MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................................................................................................3
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH..............................................................................................................................5
1.1 Công dụng , yêu cầu và phân loại ......................................................................................................................................................5
1.1.1 Công dụng........................................................................................................................................................................................5
1.1.2 Yêu cầu.............................................................................................................................................................................................5
1.1.3 Phân loại...........................................................................................................................................................................................6
1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh.....................................................................................................................................................7
1.2.1 Cơ cấu phanh...................................................................................................................................................................................7
1.2.2 Dẫn động phanh..............................................................................................................................................................................17
CHƯƠNG 2 : TÌM HIỂU KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN MỘT SỐ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TẢI 8 TẤN...25
2.1 Giới thiệu về xe nghiên cứu................................................................................................................................................................25
2.2 Phân tích kết cấu của hệ thống phanh trên xe tải 8 tấn......................................................................................................................27
2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống phanh ô tô Hyundai HD800................................................................................................................28
2.2.2 Phân tích kết cấu một số cụm điển hình..........................................................................................................................................29
2.3 Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh.................................................................................................................................................43
2.3.1 Thông số vào cơ cấu phanh.............................................................................................................................................................43
2.3.2 Kết quả kiểm nghiệm cơ cấu phanh sau xe Hyundai 8 tấn..............................................................................................................44
CHƯƠNG 3 : KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH XE TẢI 8 TẤN ............................................................................................54
3.1 Các dạng hư hỏng...............................................................................................................................................................................54
3.2 Chẩn đoán...........................................................................................................................................................................................55
3.2.1 Hư hỏng trong hệ thống phanh.........................................................................................................................................................55
3.2.2 Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh.................................................................................................................59
3.2.3 Chẩn đoán cơ cấu phanh..................................................................................................................................................................60
3.2.4 Chẩn đoán hệ thống phanh..............................................................................................................................................................60
3.3 Bảo dưỡng và sửa chữa 3.3.1 Đặt vấn đề..........................................................................................................................................62
3.3.2 Yêu cầu chung..................................................................................................................................................................................63
3.3.3 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh................................................................................................................................................63
3.3.4 Bảo dưỡng một số bộ phận trong hệ thống phanh...........................................................................................................................64
3.3.5 Quy trình tháo lắp.............................................................................................................................................................................66
KẾT LUẬN................................................................................................................................................................................................72
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................................................................................73
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành giao thông vận tải có chức năng vận chuyển hàng hóa và hành khách nhằm đáp ứng yêu cầu nguyên, vật liệu cho sản xuất, tiêu dùng và sự đi lại của con người. Trong đó, ô tô là phương tiện vận tải phục vụ đắc lực cho việc phân bố lực lượng sản xuất, phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội và an ninh quốc phòng của mỗi quốc gia. Vì vậy, phát triển ngành ô tô là một trong những nhiệm vụ trọng tâm của việc xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật cho nền kinh tế, bảo đảm an ninh, quốc phòng của đất nước.
Hiện nay, với sự phát triển của nền kinh tế, đời sống nhân dân được nâng cao, số lượng ô tô tăng nhanh kèm theo đó là những vẫn đề về giao thông như: ùn tắc, tai nạn giao thông.... Theo số liệu của Tổng Cục Thống Kê, năm 2023, trên địa bàn cả nước xảy ra 22.067 vụ tai nạn giao thông, làm 11.628 người chết ; 15.292 người bị thương . Tai nạn giao thông không chỉ gây thiệt hại về con người mà còn làm ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế của mỗi gia đình và của đất nước. Thực trạng này xảy ra do nhiều nguyên nhân. Nguyên nhân chủ quan do ý thức của người tham gia giao thông (không tuân thủ pháp luật, sử dụng rượu, bia, chất kích thích....) hoặc do nguyên nhân khách quan (cơ sở hạ tầng, phương tiện giao thông không đảm bảo điều kiện an toàn...). Trong đó, nguyên nhân do phương tiện giao thông, đặc biệt là từ hệ thống phanh chiếm tỉ lệ từ 60% đến 70%.
Đối với ô tô, hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng, đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm, từ đó nâng cao khả năng vận chuyển. Trong những năm qua, việc nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống phanh trên ôtô được quan tâm. Hệ thống phanh đảm bảo độ tin cậy tạo điều kiện cho người lái xe điều khiển xe dễ dàng và linh hoạt, đồng thời duy trì được tốc độ của xe theo ý muốn trên nhiều địa hình, đảm bảo an toàn cho người và phương tiện khi di chuyển.
Trong quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo : TS…………….., đồng thời em cũng nhận được ý kiến đóng góp của các thầy trong Khoa Cơ Khí. Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức và thời gian làm đồ án tốt nghiệp có hạn cho nên không tránh khỏi những sai xót kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để em hoàn thiện đề tài hơn trong tương lai.
Em xin chân thành cám ơn thầy giáo: TS……………….., và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khí cùng toàn thể các bạn sinh viên đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội ,ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………..
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1. Công dụng , yêu cầu và phân loại
1.1.1 Công dụng
Hệ thống phanh trên ô tô là một trong những hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô, với công dụng:
+ Giảm dần tốc độ hoặc dừng hẳn ô tô lại khi ô tô đang chuyển động;
+ Giữ ô tô đứng yên trên đường trong thời gian dài mà không cần sự có mặt của lái xe;
1.1.2 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 đường phanh 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 của ôtô;
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn;
1.1.3 Phân loại
Phân loại tổng quát hệ thống phanh thê rhiện như bảng.
1.1 Cấu tạo chung của hệ thống phanh
Hệ thống phanh bao gồm hai thành phần chính sau: cơ cấu phanh, dẫn động phanh. Ngày nay trên cơ sở các bộ phận kể trên, hệ thống phanh còn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh. Gồm các bộ phận chính:
- Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ô tô.
- Dẫn động phanh :
Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: Cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu đẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí. Nếu là dẫn động thủy 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.
1.2.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận thực hiện tiêu hao động năng của xe khi phanh và được điều khiển từ các cơ cấu trên buồng lái . Các cơ cấu phanh thường dùng trên cơ sở tạo ma sát giữa phần quay và phần cố định . Trên ô tô thường sử dụng hai loại cơ cấu phanh : tang trống và đĩa
1,.2.1.1. Cơ cấu phanh tang trống
Cơ cấu phanh được dùng khá phổ biến trên ô tô . Trong cơ cấu tang trống sử dụng các guốc phanh cố định và và được phanh với mặt trụ trong của tang trống quay cùng bánh xe . Như vậy quá trình phanh được thực hiện nhờ ma sát giữa bề mặt tang trống và các má phanh
a, Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục:
Nguyên lý hoạt động: Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh. Mâm phanh được bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai pít tông của xy lanh phanh làm việc gần nhau. Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm.
Cam lệch tâm cùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh. Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát. Giữa các pít tông của xy lanh có lò xo để ép các pít tông luôn tỳ sát vào các guốc phanh.
Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh mòn đều nhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn.
b, Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm:
- Đặc điểm:
Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với đường trục của cơ cấu phanh.
- Nguyên lý hoạt động
Khi đạp bàn đạp phanh, dầu được dẫn động từ xy lanh tổng qua các đường dẫn đi tới các xy lanh bánh xe. Dưới tác dụng của áp suất dầu, hai pít tông dịch chuyển đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh được thực hiện.
Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh sẽ kéo các guốc phanh trở về vị trí ban đầu. Khe hở giữa má phanh và trống phanh xuất hiện nên kết thúc quá trình phanh. Điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và má phanh được thực hiện bằng cách xoay cam lệch tâm.
d, Cơ cấu phanh dạng tự cường hóa:
Cơ cấu phanh tự cường hoá có hai guốc tựa trên hai xy lanh công tác, khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai làm tăng hiệu quả phanh vì lực ép từ dầu có áp suất đẩy cả hai đầu ép sát vào tang trống. Tuy nhiên do sử dụng hai xy lanh công tác và pít tông có khả năng tự dịch chuyển lên pít tông này có khả năng ảnh hưởng đến pít tông bên kia. Kết cấu phanh dễ gây lên dao động mô men phanh ảnh hưởng xấu đến chất lượng ổn định chuyển động.
1.2.1.3. Phanh tay
Phanh tay trên ô tô được dùng để:
- Đỗ xe trên đường, kể cả đường bằng hay trên đốc,
- Thực hiện chức năng phanh dự phòng, khi phần dẫn động phanh chính bị sự cố.
Hệ thống phanh trên ô tô tối thiểu phải có : phanh chính và phanh dự phòng, hai hệ thống này cần được điều khiển riêng biệt. Yêu cầu này đảm bảo ô tô có thể dừng xe kể cả khi phanh chính bị sự cố.
Với nhiệm vụ dừng xe trên dốc, phanh tay được chế tạo với khả năng đỗ xe tối đa trên dốc 18% (18° 20°). Phanh tay được tập hợp bởi hai bộ phận chính: cơ cấu phanh; dẫn động phanh có cơ cấu điều khiển từ khu vực thuận lợi xung quanh người lái.
a, phanh tay trên trục truyền
Trên vỏ của hộp số có bắt mâm phanh cố định 17 mà trên đó lắp chốt guốc phanh 7 và trục cam ép 16. Hai guốc phanh được lắp trên chốt có định và được điều khiến bằng cam phanh.
Cần phanh 29 được quay quanh một chốt bản lề cố định và đầu dưới liên kết với thanh kéo 19 và đòn quay 18 . Một đầu của đòn quay 18 được lắp cố định với đầu trục cam ép 16 .
- Khi kéo phanh :
Khi kéo cần phanh 29 về phía sau thông qua các khâu khớp dẫn động làm đòn quay 18 dẫn động cam ép quay một góc. Cam ép, ép lên hai đầu của hai guốc phanh làm hai guốc phanh bung ra ôm sát vào trống phanh, làm trống phanh có định.
- Khi nhả phanh :
Bóp tay điều khiển 30 để nhả cóc hãm và đẩy cần phanh 29 trở về vị trí ban đầu, lúc đó cam ép trở về vị trí trung gian, các guốc phanh được lò xo co lại tạo khe hở giữa má phanh và trống phanh, trống phanh được quay tự do.
b, Phanh tay có cơ cấu phanh ở các bánh xe sau
Trên một số ô tô nhất là đối với ô tô du lịch người ta sử dụng cơ cấu phanh ở các bánh xe phía sau làm phanh đứng. 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.
c, Phanh tay điện tử
Phanh tay điện tử là một hệ thống trang bị an toàn thông minh trên xe ô tô. Đây là loại phanh cho phép người dùng có thể điều khiển hoàn toàn tự động. Vị trí đặt phanh cũng rất dễ được nhìn thấy thông qua ký hiệu P nằm gần các khu vực cần số hoặc vị trí taplo của xe.
Cấu tạo phanh tay điện tử:
Nhờ hệ thống phanh điều khiển điện tử ECB, cơ cấu chấp hành phanh tay điện tử đảm nhận rất tốt công việc bao gồm dừng đậu xe trên đường, hỗ trợ khởi hành ngang dốc và kích hoạt chế độ Start – Stop. Hệ thống phanh tay điện tử bao gồm những bộ phận:
- Bộ điều khiển hệ thống phanh tay điện tử
- Cơ cấu chấp hành phanh
- Công tắc phanh tay
1.2.2. Dẫn động phanh
1.2.2.1. Dẫn động điều khiển phanh chân bằng thủy lực
Gồm có các bộ phận chính: Bàn đạp phanh, bầu trợ lực chân không, xylanh chính, đường ống dẫn và xylanh công tác.
- Nguyên lý hoạt động cơ bản hệ thống phanh dẫn động thủy lực:
+ Khi đạp phanh: Khi cần giảm tốc độ xe hoặc dừng hẳn xe lại, người lái tác dụng vào bàn đạp phanh , thông qua cơ cầu dẫn động tác động lên piston di chuyển trong xy lanh phanh chính, đẩy dầu vào hệ thống các đường ống dẫn và đi đến các xy lanh bánh xe , dưới tác dụng của lực sinh ra do áp suất dầu phanh trong hệ thống tác động lên các piston xy lanh phanh bánh xe sẽ đẩy ra ngoài tác dụng lên cơ cấu phanh (phanh tang trống hoặc phanh đĩa) thực hiện việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe.
+ Khi nhả phanh : Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cơ cấu lò xo hồi vị tại các bánh xe hoặc cần điều khiển xy lanh phanh chính sẽ ép piston xy lanh phanh bánh xe lại và đẩy dầu ngược trở về xy lanh chính như lúc đầu, lúc này phanh sẽ được nhả ra không còn tác dụng hãm hoặc dừng xe lại nữa.
1.2.2.3. Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực
Hệ thống dẫn động điều khiển phanh bao gồm hai dạng dẫn động là dẫn động khí nén và dẫn động thủy lực.
Phần dẫn động khí nén sẽ đảm nhiệm công việc tạo lực đẩy ở xylanh thủy lực bằng cách cung cấp và điều khiển khí nén. Bao gồm máy nén khí, bộ điều chỉnh áp suất, lọc khí, van chia, bình chứa, van phân phối và các đường ống dẫn khí.
Phần dẫn động thủy lực sẽ nhận nhiệm vụ tạo lực điều khiển ở các cơ cấu phanh. Bao gồm các đường dầu, bình chứa dầu và các xylanh thủy lực ở bánh xe.
1.2.2.4 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh
a, Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh)
Trong hệ thống phanh thủy lực cũng như hệ thống phanh khí nén, áp suất thủy lực (hoặc khí nén) dẫn ra các bánh xe của cầu trước và cầu sau có thể bằng nhau hoặc khác nhau. Đa số ô tô có kết cấu sử dụng các kết cấu phân bố áp suất dầu như nhau. Như vậy các bánh xe cầu sau thường bị trượt lết, cần hạn chế áp suất dầu phanh dẫn tới.
- Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, làm việc trên cơ sở của sự thay đổi áp suất sau xi lanh chính (còn gọi là bộ điều hòa tĩnh),
- Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, làm việc trên cơ sở của sự thay đổi áp suất sau xi lanh chính và tải trọng tác dụng trên các bánh xe của các cầu (bộ điều hòa hai thông số).
b, Bộ chống hãm cứng bánh xe (Antilock Brake System – ABS)
- Cơ sở lí thuyết của ABS:
Trong quá trình phanh, mô men phanh trong cơ cấu phanh ngăn cản chuyển động quay của các bánh xe, nhưng mô men phanh lại phụ thuộc vào điều kiện bám giữa bánh xe và nền đường, tức là phụ thuộc vào độ trượt của bánh xe trên nền.
- Vận tốc chuyển động của ô tô,
- Gia tốc góc quay bánh xe,
- Độ trượt giới hạn yệu cầu
Hệ thống phanh ABS được cấu tạo từ 4 bộ phận chính bao gồm:
Cảm biến tốc độ: Có khả năng nhận diện tốc độ của bánh xe để xác định hiện tượng bánh xe bị “bó cứng” và gửi dữ liệu đến hệ thống kiểm soát cũng như bộ điều khiển điện tử trung tâm (ECU).
- Kiểm soát tốc độ và giữ khoảng cách an toàn.
- Mặc dù phanh ABS có cảm biến rất nhạy và chính xác. Tuy nhiên khi đến các khúc ngoặt, lực quán tính sẽ ít nhiều làm xe có xu hướng bị văng ra ngoài. Vì vậy, cần giữ tốc độ hợp lý khi di chuyển vào các cung đường có những khúc ngoặt và không tăng tốc khi vào cua.
CHƯƠNG 2 : TÌM HIỂU KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN MỘT SỐ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ
THỐNG PHANH TRÊN XE TẢI 8 TẤN
2.1 Giới thiệu về xe nghiên cứu
Dòng sản phẩm xe tải HYUNDAI HD800 có bề ngoài được giữ nguyên thiết kế của dòng xe tải HYUNDAI HD72 nhập khẩu vốn đã nổi tiếng trên thị trường. Đầu cabin xe rộng rãi ,được gia cố bằng vật liệu Carbon thành phần cao, tăng khả năng chịu lực , cách nhiệt tốt, do vậy, người điều khiển sẽ cảm thấy thoải mái và an toàn khi vận hành. Khung gầm xe được sử dụng vật liệu thép cường lực chịu lực va đập cực mạnh, chống uốn, giảm tối đa ứng suất xoắn, tạo độ ổn định và cứng vững cho xe.
Với vẻ bề ngoài bắt mắt, khỏe khoắn, lưới tản nhiệt thiết kế đẹp mắt và có khả năng làm mát động cơ tối đa. Đèn pha bản lớn thế hệ mới giúp HD800 chiếu sáng được trên mọi cung đường ở mọi thời tiết.
Gương chiếu hậu bản to, bố trí hợp lý giúp lái xe có thể quan sát được tối đa phía đuôi xe.
Các thông số kỹ thuật của ô tô Hyundai 8 tấn được thể hiện ở bảng 2.1
2.2 Phân tích kết cấu của hệ thống phanh trên xe tải 8 tấn
Hệ thống phanh trên xe Hyundai HD800 bao gồm 3 hệ phanh: Hệ phanh chính (phanh chân), hệ phanh dừng (phanh tay) và phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ).
- Hệ thống phanh chính (phanh chân) dẫn động bằng thuỷ lực loại hai dòng có trợ lực chân không, một dòng dẫn động cầu trước, một dòng dẫn động cầu sau, cơ cấu phanh các cầu kiểu tang trống.
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay) có dẫn động cơ khí kiểu cáp, cơ cấu phanh guốc đặt ở trục truyền các đăng ra cầu sau sau hộp số chính.
2.2.1 Cấu tạo chung của hệ thống phanh ô tô Hyundai HD800
- Sơ đồ nguyên lý:
Hệ thống phanh trên xe Hyundai hd800 gồm có: cơ cấu phanh tang trống ở cầu trước và cầu sau. Dẫn động thủy lực, có trợ lực chân không với hai dòng tách biệt từ xy lanh phanh chính: một dòng đến cơ cấu phanh bánh trước, một dòng đến cơ cấu phanh bánh sau.
- Nguyên lý làm việc:
+ Khi chưa đạp phanh
Dưới tác dụng của lò xo hồi vị, đầu guốc phanh tì sát vào gối tựa ở các pít tông xy lanh công tác, áp suất dầu trong hệ thống bằng áp suất dư trước trong xy lanh chính, mặt ngoài của tấm ma sát không ép sát vào mặt trong của tang phanh. Nếu khi đó khe hở giữa tang phanh với má phanh đảm bảo đúng quy định thì hệ thống phanh không phanh.
+ Khi đạp phanh:
Người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh (1) thông qua cơ cấu dẫn động, cơ cấu dẫn động tác động vào pít tông xy lanh phanh chính (4), làm hai pít tông dịch chuyển sang trái, khi hai pít tông đi qua lỗ bù dầu thì thể tích bên trái của hai pít tông giảm, dẫn đến áp suất phía trước hai pít tông tăng lên, van hoa thị đóng các lỗ trên hai pít tông, dầu có áp suất cao chuyển đến các xy lanh công tác làm cho các pít tông xy lanh công tác dịch chuyển đẩy má phanh ép sát vào mặt trong của tang phanh, thực hiện quá trình phanh xe.
2.2.2 Phân tích kết cấu một số cụm điển hình
2.2.2.1 Xy lanh phanh chính.
- Chức năng:
Dẫn động phanh ô tô Hyundai 8 tấn là kiểu dẫn động thuỷ lực hai dòng chéo có trợ lực chân không xi lanh chính kép dạng nối tiếp. Bầu trợ lực bố trí trước xi lanh chính.
Trên hình 2.3 ta thấy các buồng của xy lanh phanh chính được cung cấp dầu phanh từ bình chứa dầu gắn trên xy lanh.
Thân xy lanh (11) được gia công các lỗ ren để nối với các đường ống dẫn dầu, đồng thời gia công các lỗ ren để gá đặt với các chi tiết khác.
2.2.2.2 Bầu trợ lực chân không.
- Chức năng:
Bầu trợ lực chân không giúp cho việc điều khiển phanh chân được nhẹ nhàng, qua đó giúp cho người lái có thể làm việc lâu dài và dễ chịu hơn khi điều khiển xe. Các chi tiết chính của bầu trợ lực chân không được thể hiện ở hình 2.3.
- Đặc điểm kết cấu:
Bộ trợ lực chân không là một cơ cấu sử dụng độ chênh lệch giữa chân không của động cơ và áp suất khí quyển để tạo ra một áp lực mạnh (tăng lực) tỉ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp để điều khiển phanh. Bộ trợ lực phanh sử dụng chân không từ bơm chân không.
2.2.2.3 Cơ cấu phanh
Khe hở giữa guốc phanh và tang phanh là 0,3mm , ở cơ cấu phanh sau trên xe Hyundai 8 tấn thì với việc bố trí xi lanh bánh xe như trên, khi các bánh xe sau chuyển động, một bên guốc phanh sẽ là guốc xiết, một bên guốc phanh sẽ là guốc nhả, theo tính toán thì khi phanh, với cơ cấu phanh này thì 2/3 lực phanh là do guốc xiết sinh ra, 1/3 lực phanh do guốc nhả sinh ra. Các chi tiết chính của cơ cấu phanh guốc gồm: Tang phanh, guốc phanh, xi lanh bánh xe và các kết cấu đặc biệt . Các chi tiết chính của cơ cấu phanh được thể hiện trên hình 2.15.
Tang phanh trên xe là chi tiết quay cùng với bánh xe, chịu lực ép của guốc phanh cùng má phanh từ trong ra nên tang phanh được đúc bằng thép hợp kim (có thành phần Ni, Mô líp đen, đồng) nên nó có độ cứng vững lớn, chịu được nhiệt độ cao.
2.2.2.4 Bộ điều hòa lực phanh
- Chức năng :
Bộ điều hòa lực phanh có tác dụng tránh cho các phanh sau bị quá hãm, bị khoá, bị trượt và cũng làm cho nó có thể nhận được lực phanh lớn khi tải trọng của bánh sau lớn. Ô tô Hyundai 8 tấn sử dụng bộ điều hòa lực phanh hai thông số, vì có sự phân bố tải trọng lên các bánh trước và sau khác nhau khi xe có tải và xe không tải. Các chi tiết chính của bộ điều hòa lực phanh được mô tả ở hình 2.16.
Bộ điều hoà bao gồm thân (11) trong đó có lắp pit tông (3) với các lò xo, bạc đỡ chặn, phớt làm kín và được đậy bởi nắp (4). Trên thân bộ điều hoà có hai lỗ tương ứng với hai cửa vào và ra của bộ điều hoà.
2.2.2.5 Cơ cấu phanh dừng
- Chức năng:
Hệ thống phanh tay của ô tô Hyundai 8 tấn dùng để dừng, hãm ô tô trên địa hình mặt đường phẳng, dốc... giữ xe cố định trong thời gian tùy ý.
- Đặc điểm kết cấu
Hệ thống phanh dừng của ô tô Hyundai 8 tấn có dẫn động cơ khí kiểu cáp, cơ cấu phanh guốc đặt ở trục truyền các đăng ra cầu sau sau hộp số chính và điều khiển bằng tay. Các chi tiết chính của hệ thống phanh dừng được thể hiện ở hình 2.18.
2.3 Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh
2.3.1 Thông số vào cơ cấu phanh.
Chất lượng phanh ô tô phụ thuộc vào hiệu quả làm việc và chất lượng của hệ thống phanh. Trong nhiệm vụ đồ án được giao em tiến hành tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh.
Các thông số của cơ cấu phanh được thể hiện ở bảng 2.2.
2.3.2 Kết quả kiểm nghiệm cơ cấu phanh sau xe Hyundai 8 tấn
2.3.2.1 Tính toán xác định công ma sát riêng: lms (kNm/m2)
G : là trọng lượng toàn bộ ôtô khi đủ tải (kN)
Vo : là vận tốc của ôtô khi bắt đầu phanh (m/s)
: là tổng diện tích toàn bộ má phanh của các cơ cấu phanh (m )
Ta có:
- Chiều dài cung má phanh trước : Dt =1,76 (m)
- Chiều dài cung má phanh sau: Ds =1,76 (m)
Có: G = 12,1 (kN)
Vo = 100 (km/h) = 27,78 (m/s) = 0,09229 (m2)
Thay vào (2.1) ta có: lms =5047 (kN.m/m2)
Thời gian phục vụ của má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng, công này càng lớn thì nhiệt độ phát ra khi phanh càng cao, tang phanh bị nóng nhiều và má phanh chóng bị hỏng. Yêu cầu của ôtô tải [lms] = 4000 -15000 (kN.m/m2). Do đó thỏa mãn yêu cầu đối với ô tô tải .
2.3.2.2 Tính toán xác định áp suất trên bề mặt má phanh: p (MN/m2)
Áp suất trên bề mặt má phanh phụ thuộc vào nguyên liệu chế tạo má phanh và tang phanh. Đối với các má phanh hiện nay thì: [p] = 1,5¸2,0 MN/m
Xác định : Mô men sinh ra ở một cơ cấu phanh được xác định bằng công thức sau.
a, c, d : là các kích thước của cơ cấu phanh theo hình 2.20.
D - B là góc ôm của má phanh trước (coi p = const);
A’= cos - cos ;
B’= sin -sin
P : là lực đẩy từ xi lanh công tác lên guốc.
R : là bán kính tang phanh.
Áp suất trên bề mặt má phanh là:
p = 1778818,53 N/m2 = 1,78 (MN/m2)
Ta thấy: [p] = 1,78 là nằm trong giới hạn cho phép từ 1,5 đến 2,0 (MN/m2)
2.3.2.3 Tính toán xác định tỷ số khối lượng toàn bộ ô tô trên tổng diện tích ma sát các má phanh.
Thời hạn phục vụ của má phanh còn được đánh giá bằng tỷ số q:
M : là khối lượng toàn bộ ô tô.
Với Hyundai 8 tấn ta có: M=11490 KG
Thay vào công thức (2.5) ta được : q = 12450 (kG/m2)
Thỏa mãn điều kiện nằm trong khoảng từ 10000 đến 20000 kG/
2.3.2.4 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh.
Trong quá trình phanh, động năng của ôtô sẽ chuyển thành nhiệt năng ở trong tang phanh và các chi tiết khác, một phần nhiệt thoát ra môi trường không khí. Phương trình cân bằng nhiệt khi phanh do lực phanh Pp gây lên sau quãng đường phanh ds và thời gian dt:
C : là nhiệt dung riêng của vật liệu làm tang phanh
dT : là độ tăng nhiệt độ của tang phanh sau thời gian dt( C)
T : là hiệu nhiệt độ giữa tang phanh và không khí ( C)
Z : là số bánh xe có cơ cấu phanh
V : là vận tốc vòng của tang phanh (m/s)
Khi phanh với cường độ phanh lớn nhất, nhiệt truyền ra không khí không đáng kể, cho nên có thể bỏ qua thành phần thứ hai trong phương trình trên
Thay các giá trị: Gb = 574 kG; V=30 km/h;
Gt = 4,6 kG; C= 0,13 kcal/kg.độ
Thay số vào ta được: = 3,98 oC < 15 oC
Thỏa mãn điều kiện
* Kiểm tra sự tăng nhiệt của tang trống:
Trong quá trình phanh, động năng của ôtô sẽ chuyển thành nhiệt năng ở trong trống phanh và các chi tiết khác, một phần nhiệt thoát ra ngoài môi trường không khí.
G : là trọng lượng của ô tô (G = 11490kG).
g Ơ là gia tốc trọng trường (g = 9,81m/s2).
vo : chọn vo = 8,3 (m/s).
C : là nhiệt dung của các chi tiết khi bị nung nóng, chọn vật liệu các chi tiết bị nung là gang và thép (C = 482J/kg.độ)
∆t = 10,2° ≤ 15°
Vậy thỏa mãn điều kiện.
2.3.2.6 Kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh.
Hiện tượng tự xiết (tự phanh) của cơ cấu phanh xảy ra khi má phanh ép sát vào tang phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của cơ cấu doãn má phanh lên guốc phanh. Trong trường hợp như vậy thì mô men phanh về phương diện lý thuyết mà nói sẽ tiến tới vô cùng
Thay các giá trị trên vào (2.13) ta có: u = 0,59345
Như vậy cơ cấu thoả mãn hiện tượng tự xiết.
CHƯƠNG 3 : KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH XE TẢI 8 TẤN
3.1 Các dạng hư hỏng
Các hư hỏng thường gặp đối với hệ thống phanh ô tô Huyndai HD800, nguyên nhân và cách khắc phục được thể hiện trong bảng 3.1
3.2 Chẩn đoán
3.2.1 Hư hỏng trong hệ thống phanh
Các hư hỏng trong hệ thống phanh rất đa dạng, chúng ta có thể chia các hư hỏng theo kết cầu của cơ cấu phanh và hư hỏng trong dẫn động điều khiển phanh.
3.2.1.1 Hư hỏng cơ cấu phanh
a, Mòn cơ cấu phanh :
Quá trình phanh xảy ra trong các cơ cấu phanh được thực hiện nhờ ma sát giữa phần quay và phần không quay, vì vậy sự mài mòn các chi tiết của má phanh với tang trống hay đĩa phanh là không tránh khỏi. Sự mài mòn này làm tăng kích thước bề mặt làm việc của tang trống, giảm chiều dày má phanh, tức là làm tăng khe hở má phanh với tang trống khi không phanh. Khi đó, muốn phanh hành trình bàn đạp phanh phải lớn lên .
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 guốc phanh, má phanh có thể rơi vào không gian nằm giữa guốc và tang trống, gây kẹt cứng cơ cấu phanh.
Sự mài mòn tang trống 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 méo tang trống khi phanh và có thể nứt tang trống do chịu tải trọng quá lớn,
b, Mất ma sát trong cơ cấu phanh:
Các cơ cấu phanh ngày nay thường dùng ma sát khô, vì vậy nếu bề mặt ma sát bị dính dầu, mỡ, nước thì hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống sẽ giảm, tức là giảm mô men phanh sinh ra. Thông thường trong sử dụng do mỡ từ may ơ, dầu từ xy lanh bánh xe, nước từ bên ngoài xâm nhập vào, bề mặt má phanh tang trống bị chai cứng... làm mất ma sát trong cơ cấu phanh.
3.2.1.2 Hư hỏng dẫn động điều khiển phanh
Đối với dẫn động phanh kiểu thủy lực:
- Khu vực xy lanh phanh 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 xy 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 xy lanh.
- Hư hỏng trong cụm trợ lực: bao gồm các hư hỏng của:
+ Đường ống dẫn, lưới lọc, van điều áp...
+ Van điều khiển trợ lực: mòn, nát các bề mặt van, sai lệch vị trí, không kín khít hay tắc hoàn toàn các lỗ van...
3.2.2 Một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả 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 thường xuyên hoạt động ở tốc độ cao. Các yêu cầu như sau:
- 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 phải kèm theo sự 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, dễ dàng kể cả điều khiển bằng chân hoặc bằng tay.
- Hành trình bàn đạp phanh hoặc tay phanh phải thích hợp và nằm trong phạm vi điều khiển có thể của người sử dụng.
3.2.4 Chẩn đoán hệ thống phanh
a, Đối với hệ thống phanh thủy lực
Do đặc điểm truyền năng lượng điều khiến cơ cấu phanh là chất lỏng nên khi chẩn đoán cần thiết phải xác định trạng thái kỹ thuật của hệ thống thông qua :
- Sự rò rỉ chất lỏng dẫn động,
- Sự lọt khí vào hệ thống dẫn động,
- Hư hỏng các van điều tiết chất lỏng,
b, Với hệ thống phanh có trợ lực chân không
+ Các hư hỏng xuất hiện trong hệ thống trợ lực thường là:
- Hỏng van một chiều nối giữa nguồn chân không và xy lanh trợ lực,
- Van mở trợ lực bị mòn, nát, hở,
- Màng cao su bị thủng,
- Hệ thống bị hở,
3.3 Bảo dưỡng và sửa chữa
3.3.1 Đặt vấn đề.
Tiến hành chăm sóc bảo quản, bảo dưỡng, sửa chữa các hệ thống trên xe đều phải tuân theo một quy trình công nghệ nhất định. Hệ thống phanh trên xe ô tô cũng là hệ thống đòi hỏi phải chăm sóc, bảo quản, bảo dưỡng thường xuyên và đúng yêu cầu kỹ thuật.
Hệ thống phanh trên xe luôn có thể xảy ra những hư hỏng làm mất khả năng điều khiển của xe. Do đó có thể gây ra nhiều tai nạn bất ngờ gây thiệt hại đến tính mạng tài sản của mọi người. Chính vì vậy mà việc thường xuyên kiểm tra phát hiện những hư hỏng của hệ thống phanh là một việc rất cần thiết, bảo đảm tính an toàn khi sử dụng xe.
3.3.2 Yêu cầu chung.
Bảo dưỡng là tổng hợp các biện pháp tổ chức công nghệ và quản lý kĩ thuật, nhằm duy trì tình trạng kĩ thuật tốt của xe và kéo dài tuổi thọ của nó.
Bảo dưỡng kỹ thuật có vai trò hết sức quan trọng nhằm duy trì tình trạng kĩ thuật tốt của ô tô, ngăn chặn các hư hỏng có thể xẩy ra, thấy trước các hư hỏng để kịp thời sửa chữa đảm bảo cho ô tô chuyển động với độ tin cậy cao.
3.3.3 Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh.
Lịch bảo dưỡng hệ thống phanh:
- Dầu phanh: 30.000km thay, hoặc 18 tháng
- Trống phanh sau và cáp dẫn động phanh tay: kiểm tra, lau chùi, điều chỉnh, thay thế (nếu cần)
- Hành trình tự do bàn đạp phanh: Kiểm tra, điều chỉnh (nếu cần)
- Má phanh: Kiểm tra. thay thế (nếu cần)
3.3.4 Bảo dưỡng một số bộ phận trong hệ thống phanh
a, Bảo dưỡng, kiểm tra đánh giá tình trạng kĩ thuật của cơ cấu phanh
+ Kiểm tra độ dày má phanh: dùng một thước đo độ dày của má phanh.
Nếu độ dày của má phanh bằng hoặc nhỏ hơn giá trị nhỏ nhất cho phép, hãy thay má phanh.
+ Kiểm tra sự tiếp xúc của trống phanh và má phanh: bôi phấn lên mặt trong của trống phanh. Sau đó đạp phanh để kiểm tra. Nhìn vết phấn bám lên bề mặt má phanh nếu tiếp xúc không hoàn toàn, hãy láng trống phanh hoặc thay guốc phanh mới. Sau khi kiểm tra, lau sạch phấn trên mặt trong của trống phanh và má phanh.
+ Tiến hành bôi mỡ chịu nhiệt độ cao vào chỗ tiếp xúc giữa guốc phanh với mâm phanh.
+ Kiểm tra khe hở giữa tang phanh và trống phanh bằng căn lá và kiểm tra ở các vị trí nhất định.
c, Kiểm tra độ kín khí của bầu trợ lực chân không và xi lanh chính
- Kiểm tra độ kín khít của bầu trợ lực và xi lanh chính:
+ Kiểm tra: chỉ tiến hành khi đã tháo rời xi lanh phanh chính hoặc nếu bình chứa đã hết dầu, hãy kiểm tra độ kín khít xi lanh phanh chính.
+ Tháo 2 đường ống phanh ra khỏi xi lanh phanh chính.
+ Đạp từ từ và giữ bàn đạp phanh.
- Kiểm tra hoạt động của bầu trợ lực chân không:
+ Đạp bàn đạp phanh vài lần với khoá điện ở vị trí OFF và kiểm tra rằng không có sự thay đổi về khoảng dự trữ bàn đạp.
+ Hãy đạp và giữ bàn đạp phanh, và khởi động động cơ. Kiểm tra rằng bàn đạp sẽ dịch xuống nhiều. Nếu bàn đạp không như tiêu chuẩn, hãy kiểm tra van một chiều. Nếu van một chiều là bình thường, hãy thay thế bộ trợ lực phanh.
3.3.5. Quy trình tháo lắp.
Tháo lặp các chi tiết của cơ cấu phanh xe Huyndai 8 tấ nihuw bảng 3.2.
KẾT LUẬN
Trong thời gian qua em được giao nhiệm vụ khai thác kĩ thuật hệ thống phanh trên xe tải 8 tấn , dưới sự hướng dẫn của thầy : TS..................... em đã cố gắng sưu tầm tài liệu và vận dụng kiến thức đã được học tập để hoàn thành nhiệm vụ được giao. Các nội dung cơ bản trong đồ án :
Chương 1 : Tổng quan về hệ thống phanh : Trình bày sơ lược về hệ thống phanh trên ô tô , các kết cấu của cơ cấu phanh .
Chương 2 : Tìm hiểu kết cấu và tính toán một số chế độ làm việc của hệ thống phanh trên xe tải 8 tấn : Tìm hiểu kết cấu và nguyên lý làm việc cơ bản của hệ thống phanh , sử dụng thông số cơ bản của xe tham khảo tính toán một số điều kiện hoạt động của hệ thống phanh .
Chương 3 : Khai thác kĩ thuật hệ thống phanh trên xe tải 8 tấn : Nói về các hư hỏng thường gặp , cách khắc phục và quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh .
Trong quá trình làm đồ án, với thời gian có hạn nhưng bản thân em đã có cố gắng tìm hiểu thực tế và giải quyết các nội dung kĩ thuật hợp lý. Đây là bước khởi đầu quan trọng giúp cho em có thể nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ô tô hiện nay của nước ta. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, bổ sung của các thầy, và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn, góp phần nhỏ bé vào nhu cầu sử dụng xe ở Việt Nam hiện nay.
Một lần nữa em xin cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo : TS..................... cùng các thầy và các bạn trong khoa cơ khí đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Thái Phạm Minh, Nguyễn Văn Tài, và Lê Thị Vàng. “Lý Thuyết Ô Tô Máy Kéo”. Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật; 1996.
[2]. Nguyễn Minh Đường, Nguyễn Xuân Tài, Nguyễn Văn Tài, và Trần Khang. “Lý Thuyết Ô Tô Máy Kéo”. Hà Nội: Đại học Bách Khoa; 1971.
[3]. Nguyễn Hửu Cẩn, Phan Đình Kiên. “Tính toán và thiết kế ô tô máy kéo”
[4]. Nguyễn Hoàng Việt. “Kết cấu và tính toán ô tô”. Đà nẵng, 2007.
[5]. PGS.TS Nguyễn khắc Trai. “Kỹ thuật chẩn đoán ô tô”. Hà Nội: NXB Giao thông vận tải; 2003.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"