định xe trong thời gian dừng tùy ý.
Đối với ô tô hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng, bởi vì nó bảo đảm cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm, nhờ vậy mà nâng cao được năng suất vận chuyển của xe.
b. Yêu cầu của hệ thống phanh
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 đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp xảy ra để đảm bảo sự ổn định chuyển động của ô tô.
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn.
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao.
1.2. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe Hyundai Elantra
1.2.1. Cấu tạo chung , nguyên lí làm việc của hệ thống phanh
Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh dạng tổng quát thể hiện trên hình 1.2.
- Dẫn động phanh bố trí trên khung xe gồm: Xy lanh chính, các ống dẫn dầu đến các cơ cấu phanh và trợ lực phanh sử dụng trợ lực chân không gồm: Bầu trợ lực, thanh đẩy, lò xo, màng ngăn, pít tông, thanh nối, thân van…
- Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe gồm:
+ Cơ cấu phanh bánh trước: sử dụng phanh đĩa.
+ Cơ cấu phanh bánh sau: sử dụng phanh đĩa.
- Dẫn động phanh bố trí trên khung xe gồm: Xy lanh chính, các ống dẫn dầu đến các cơ cấu phanh và trợ lực phanh sử dụng trợ lực chân không gồm: Bầu trợ lực, thanh đẩy, lò xo, màng ngăn, pít tông, thanh nối, thân van…
- Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe gồm:
+ Cơ cấu phanh bánh trước: sử dụng phanh đĩa.
+ Cơ cấu phanh bánh sau: sử dụng phanh đĩa.
1.2.2. Kết cấu của các cơ cấu chính trong hệ thống phanh
* Cơ cấu phanh:
Kết cấu cơ cấu phanh đĩa được thể hiện trên hình 1.3
a. Cơ cấu phanh trước
Cơ cấu phanh bánh trước ô tô Hyundai Elantra 2015 là cơ cấu phanh đĩa có giá di động, có khả năng tự điều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín. Trong kiểu này, xy lanh công tác được lắp đặt di động trên một hoặc hai chốt dẫn hướng có bạc lót bằng cao su, nhờ vậy cơ cấu xy lanh còn có thể dịch chuyển sang hai bên. Giá đỡ xy lanh chạy trên bu lông, qua bạc, ống trượt. Bạc và ống trượt được bôi trơn bằng một lớp mỡ mỏng và được bảo vệ bằng các chụp cao su che bụi. Trên giá sử dụng hai bu lông giá trượt đảm bảo khả năng dẫn hướng của giá đỡ xy lanh. Pít tông lắp trong giá đỡ xy lanh và có một lỗ dẫn dầu, một lỗ xả không khí.
* Cấu tạo.
- Đĩa phanh: Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng trên đĩa phanh có các rãnh xuyên tâm để tạo thành bề mặt có các lỗ thoát nhiệt và được đặt sát ổ bi moay ơ.
- Má phanh: Có dạng phẳng được chế tạo bằng vật liệu ma sát, má phanh và xương đĩa được dán với nhau bằng một loại keo đặc biệt. Pít tông tác dụng vào xương của má phanh thông qua một tấm lót.
* Ưu điểm, nhược điểm
+) Ưu 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. Trên bề mặt đĩa, người ta khoan các lỗ có tác dụng làm cho không khí giữa hai bề mặt má phanh thoát nhiệt nhanh hơn. Hầu hết các phanh đĩa bánh trước đều có chức năng thông gió bởi chúng đóng vai trò chính (đa số các xe hiện nay đều dẫn động bánh trước) còn phanh đĩa phía sau không có hệ thống làm mát (đĩa không có lỗ) do chúng sinh ít nhiệt.
- Tiếp nhận trực tiếp đủ áp suất phanh: lực ma sát của phanh đĩa tỷ lệ thuận với áp suất thủy lực từ xy lanh chính. Trong phanh tang trống do đặc tính tự tăng thêm áp lực phanh nên các má phanh tác động không đều.
+) 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. Nếu bị ăn mòn nhiều, đĩa phanh quá mỏng sẽ khiến quá trình tản nhiệt diễn ra chậm và phanh có thể bị gãy.
* Cơ cấu tự điều chỉnh khe hở má phanh.
Sơ đồ tự điều chỉnh khe hở má phanh được thể hiện trên (hình 1.6).
b. Cơ cấu phanh sau
- Cơ cấu phanh bánh sau của xe Hyundai Elantra 2015 cũng là cơ cấu phanh đĩa, xy lanh công tác lắp di động tương tự như cơ cấu phanh trước.
- Đĩa phanh: Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng trên đĩa phanh và được đặt sát ổ bi moay ơ.
* Nhiệm vụ
Xy lanh phanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thủy lực. Xy lanh chính có hai buồng chứa hai pít tông tạo ra áp suất thủy lực trong đường ống phanh của hai đường dẫn động.
* Cấu tạo
Kết cấu xi lanh phanh chính được biểu diễn trên hình 1.7. Qua hình 1.7 ta thấy.
- Xy lanh phanh chính là xy lanh kép, tức là trong xy lanh phanh có hai pít tông, tương ứng với chúng là hai khoang chứa dầu riêng biệt, dẫn đến 2 nhánh phanh.
- Thân xy 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.
* Các chế độ làm việc của xy lanh chính:
- Khi không phanh dưới tác dụng của các lò xo đẩy các pít tông về phía bên phải, pít tông số 1 (21) tỳ sát vào vòng chặn (23). Vị trí của pít tông số 2 (13) được thiết kế nhờ sực cân bằng của hai lò xo. Khi đó các khoang của xy lanh chính được thông với các bầu chứa dầu. Áp suất trong dẫn động phanh bằng áp suất dư trong hệ thống (Hình 1.8).
- Khi đạp bàn đạp phanh: Pít tông số 1 (21) dịch chuyển sang bên trái và cúp pen của pít tông này bịt kín cửa bù để chặn đường đi giữa xy lanh này và bình chứa. Khi pít tông bị đẩy thêm, nó làm tăng áp suất thủy lực bên trong xy lanh chính. Áp suất này tác động vào các xy lanh phanh phía sau.
* Khi dò rỉ dầu ở các dòng phanh
- Dò rỉ dầu phanh ở dòng phanh đến cơ cấu phanh trước bên phải và cơ cấu phanh sau bên trái ( sau pít tông thứ nhất ) thể hiện trên hình 1.11.
Khi nhả bàn đạp phanh pít tông số 1 dịch chuyển sang bên trái nhưng không tạo ra áp suất thủy lực ở phía sau. Do đó pít tông số 1 nén lò xo phản hồi tiếp xúc với pít tông số 2, và đẩy pít tông số 2 làm tăng áp suất thủy lực ở đầu trước xy lanh chính, tác động vào hai trong các phanh bằng lực từ phía trước của xy lanh.
* Cấu tạo trợ lực chân không
Kết cấu bộ trợ lực chân không trên xe Hyundai Elantra 2015 được biểu diễn dưới (hình 1.13).
A. Buồng áp suất không đổi;
B. Buồng áp suất thay đổi;
C. Cửa thông với buồng áp suất thay đổi;
D. Cửa thông với vuồng áp suất không đổi;
K. Mặt cắt trích thể hiện trạng thái.
- Khi đạp phanh:
+ Giai đoạn 1 (cửa A đóng, cửa B đóng, hình 1.15).
Khi đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van khí làm cho nó dịch chuyển sang trái. Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không làm đóng cửa A. Vậy đường thông giữa hai buồng bị bịt lại.
+ Giai đoạn 2 (cửa A đóng, cửa B mở, hình 1.16).
Khi van khí dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều khiển. Vì vậy không khí lọt được vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B (sau khi đi qua lọc khí). Sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi làm pittông dịch chuyển sang trái. Pittông được gắn liền với thân van nên cần đẩy trợ lực bị đẩy sang trái và làm tăng lực phanh.
- Khi giữ chân phanh (cửa A đóng, cửa B đóng, hình 1.17).
Khi giữ chân phanh ở một vị trí nhất định thì cần điều khiển van và van khí sẽ không chuyển động nhưng pittông tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh áp. Lúc này van điều khiển vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển nhưng nó di chuyển cùng pit tông. Do van điều khiển dịch sang trái và tiếp xúc với van khí nên không khí bị ngăn không cho vào buồng áp suất thay đổi.
- Khi không có chân không (hình 1.19).
Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi (cả hai buồng được điền đầy không khí). Khi đó trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động, pittông bị đẩy sang phải bởi lò xo màng. Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩy vào van khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực. Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền đến pittông xylanh phanh chính để tạo ra lực phanh.
* Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS)
Hệ thống hãm cứng phanh xe (ABS) là hệ thống điều khiển áp suất dầu xi lanh phanh của tất cả 4 bánh xe để ngăn việc hãm cứng các bánh xe khi phanh.
- Cho phép dừng xe khi phanh gấp trong khi vẫn đảm bảo được tối đa tính năng ổn định và lái ngay cả trên đường vòng.
d. Cấu tạo của hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS).
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe gồm các cụm cơ bản sau:
- Cảm biến tốc độ bánh xe ghi nhận và gửi tín hiệu đến bộ ABS - ECU.
- ABS-ECU theo dõi tình trạng của các bánh xe bằng cách tính tốc độ ô tô và sự thay đổi tốc độ của các bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe. Khi phanh ABS-ECU điều khiển bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xi lanh bánh xe.
- Cơ cấu chấp hành hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ ECU để tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu cần thiết đảm bảo hệ số trượt tốt nhất (10% -30%) tránh bó cứng bánh xe.
* Chế độ giữ:
Khi áp suất bên trong xi lanh bánh xe giảm hay tăng làm tốc độ bánh xe thay đổi, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn. Khi này ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện từ để giữ áp suất trong xi lanh bánh xe không đổi. Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện từ giảm từ 5A xuống còn 2A, lực điện từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm. Kết quả van điện từ ba vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm đóng cửa B. Nguyên lý bộ chấp hành ABS ở chế độ giữ được thể hiện hình 1.25.
* Chế độ tăng áp:
Khi cần tăng áp suất trong xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho van điện từ. Vì vậy cửa A của van điện từ ba vị trí mở và cửa B đóng. Nó cho phép dầu trong xi lanh phanh chính đi qua cửa C trong van điện từ ba vị trí để đến xi lanh bánh xe. Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ tăng áp và giữ. Nguyên lý bộ chấp hành ABS chế độ tăng áp được thể hiện dưới hình 1.26.
1.2.3. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh chính xe Elantra 2015
- Khi chưa phanh: Do không có lực phanh nên hai má phanh tách đều, không ép sát vào đĩa phanh.
- Khi phanh xe: Người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thông qua cơ cấu dẫn động tác động vào píttông xi lanh chính làm hai píttông dịch chuyển sang trái, khi hai píttông đi qua lỗ bù thì thể tích bên trái píttông giảm, áp suất tăng làm van hoa thị đóng các lỗ trên píttông, dầu có áp suất cao chuyển đến xi lanh công tác làm cho píttông xi lanh công tác dịch chuyển ép tấm ma sát vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
- Trong trường hợp lực phanh chưa đủ, người lái cần đạp phanh lần thứ hai. Khi đó người lái bỏ chân phanh, do sự chênh lệch áp suất, píttông xi lanh phanh chính dịch chuyển sang phải, do lực cản cửa dầu phanh ở phía trái píttông xi lanh phanh chính, dầu phanh sẽ qua lỗ bù mở van hoa thị bổ sung sang bên phải píttông xi lanh phanh chính. Người lái đạp lần thứ hai làm áp suất dầu trong hệ thống tăng lên ở các bánh xe, đảm bảo phanh đúng yêu cầu.
a. Cơ cấu phanh
Trên xe Elantra 2015 người ta sử dụng cơ cấu phanh ở các bánh xe phía sau làm phanh dừng. Ở cơ cấu phanh ngoài phần dẫn động bằng thuỷ lực của phanh chân còn có thêm các chi tiết của cơ cấu phanh dừng (phanh tay).
Phanh tay sử dụng bề mặt trụ trong của đĩa phanh làm tang trống, phanh chân dẫn động nhờ xi lanh thủy lực, phanh tay dẫn động bằng cáp kéo. Cơ cấu phanh dừng được biểu diễn trên hình 1.27.
b. Dẫn động phanh
Cơ cấu phanh tay trên xe Hyundai Elantra 2015 dẫn động cơ khí bằng cáp kéo. Trong đó đòn quay 1 một đầu được liên kết bản lề với phía trên của một guốc phanh, đầu dưới liên kết với cáp dẫn động 3. Thanh nối 2 liên kết một đầu với đòn quay 1 một đầu với guốc phanh còn lại.
Chương 2
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH CHÍNH XE HUYNDAI ELANTRA
2.1. Sơ đồ tính toán và các thông số ban đầu
2.1.1 Sơ đồ tính toán
Sơ đồ tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh chính xe Hyundai Elantra 2015 được biểu diễn trên hình 2.1 và 2.2
L: Chiều dài cơ sở xe;
a: Chiều dài từ trọng tâm xe đến cầu trước;
b: Chiều dài trọng tâm xe đến cầu sau;
hg: Chiều cao trọng tâm xe;
G: Trọng lượng toàn bộ xe;
Pp1: Lực phanh sinh ra ở bánh xe cầu trước;
Pp2: Lực phanh sinh ra ở bánh xe cầu sau;
Pf1: Lực cản lăn ở bánh xe cầu trước ;
Pf2: Lực cản lăn ở bánh xe cầu sau;
Pw; Lực cản không khí;
Pj: Lực cân bằng;
P1, P2: Lực cản dốc;
Mf1: Mô men cản lăn ở bánh xe cầu trước;
Mf2: Mô men cản lăn ở bánh xe cầu sau;
V: Vận tốc chuyển động của xe;
2.1.2. Các thông số ban đầu
- Chiều dài cơ sở : L= 2700 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước a= 1220 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau b= 1480 mm
- Chiều cao trọng tâm xe hg= 605 mm
- Trọng lượng toàn bộ xe G= 1800 kG
- Trọng lượng phân bố ra cầu trước G1 = 990 kG
- Trọng lượng phân bố ra cầu sau G2= 810 kG
- Khoảng cách từ tâm bàn đạp đến khớp quay l1 = 240 mm
- Khoảng cách từ tâm khớp quay tới đường tâm thanh đẩy pít tông xi lanh chính l2= 88 mm
- Bán kính ngoài của tấm ma sát R= 145 mm
- Bán kính trong của tấm ma sát r = 85 mm
- Bán kính trung bình của tấm ma sát Rtb = 120,5 mm
2.2. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh
2.2.1. Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát
* Cơ cấu phanh trước :
Lực ép tác dụng lên tấm ma sát của phanh đĩa : [ N ]
Q : Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp phanh Q = 200 [ N ]
D : Đường kính xi lanh phanh chính [ cm ]
Thay các giá trị vào công thức (2.20), (2.19), (2.18) ta xác định được :
S = 699,79 (cm2)
Q' = 4119,1 (N)
Pi = 921,02 (N)
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước là : 11326,43 [N]
* Cơ cấu phanh sau:
Cơ cấu phanh sau tương tự đối với cơ cấu phanh trước :
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh sau là : 18075,02 [N]
2.2.2. Xác định momen phanh thực tế và momen phanh yêu cầu của cơ cấu phanh
* Xác định momen phanh thực tế do cơ cấu phanh sinh ra :
Thay các giá trị vào công thức (2.19) ta được :
Mp1= 0,42.18075,02.0,1125.2 = 1708,09 [ Nm ]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh trước là : 1708,09 [ Nm ].
- Đối với cơ cấu phanh sau: Tương tự đối với cơ cấu phanh trước
Mp2= 0,42.18075,02.0,105.2= 1594,22 [ Nm ]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh sau là : 1594,22 [ Nm ]
Vậy mô men phanh thực tế ở toàn xe là :
N = 1708,09 + 1594,22 = 3302,31 [ Nm ]
* 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 :
Với: r : là bán kính thiết kế.
Khi bánh trước : dùng lốp 195/65 R15
H : Chiều cao profile lốp : H = 0,65.B = 0,65.195 =126,75 mm.
d : Đường kính vành bánh xe : d = 15 inch = 15.25,4 = 381 mm.
Vậy ta có: rbx = 295,04 [ mm ]
Thay các giá trị vào công thức (2.26) v à (2.27) ta được :
m1 = 1,286
m2 = 0,653
Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là :
M'p =1825,28 [Nm]
Mô men phanh thực tế : N = 3302,31 Nm > 1825,28 Nm
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.
2.3. Tính toán 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.
G : là trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải: G =1800.9,81= 17658 N = 17,658 [KN ]
V0: là vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh [ m/s ]. (Lấy Vmax= 80 km/h = 22,2 m/s).
Thay các giá trị vào công thức (2.28) ta có : Lmz = [KNm/m2]
Theo tài liệu [ II ], trị số cho phép công ma sát riêng đối với cơ cấu phanh như sau:
Ô tô du lịch [Lms ] = 4000 - 15000 [KNm/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.
2.4. Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh
Giả thiết áp suất trên bề mặt má phanh phân bố đều. Theo tài liệu [ II ] ta có :
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước :
q1 = 567733,89 (N/m2)
+ Đối với cơ cấu phanh bánh sau :
q2 = 528932,328 (N/m2)
Giá trị cho phép áp suất trên bề mặt má phanh theo tài liệu [ II ] thì: [q]
q=1,2
2,0 [MN/m2]. Do đó áp suất bề mặt tính toán các má phanh thoả mãn.
2.5. 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 tiêt khác một phần thoát ra môi trường không khí . Theo tài liệu [ II ] phương trình cân bằng năng lượng có dạng sau :
G : là trọng lượng của ô tô ; G = 1800 kg = 17658 N
g : là gia tốc trọng trường , g = 9,81 (m/s2).
C : là nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng . Đối với thép, gang thì C = 500 [J/kg.độ].
K : là 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 (3.31) ta được : t = 3,88 0C
Theo tài liệu [ II ] đối với xe con phanh ở 30 km/h thì độ tăng nhiệt độ cho phép không lớn hơn 15 0C. Do đó nhiệt độ tính ở trên là thoả mãn yêu cầu.
Kết luận chung: Sau khi tính toán kiểm nghiệm cho thấy xe hoạt động tốt trong điều kiện ở Việt Nam.
Chương 3
HƯỚNG DẪN KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN
XE HUYNDAI ELANTRA
3.1. Khai thác hệ thống phanh
3.1.1. 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 nhận những yêu cầu kiểm tra khắt khe, nhất là đối với ô tô hoạt động ở tốc độ cao.
+ Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe khẩn cấp trong bất kỳ tình huống nào. Khi phanh đột ngột, xe phải được dừng 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. Hiệu quả phanh cao kèm theo phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần biến đổi đều đặn giữ ổn định chuyển động của xe.
+ Lực điều khiển không quá lớn và điều khiển nhẹ nhàng.
+ Hành trình bàn đạp phanh hoặc tay phanh phải thích hợp và nằm trong phạm vi điều khiển có thể của người sử dụng.
+ Đảm bảo độ tin cậy sử dụng của ô tô trong hệ thống và nhất là các chi tiết bao kín bằng vật liệu cao su, nhựa tổng hợp.
+ 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 khi các chi tiết hư hỏng.
3.1.2. Những chú ý khi khai thác hệ thống phanh
a. Khi kiểm tra hệ thống phanh:
+ Trong khi sử dụng, không được thay đổi kết cấu của hệ thống phanh.
+ Trong quá trình sử dụng, khi có chi tiết bị hư hỏng phải thay thế bằng phụ tùng chính hãng do nhà máy sản xuất.
b. Khi khai thác hệ thống phanh:
+ Tránh phanh đột ngột để lết bánh xe trên đường làm lốp nhanh mòn và hiệu quả phanh không cao.
+ Trong sử dụng phải thường xuyên kiểm tra sự làm việc của hệ thống để phát hiện sớm và khắc phục kịp thời những hư hỏng.
+ Trường hợp phanh ô tô bị hỏng nhất thiết phải kéo bằng thanh cứng.
+ Không giật mạnh phanh tay khi xe chưa dừng hẳn gây nguy hiểm.
3.2 Qui trình khai thác bảo dưỡng
3.2.1. Kiểm tra tổng hợp hệ thống phanh
a. Kiểm tra tổng hợp khi xe dừng
- Kiểm tra hệ thống cần bẩy chuyển động dễ dàng, không được vướng các nắp tôn ở buồng lái.
- Kiểm tra độ cao bàn đạp phanh từ tấm vách ngăn: 152,9-162,9 (mm).
- Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp: 1,0-6,0 (mm).
- Kiểm tra khe hở công tắc đèn phanh: 1,5-2,5 (mm).
- Kiểm tra khoảng dự trữ bàn đạp phanh ở lực nhấn 500 N: 61 (mm).
- Kiểm tra các khe hở của các bạc và trục của hệ thống đòn bẩy.
b. Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy
- Trước khi cho xe chạy chính thức trên mặt đường để điều chỉnh và thử hệ thống phanh cần cho xe chạy chậm (tốc độ 10 - 15(km)/hệ thống phanh) đạp thử phanh chân bỏ hờ tay lái xem hệ thống phanh chân có ăn tốt không hệ thống tay lái có làm lệch xe khi phanh không.
- Sau khi hai yêu cầu trên đã đảm bảo rồi tiến hành thử xe trên mặt đường.
- Kiểm tra hệ thống phanh chân:
- Cho xe chạy một quãng dài khoảng 4 - 5 km rồi từ từ dừng lại (không sử dụng phanh chân). Xuống sờ các đĩa phanh nếu thấy nóng tức là điều chỉnh khe hở bị bó sát cần điều chỉnh lại khe hở giữa má phanh và đĩa phanh.
d. Điều chỉnh khe hở má phanh và tang phanh.
- Khi kiểm tra, bánh xe được kích khỏi mặt đất, xoay tới vị tri đánh dấu giữa mâm phanh và tang phanh, sử dụng căn lá để đo khe hở tại lỗ kiệm tra. Ngoài ra, có thể kiểm tra bằng kinh nghiệm thông qua hành trình bàn đạp phanh.
- Thông thường, trên xe ô tô sử dụng hai kết cấu điều chỉnh là cam lệch tâm và cần đẩy. Đối với cam lệch tâm, bánh xe được kích khỏi mặt đất, xoay đều hai cam cho tới khi bánh xe bị bó cứng.
3.2.2 Bảo dưỡng thường xuyên
Nội dung này được thực hiện hàng ngày trước khi xe hoạt động, hay khi dừng nghỉ. Do lái xe trực tiếp thực hiện.
- Làm sạch bên ngoài các cụm chi tiết của hệ thống.
- Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp phanh.
- Kiểm tra số lượng và chất lượng dầu phanh.
3.2.5. Bảo dưỡng một số bộ phận trong hệ thống phanh
* Bảo dưỡng xy lanh phanh chính.
Sơ đồ cấu tạo xy lanh phanh chính được thể hiện trên hình 3.2
a. 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, kìm phanh, mỡ Glycol gốc xà phòng Liti, bộ chi tiết của xy lanh phanh chính .
b. Tiến hành
- Xả dầu trong xy lanh
Quy trình xả dầu trong xy lanh được thể hiện trên hình 3.3
- Tháo xy lanh ra khỏi xe
Quy trình tháo xy lanh phanh được thể hiện trên hình 3.4
- Lắp xy lanh phanh chính vào
Quy trình lắp xy lanh phanh chính được thể hiện trên hình 3.8
+ Đặt miếng giẻ xuống phía dưới khu vực lắp xy lanh phanh chính
+ Lắp gioăng chữ O mới vào bộ trợ lực và lắp xy lanh phanh chính
* Chú ý: Thao tác nhanh để hạn chế lượng dầu phanh chảy ra khỏi đầu ra . Trước tiên lắp các đai ốc ở vị trí khó lắp.
+ Giữ nhẹ ống dầu phanh ép vào xy lanh phanh chính
+ Dùng cờ lê ,xiết chặt đai ốc nối và dung SST xiết đai ốc đến mô men xiết tiêu chuẩn.
* 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.
+ Đổ dầu phanh mới vào bình chứa xilanh chứa đến mức max.
+ Khi chạy không tải đạp phanh và kiểm tra xem có rò rỉ dầu từ nút xả khí không.
* Thay má phanh
Quy trình thay má phanh được thể hiện trên hình 3.10
- Tháo má phanh :Tháo các chi tiêt sau ra khỏi càng phanh đĩa: má phanh, tấm chống ồn, tấm đỡ má phanh.
Quy trình tháo má phanh được thể hiện trên hình 3.11
- Kiểm tra và vệ sinh :
+ Kiểm tra bằng quan sát xem tấm chống ồ và tấm đỡ má phanh có thể sử dụng lại được hay không và kiểm tra mòn cũng như hư hỏng .
+ Làm sạch phần lắp của càng phanh đĩa
- Lắp má phanh
Quy trinh lắp má phanh được thể hiện trên hình 3.12.
* 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
* Thay thế đĩa phanh
Má phanh sau có hiệu suất cao hơn so với má phanh trước và không chịu ảnh hưởng của hơi ẩm như các kiểu guốc phanh thông thường. Nhìn chung đĩa phanh sau cũng giống như đĩa phanh trước, nhưng có điều khác nhau cơ bản nhất.
Với hệ thống đĩa phanh sau, có hai hệ thống phanh an toàn khác nhau được sử dụng khá rộng rãi. Hệ thống thứ nhất là guốc phanh ở phía trong của đĩa phanh chịu tác động bởi cần dẫn phanh. Hệ thống thứ hai là cơ cấu chấp hành kiểu đinh vít ở bên trong của bộ kẹp phanh. Khi hoạt động má phanh ép vào đĩa phanh và chúng được giữ chặt bởi cần dẫn phanh.
3.3. Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục
Các hư hỏng thường gặp đối với hệ thống phanh xe Hyundai Elantra 2015, nguyên nhân và cách khác phục được trình bày trong bảng 3.3.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học và tính toán nội dung của đồ án, được sự hướng dẫn kiểm tra tận tình, chu đáo, tỉ mỉ của Thầy giáo : Thạc sĩ ………………. và sự giúp đỡ của các thầy trong Khoa Ôtô cùng sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của em đã hoàn thành được các nội dung sau:
1. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh trên xe Huyndai Elantra
2. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh chính xe Huyndai Elantra
3. Hướng dẫn kiểm tra và đánh giá tình trạng kỹ thuật của hệ thống phanh trên xe Huyndai Elantra
Hạn chế của đồ án là còn nhiều vấn đề quan trọng khác trong khai thác hệ thống phanh xe mà đồ án chưa đề cập đến. Em rất mong được sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến của các thầy giáo trong Bộ môn ôtô quân sự và các bạn trong lớp để cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn và bản thân em cũng được hoàn thiện hơn, để phục vụ cho công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !
TPHCM, Ngày .... tháng ... năm 20...
Học viên thực hiện
.......................
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[I]. Nguyễn Phúc Hiểu - Vũ Đức Lập, Lý thuyết ôtô quân sự (Giáo trình và Phụ lục giáo trình), Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội 2002.
[II]. Vũ Đức Lập , Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô quân sự” (Tập V: Hệ thống phanh ), Học viện kỹ thuật quân sự, 1998.
[III]. Nguyễn Trường Sinh, Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội 2001.
[IV]. Phạm Đình Vy - Vũ Đức Lập, Cấu tạo ôtô quân sự (tập 2), Học viện Kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1995.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"