MỤC LỤC
MỤC LỤC...1
LỜI NÓI ĐẦU.. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.. 5
1.1.Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh: 5
1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh sử dụng trên ô tô: 6
1.3. Các biện pháp nâng cao hiệu quả, ổn định và an toàn ô tô khi phanh: 20
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA FORTUNER.. 25
2.1 Giới thiệu chung xe TOYOTA FORTUNER.. 25
2.2 Thông số kĩ thuật của xe. 27
2.2.1 Động cơ. 27
2.2.2 Hệ thống điều khiển. 28
2.2.3 Hệ thống treo. 28
2.2.4 Các hệ thống khác. 28
2.2.5 Tiện nghi của xe. 29
2.2.6 Các thông số cơ bản. 29
2.2 Kết cấu hệ thống phanh xe Toyota Fortuner. 31
2.2.1 Công dụng của hệ thống phanh. 31
2.2.2Yêu cầu đối với hệ thống phanh. 32
2.3 Giới thiệu chung về hệ thống phanh chính Toyota Fortuner. 32
2.3.1 Sơ đồ nguyên lý. 32
2.3.2 Nguyên lý hoạt động. 34
2.3.3 Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh đĩa. 34
2.3.4 Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thủy lực. 34
2.4 Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe Toyota Fortuner. 35
2.4.1 Cơ cấu phanh bánh trước. 35
2.4.2 Cơ cấu phanh bánh sau. 38
2.4.3 Dẫn động phanh. 38
2.5 Xi lanh phanh chính. 39
2.5.1 Nhiệm vụ. 39
2.5.2 Cấu tạo. 40
2.5.3 Nguyên lý làm việc. 40
2.6 Trợ lực chân không. 42
2.6.1 Cấu tạo. 42
2.6.2 Nguyên lý làm việc. 23
2.7 Xi lanh công tác. 27
2.8 Các công nghệ liên quan đến hệ thống phanh trên xe Fortuner 2018. 27
2.8.1 Hệ thống ABS. 27
Sơ đồ lắp hệ thống ABS được thể hiện trên hình vẽ 2.16. 27
2.8.1.1 Nguyên lý cơ bản của hệ thống phanh ABS. 27
2.8.1.2 Các bộ phận của ABS. 28
2.8.1.3 Cảm biến tốc độ bánh xe. 29
2.8.1.4 Bộ chấp hành ABS. 30
2.8.2 Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BA). 35
2.8.3 Hệ thống phân bổ lực phanh điện tử (EBD). 36
2.8.4 Hệ thống cân bằng điện tử (VSC). 37
2.8.5 Hệ thống kiểm soát lực kéo (TRC). 41
2.8.6 Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc. 41
2.8.7 Hệ thống hỗ trợ đổ đèo xuống dốc. 42
2.9 Hệ thống phanh dừng ô tô Toyota Fortuner. 43
2.9.1 Công dụng. 43
2.9.2 Phân tích đặc điểm kết của hệ thống phanh dừng. 43
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH XE TOYOTA FORTUNER 2018 46
3.1 Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm và các thông số ban đầu. 46
3.1.1 Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm. 46
3.2 Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát 47
3.3 Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh. 49
3.3.1 Xác định mô men phanh thực tế do cơ cấu phanh sinh ra. 49
3.3.2 Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh. 50
3.4 Tính toán xác định công ma sát riêng. 52
3.5 Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh. 52
3.6 Tính toán nhiệt trong quá trình phanh. 53
CHƯƠNG 4: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH.. 55
4.1 Bảo dưỡng hệ thống phanh xe Toyota Fortuner. 55
4.1.1 Vật liệu sử dụng bảo dưỡng. 55
4.1.2 Chú ý khi sử dụng. 55
4.1.3 Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh xe xe Toyota Fortuner. 55
4.2 Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh xe Toyota Fortuner. 57
4.2.1 Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh chính. 57
4.2.2 Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh dừng. 60
4.3 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục. 60
4.3.1 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh chính. 60
4.3.2 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh dừng. 63
4.4 Quy trình sửa chữa và thay thế một số bộ phận của hệ thống phanh xe Toyota Fortuner 64
4.4.1 Sửa chữa cơ cấu phanh. 64
4.4.2 Sửa chữa xi lanh phanh chính. 68
KẾT LUẬN.. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO...71
LỜI NÓI ĐẦU
Hệ thống phanh là hệ thống an toàn chủ động, rất quan trọng của ôtô và cũng là một trong những thiết bị có tần số hoạt động vào loại cao nhất trên xe. Chức năng của nó là giảm tốc, dừng đỗ và giúp xe đứng yên trên các mặt đường dốc. Do vậy việc hiểu và khai thác hệ thống phanh đúng cách là yêu cầu không thể thiếu của người khai thác, sử dụng xe. Hệ thống phanh phải bảo dưỡng sửa chữa thường xuyên để duy trì trạng thái kỹ thuật đảm bảo cho xe hoạt động tốt và an toàn.
Hiện nay, có rất nhiều các hãng xe, chủng loại xe được nhập khẩu về Việt Nam cũng như được sản xuất trong nước. Do vậy, công tác kiểm nghiệm, đánh giá độ an toàn, độ tin cậy cho các xe này là rất quan trọng. Nó giúp người khai thác có thể nắm bắt được điều kiện sử dụng, trạng thái kỹ thuật cũng như biện pháp sử dụng chúng.
Xuất phát từ các yêu cầu thực tiễn đó, em đã thực hiện nghiên cứu đề tài “Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh xe Toyota Fortuner 2018 ”. Các nội dung chính của đề tài bao gồm:
- Tổng quan về xe Toyota Fortuner
- Kết cấu hệ thống phanh xe Toyota Fortuner
- Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh xe Toyota Fortuner .
- Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh.
Được sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy giáo : TS……………. và sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định. Tuy nhiên do trình độ và kinh nghiệm thực tế còn ít, nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, chưa hợp lý. Vì vậy em rất mong được sự đóng góp của các thầy giáo cùng toàn thể các bạn.
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, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh:
a. Công dụng:
Hệ thống phanh dùng để làm giảm tốc độ của ô tô cho đến một tốc độ nào đó hoặc đến khi dừng hẳn, ngoài ra còn để giữ cho ô tô đứng được trên đường có độ dốc nhất định.
b. Phân loại:
- Phân loại theo công dụng:
+ Hệ thống phanh chính
+ Hệ thống phanh dừng
- Phân loại theo vị trí đặt cơ cấu phanh
+ Phanh ở bánh xe
+ Phanh ở trục truyền động (sau hộp số)
c. Yêu cầu:
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô đảm nhận các chức năng “an toàn chủ động” vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:
+ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp
+ Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ô tô khi phanh
+ Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái
1.2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh sử dụng trên ô tô:
a. Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh chính có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ô tô.
+) Cơ cấu phanh tang trống (Cơ cấu phanh guốc):
*) Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, có lực dẫn động bằng nhau
*). Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, và các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau.
Cơ cấu phanh trên (hình 1.2) có mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau. Trị số mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này có cường độ ma sát ở các tấm ma sát như nhau và được gọi là cơ cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở hình 1.2 do profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau.
*) Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía, có lực dẫn động bằng nhau
Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cường độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh như nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm và chốt lệch tâm.
+). Cơ cấu phanh đĩa:
Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên các ô tô con, có hai loại phanh đĩa:
+ Phanh đĩa có càng phanh cố định (hình a) có hai xi lanh công tác đặt ở hai bên đĩa phanh. Khi phanh cả hai piston đẩy vào hai bên đĩa phanh.
+ Phanh đĩa có càng phanh di động (hình b) bố trí một xi lanh gắn vào một bên má. Giá xi lanh được di chuyển trên các trục dẫn hướng dẫn nhỏ.
b. Dẫn động phanh:
1. Dẫn động phanh cơ khí:
Hiện nay trên các xe hiện đại thì dẫn động phanh kiểu cơ khí chỉ còn được sử dụng trên hệ thống phanh dừng với một số kiểu dẫn động tuỳ theo cách bố trí phanh dừng tác động vào bánh xe hay tác động vào trục thứ cấp hộp số.
2. Dẫn động phanh thuỷ lực:
Dẫn động phanh thuỷ lực(dầu) được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô tải nhỏ và trung bình.
Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng được sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên.
3. Dẫn động phanh khí nén (sơ đồ hình 1.11)
- Nguyên lý làm việc : Máy nén khí cấp khí nén được dẫn động từ động cơ sẽ bơm khí nén qua bình lắng 2 đến bình chứa khí nén 3, áp suất được khống chế qua đồng hồ 8. Khi người lái đạp bàn đạp phanh sẽ đồng thời mở đường khí nén từ van phanh 4, khí nén từ bình chứa 3 qua van phân phối 4 đến các bầu phanh 5,6. Màng của bầu phanh bị ép qua cơ cấu dẫn động làm cam phanh 9 quay.
4. Dẫn động phanh kết hợp: (khí nén – thuỷ lực)
Dẫn động phanh kết hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhạy của hệ thống cao, phanh cùng một lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc.
c. Trợ lực phanh
Ngày nay trên các xe hiện đại có nhiều hệ thống điều khiển để giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, như các bộ trợ lực cho hệ thống lái, ly hợp. Hệ thống phanh cũng cần thiết.
1.Trợ lực phanh kiểu khí nén:
- Cấu tạo:
Khi nhả bàn đạp phanh, nhờ lò xo hồi vị, piston 10 và ống 11 được kéo trở về vị trí ban đầu làm van 9 đóng lại. Khi ống 11 không tỳ vào van 9 sẽ mở đường thông với khí trời, khí nén còn lại trong khoang A và B sẽ đi qua ống ra ngoài.
2. Trợ lực phanh kiểu chân không:
- Cấu tạo:
Bộ cường hoá chân không sử dụng ngay độ chân không ở đường ống nạp của động cơ, đưa độ chân không này vào khoang A của bộ cường hoá, khoang B khi phanh được thông với khí trời.
1.3. Các biện pháp nâng cao hiệu quả, ổn định và an toàn ô tô khi phanh:
1. Sử dụng van điều hoà theo tải trọng cầu sau:
Van điều hoà lực phanh (còn gọi là van P) được đặt giữa xilanh chính của đường dẫn dầu phanh và xilanh phanh của bánh sau.
Cơ cấu này tạo ra lực phanh thích hợp để rút ngắn quãng đường phanh bằng cách tiến gần đến sự phân phối lực phanh lý tưởng giữa bánh sau và bánh trước để tránh cho các bánh sau không bị hãm sớm trong khi phanh khẩn cấp (khi tải trọng bị dồn về phần trước)..
2. Hệ thống chống bó cứng phanh (Anti lock Brake System-ABS):
a. Công dụng hệ thống ABS:
- ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xilanh bánh xe để ngăn không cho bánh xe bị bó cứng (trượt lết) khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp. Nó cũng đảm bảo tính ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh, nên xe không bị mất lái.
b. Cơ sở điều khiển của hệ thống ABS:
- Sự khác biệt về tỷ lệ giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe gọi là hệ số trượt.
- Khi sự chênh lệch giữa tốc độ của xe và tốc độ của các bánh xe trở nên quá lớn sự quay trượt sẽ xảy ra giữa lốp và mặt đường, điều này cũng tạo nên ma sát có thể tác động như một lực phanh và làm giảm tốc độ của xe (mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt xem hình 1.17)
- Lực phanh không tỷ lệ với hệ số trượt và đạt cực đại khi hệ số trượt nằm trong khoảng 10-30%. Nếu vượt quá 30% thì lực phanh giảm dần do đó để duy trì sự ổn định mức tối đa thì hệ số trượt cần duy trì 10-30% ở mọi thời điểm.
c. Sơ đồ cấu tạo chung:
- Bố trí trên xe tuỳ theo từng xe mà có những cách bố trí khác nhau tuy nhiên về cơ bản thì cấu tạo và hoạt động là giống nhau
- Một số bộ phận chính của hệ thống phanh ABS: bộ điều khiển ABS-ECU (ECU: Electronical Control Unit-Bộ điều khiển điện tử ), bộ chấp hành phanh ABS, van điều khiển, các cảm biến tốc độ góc bánh xe..
3. Hệ thống hỗ trợ khi phanh (Brake Assistance -BA)
a. Công dụng của hệ thống BA:
Nâng cao độ an toàn cho lái xe và hành khách bằng cách kịp thời tạo xung lực tối đa trên bàn đạp phanh trong những khoảnh khắc khẩn cấp
b. Sơ đồ cấu tạo :
Các thiết bị quan trọng của hệ thống bao gồm: cảm biến kiểm soát trạng thái pê đan phanh, bộ phận khuếch đại lực phanh bằng khí nén và các van điện được điều khiển bằng máy tính trung tâm.
4. Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (Electronical Brake force Distribution - EBD)
Hệ thống EBD thực hiện việc phân phối lực phanh giữa bánh trước và bánh sau theo điều kiện xe chạy. Ngoài ra trong khi quay vòng nó cũng điều khiển lực phanh các bánh bên phải và bên trái giúp duy trì ổn định của xe.
CHƯƠNG 2
KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA FORTUNER
2.1 Giới thiệu chung xe TOYOTA FORTUNER
Năm 2005, các đại lý Toyota chính thức giới thiệu chiếc xe 7 chỗ Fortuner trên thị trường với các mã số tương ứng với từng phiên bản: TGN50, GGN60, TGN60 và KUN60. Cấu tạo của chiếc xe này dựa trên 2 “đàn anh” chính là Land Cruiser và RAV4.
Thế hệ fortuner 2018 nhà sản xuất đã trang bị thêm tính năng kiểm soát đổ đèo, kiểm soát lực kéo chủ động, ổn định thân xe, hệ thống hỗ trợ phanh, thêm túi khí bên và màn, đèn báo tín hiệu phanh khẩn. Các bản hộp số tự động đều có lẫy chuyển số ở tay lái.
Đặc biệt, Fortuner 2018 được lắp các hộp giữ lạnh phân đều khắp xe giúp người ngồi có thể bảo quản thức an và nước uống khi đi xa. Hệ thống lái cũng trở nên tiện lợi hơn với tay lái trợ lực điện tiêu chuẩn, 2 chế độ lái (ECO/ POWER)
2.2 Thông số kĩ thuật của xe
2.2.1 Động cơ.
Với động cơ I4 dung tích 2.7L, công suất đạt được ở mức 164 mã lực và mômen xoắn 245Nm. Tuy nhiên, phần công suất vượt trội này cũng không gây ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hoạt động của xe, vẫn đảm bảo hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu ở mức 11,3lít/100km trong thành phố và 8,9 lít/100km trên xa lộ. Vào những ngày nóng, chế độ "Eco" được khởi động chỉ bằng một nút bấm, sẽ tự động điều chỉnh công suất hệ thống điều hòa không khí trong xe để tối đa hóa khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
2.2.2 Hệ thống điều khiển.
Có nhiệm vụ giữ được hướng xe chạy và tốc độ xe theo nhu cầu của người lái. Hệ thống điều khiển bao gồm: hệ thống lái và hệ thống phanh.
2.2.2.1 Hệ thống lái.
Hệ thống lái có chức năng giữ nguyên hoặc thay đổi hướng chuyển động của xe. Hệ thống lái của xe Toyota Fortuner có trợ lực thủy lực. Do đó người lái xe sẽ quay tay lái được nhẹ nhàng hơn, dễ khắc phục được lực cản điều khiển xe an toàn hơn.
2.2.2.2 Hệ thống phanh.
Toyota Fortuner gồm có phần phanh chân (phanh công tác) và phanh tay (phanh dừng) :
+ Phanh chân dùng để điều chỉnh tốc độ xe chạy trên đường.
+ Phanh tay dùng để dừng xe tại chỗ.
2.2.4 Các hệ thống khác.
+ Hộp số: kiểu hộp số tự động 6 cấp.
+ Hệ thống cung cấp nhiên liệu: sử dụng hệ thống phun xăng điện tử.
+ Hệ thống đánh lửa: đánh lửa trực tiếp điều khiển bằng ECU.
2.2.6 Các thông số cơ bản.
Các thông số cơ bản của xe Toyota Fortuner như bảng 1.1.
2.2 Kết cấu hệ thống phanh xe Toyota Fortuner
Hệ thống phanh là một trong những hệ thống hết sức quan trọng góp phần quyết định đến tính an toàn giao thông, cũng như tính kinh tế. Trong việc vận chuyển đặc biệt là để đảm bảo an toàn giao thông, vì theo thống kê của một số quốc gia Châu Á thì trong tai nạn giao thông đường bộ thì nguyên nhân do hư hỏng, trục trặc ở hệ thống phanh chiếm từ 40 – 45 %.
2.2.1 Công dụng của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đó, ngoài ra hệ thống phanh còn đảm bảo giữ xe đứng cố định tại một vị trí trong thời gian dài.
2.2.2 Yêu cầu đối với hệ thống phanh.
Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất ở bất kỳ chế độ chuyển động nào, ngay cả khi dừng xe tại chỗ, đảm bảo thoát nhiệt tốt.
- Có độ tin cậy làm việc cao để ôtô chuyển động an toàn.
- Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh phải nhỏ và đảm bảo phanh xe êm dịu trong mọi trường hợp.
2.3 Giới thiệu chung về hệ thống phanh chính Toyota Fortuner
Hệ thống phanh xe Toyota Fortuner 2018 sử dụng phanh đĩa cho cả cầu trước và cầu sau kết hợp phanh tay sử dụng hệ thống phanh guốc tại cầu sau.
2.3.1 Sơ đồ nguyên lý.
Hệ thống phanh chính xe Toyota Fortuner là hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực chân không, sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước và cầu sau.
* Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính:
Ngoài ra xe Toyota Fortuner còn được trang bị hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD) , trợ lực phanh khẩn cấp (BA) ,hệ thống cân bằng điện tử (VSC),hệ thống kiểm soát lực kéo, hệ thống hỗ trợ đổ đèo, hệ thống khởi hành ngang dốc…do đó đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu trên mọi địa hình.
Cơ cấu phanh đĩa ở các bánh xe thuộc loại cơ cấu phanh có giá di động, kết cấu gọn nhẹ mà vẫn đem lại hiệu quả phanh tối đa.
2.3.2 Nguyên lý hoạt động.
- Khi không phanh: Lò xo hồi vị kéo má phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ trên đường ống.
- Khi người lái tác động lực vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào pít tông nằm trong xi lanh, ép dầu trong xi lanh đi đến các đường ống dẫn. Chất lỏng với áp suất cao sẽ tác dụng vào pít tông ở cụm má phanh. Hai pít tông này thắng lực lò xo đẩy má phanh ép sát má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
2.3.4 Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thủy lực.
So với các hệ thống phanh khác hệ thống phanh thủy lực có:
a. Ưu điểm
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các má phanh theo yêu cầu.
- Hiệu suất cao.
- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản.
b. Nhược điểm
- Không thể làm tỷ số truyền lớn hơn được vì thế phanh dầu không có cường hóa chỉ dùng cho ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ, lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
- Khi có chỗ nào bị hư hỏng thì cả hệ thống phanh đều không làm việc được.
2.4 Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe Toyota Fortuner.
Phanh đĩa được dùng phổ biến trên ô tô con và du lịch có vận tốc cao và nó cũng được sử dụng trên xe Toyota Fortuner. Ở xe này phanh đĩa cho cả cầu trước và cầu sau.
Hệ thống bao gồm:
- Một xi lanh chính loại "tăng đem";
- Một bộ cường hoá chân không;
- Các xi lanh bánh xe;
- Các cơ cấu phanh ;
2.4.1 Cơ cấu phanh bánh trước.
Cơ cấu phanh bánh trước ô tô Toyota Fortuner là cơ cấu phanh đĩa có giá di động có khả năng điều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín. Trong kiểu này, xi 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 xi lanh còn có thể dịch chuyển sang hai bên.
Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa được thể hiện trên hình 2.3:
Giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pít tông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.
2.4.2 Cơ cấu phanh bánh sau.
Cơ cấu phanh sau dùng phanh tay kiểu tang trống, lấy bề mặt trụ của đĩa phanh làm tang trống, phanh chân dạng đĩa có giá đỡ xi lanh di động. Trên giá đỡ có cửa sổ kiểm tra chiều dày tấm ma sát và miếng báo chiều dầy của má phanh. Đĩa phanh có các lỗ tản nhiệt.
2.4.3 Dẫn động phanh.
Dẫn động phanh cần phải đảm bảo nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng thời làm việc của các cơ cấu phanh. Đồng thời đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các bánh xe. Mặt khác dẫn động phanh còn phải đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh làm việc, đảm bảo hiệu suất làm việc cao.
2.5 Xi lanh phanh chính.
2.5.1 Nhiệm vụ.
Nhiệm vụ của xi lanh phanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu có áp suất cao đồng thời vào cả hai đường dẫn động thủy lực truyền đến các xi lanh công tác ở các banh xe. Các buồng của xi lanh phanh chính được cung cấp dầu phanh từ bình dầu riêng biệt bố trí trên thân xi lanh.
2.5.2 Cấu tạo.
Cấu tạo của xi lanh chính của xe Toyota Fortuner loại "tăng đem" được thể hiện trên hình vẽ 2.7
2.6 Trợ lực chân không.
2.6.1 Cấu tạo.
Cấu tạo của bộ cường hoá chân không trên xe Toyota Fortuner được thể hiện trên hình vẽ 2.10.
A- Buồng áp suất không đổi.
B- Buồng áp suất thay đổi
2.6.2 Nguyên lý làm việc.
* Trạng thái không đạp phanh:
Van khí 16 nối với cần điều khiển van 15 kéo sang phải do lò xo hồi van khí 9. Van điều khiển 15 bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển 11. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển. Vì vậy không khí bên ngoài sau khi đi qua lọc khí 12 bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi B.
* Trạng thái đạp phanh:
Khi đạp phanh, cần điều khiển 13 đẩy van khí 16 làm cho nó dịch chuyển sang trái.
Van điều khiển 15 bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển 11 nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không. Vì vậy đường thông giữa cửa K và cửa E bị bịt lại.
* Trạng thái trợ lực tối đa:
Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí 16 sẽ tách hoàn toàn ra khỏi van điều khiển 15. Trong điều kiện này, buồng áp suất thay đổi B được điền đầy không khí và sự chênh áp giữu buồng áp suất không đổi A và buồng áp suất thay đổi B đạt mức cực đại. Vì vậy tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụng lên màng trợ lực.
2.7 Xi lanh công tác.
Cụm xi lanh công tác được thể hiện trên hình 2.2 bao gồm: xi lanh được chế tạo liền khối với giá đỡ, pít tông , vòng cao su làm kín, vòng chắn bụi.
2.8.1 Hệ thống ABS.
Sơ đồ lắp hệ thống ABS được thể hiện trên hình vẽ 2.16.
2.8.1.1 Nguyên lý cơ bản của hệ thống phanh ABS.
Ngoài bộ cường hoá chân không và xi lanh chính hệ thống phanh ABS còn có thêm các bộ phận sau: các cảm biến tốc độ bánh xe, bộ ABS-ECU, bộ chấp hành ABS (hình 2.17)
2.8.1.2 Các bộ phận của ABS.
Các bộ phận và bố trí chung của hệ thống phanh ABS được chỉ ra trên hình 2.18 và đã trình bày trong phần sơ đồ cấu tạo và nguyên lý cơ bản.
Dưới đây sẽ phân tích cấu tạo và nguyên lý làm việc của các bộ phận chính.
2.8.1.4 Bộ chấp hành ABS.
Bộ chấp hành ABS có nhiệm vụ cấp hay ngắt dầu có áp suất từ xi lanh phanh chính đến mỗi xi lanh phanh bánh xe theo tín hiệu từ bộ ABS-ECU để điều khiển tốc độ bánh xe ô tô khi phanh.
Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS khác nhau, ở đây chúng ta sẽ chỉ mô tả một bộ chấp hành ABS điển hình loại bốn van điện từ hai vị trí.
2.8.2 Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BA)
Trong khi hỗ trợ phanh khẩn cấp, ECU kiểm soát trượt sẽ tính toán tốc độ và mức độ đạp phanh dựa vào tín hiệu từ cảm biến áp suất xy lanh phanh chính và sau đó xác định chủ đích của người lái có phải là muốn phanh gấp không.
2.8.3 Hệ thống phân bổ lực phanh điện tử (EBD)
Hệ thống EBD sẽ điều khiển lực phanh tác động lên các bánh sau theo sự thay đổi về tình trạng của xe, như tình trạng chất tải tải hoặc tình trạng giảm tốc của xe, để đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu.
2.8.5 Hệ thống kiểm soát lực kéo (TRC)
Hệ thống TRC sẽ giúp cho các bánh xe dẫn động không bị trượt khi người lái đạp chân ga quá mạnh khi khởi hành hoặc khi tăng tốc trên đường trơn trượt. Đồng thời với việc điều khiển lực phanh thủy lực trên các bánh dẫn động, ECU kiểm soát trượt còn ra lệnh cho ECM để điều khiển công suất động cơ.
2.8.7 Hệ thống hỗ trợ đổ đèo xuống dốc
Khi lái xe xuống dốc cao và lực phanh động cơ đơn thuần không thể giúp xe giảm tốc đủ trong khi hộp số phụ đang ở chế độ H4 hoặc L4, chức năng hỗ trợ lái xe xuống dốc sẽ điều khiển lực phanh trên 4 bánh xe để duy trì tốc độ thấp và ổn định cho xe. Do đó, người lái có thể điều khiển xe xuống dốc một cách ổn định mà không bị khóa cứng bánh xe.
2.9 Hệ thống phanh dừng ô tô Toyota Fortuner.
2.9.1 Công dụng.
Dùng dể hãm ô tô trên dốc và khi đỗ xe. Ngoài ra phanh dừng còn được sử dụng trong trường hợp sự cố khi hỏng phanh chính.
2.9.2 Phân tích đặc điểm kết của hệ thống phanh dừng.
Trên xe Toyota Fortuner sử dụng cơ cấu phanh ở các bánh xe phía sau làm phanh dừng. Cơ cấu phanh ngoài phần dẫn động bằng thuỷ lực của phanh chân còn có thêm các chi tiết của cơ cấu phanh dừng.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH XE TOYOTA FORTUNER
3.1 Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm và các thông số ban đầu.
3.1.1 Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm.
Sơ đồ khảo sát quá trình phanh xe được thể hiện trên hình 3.1,
3.1.2 Các thông số ban đầu.
- Chiều dài cơ sở : L= 2745 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước a= 1275 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau b= 1470 mm
- Chiều cao trọng tâm xe hg= 800 mm
- Trọng lượng toàn bộ xe G = 22620 kG
- Trọng lượng phân bố ra cầu trước G1= 1403 kG
- Trọng lượng phân bố ra cầu sau G2= 1217 kG
- Khoảng cách từ tâm bàn đạp đến khớp quay l1= 240 mm
- Đường kính xi lanh phanh chính D= 25,4 mm
- Đường kính xi lanh công tác trước d1= 35 x 2 mm
- Đường kính xi lanh công tác sau d2= 50 mm
- Đường kính trong của đĩa phanh trước Dt1=210 mm
- Đường kính ngoài của đĩa phanh trước Dn1= 340 mm
- Đường kính trung bình của đĩa phanh trước Dtb1= 275mm
- Đường kính trong của đĩa phanh sau Dt2= 160 mm
- Đường kính ngoài của đĩa phanh sau Dn2=290 mm
3.2 Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát
- Cơ cấu phanh trước :
Thay các giá trị vào công thức (3.2), (3.3), (3.4) ta xác định được :
S = 699,79
Q' = 699,79.5,886= 4119,1 [N]
Pi = 921,02 [N/cm2]
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước là : 35445 [N]
Tương tự đối với cơ cấu phanh sau :
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh sau là : 18075,02 [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.
a. Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
Thay các giá trị vào công thức (3.5) ta được :
Mp1= 0,42.35445.0,1355.2 = 4034,35 [ Nm ]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh trước là : 4034,35 [ Nm ].
b. Đối với cơ cấu phanh bánh sau:
Mp2 = 0,42.18075,02.0,113.2= 1715,68 [Nm]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh sau là : 1715,68 [ Nm ].
Vậy mô men phanh thực tế ở toàn xe là :
M = 4034,35 + 1715,68 = 5752,03 [Nm]
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:
Thay các giá trị vào công thức (3.12) v à (3.13) ta được :
m1 = 1,38
m2 = 0,5612
Thay các giá trị đã tính toán được vào công thức (3.8) và (3.9) ta có :
MP1 = 2396,4 [Nm]
MP2 = 845,34 [Nm]
Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là :
MP = 2396,4+845,34=3241,74 = 3241,74 [Nm]
Mô men phanh thực tế: M = 5752,03 Nm > 3241,74 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.
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.
Thay các giá trị vào công thức (3.14) ta có :
Fz = 126082 = 0,126 [ m2 ]
Lms = 4889,285 [ KNm/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
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.
a. Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
q1 = 1155351,8 [ N/m2 ] = 1,15 [MN/m2]
b. Đối với cơ cấu phanh bánh sau :
q2 = 548610,31 [ N/m2 ] = 0,55 [MN/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 tiêt khác một phần thoát ra môi trường 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. Trên cơ sở đó có thể xác định sự tăng nhiệt độ của đĩa phanh trong quá trình phanh như sau : t = 4,0150C
Theo tài liệu [ 2 ] đối với xe con phanh ở 30 km/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
KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH
4.1 Bảo dưỡng hệ thống phanh xe Toyota Fortuner
4.1.1 Vật liệu sử dụng bảo dưỡng.
Dầu phanh: SAE 1703 hoặc FMVSS No 166 DOT3.
Vật liệu bôi trơn: Mỡ glucô gốc xà phòng Lithium.
Vị trí bôi trơn: Cơ cấu doãng má phanh tay, điều chỉnh phanh tay …
4.1.2 Chú ý khi sử dụng.
- Khi chạy rà phải theo dõi sự làm việc của phanh nếu cần thiết thì điều chỉnh lại.
- Không giật mạnh phanh tay khi xe chưa dừng hẳn.
4.1.3 Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh xe xe Toyota Fortuner.
Bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh là việc duy trì tình trạng kỹ thuật tốt của hệ thống phanh xe trong quá trình sử dụng nhằm phát hiện những hư hỏng của các cụm chi tiết và giảm mức độ hao mòn của chi tiết, bảo dưỡng kỹ thuật bao gồm các công việc: kiểm tra, chẩn đoán, xiết chặt, bôi trơn, điều chỉnh.
4.1.3.1 Bảo dưỡng hàng ngày.
Bảo dưỡng hàng ngày được tiến hành sau mỗi lần đưa xe ra sử dụng nó không phụ thuộc vào hành trình làm việc của xe, nội dung chủ yếu của bảo dưỡng kỹ thuật hàng ngày hệ thống phanh là:
Kiểm tra chẩn đoán đèn phanh, hành trình tự do bàn đạp phanh, trạng thái làm việc và độ kín của trống phanh, các đường dẫn hơi, dẫn dầu, hiệu lực của hệ thống phanh, sự làm việc của phanh chính và phanh đỗ
4.1.3.2 Bảo dưỡng định kỳ.
Bảo dưỡng định kỳ do công nhân trong trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và được thực hiện sau một chu kỳ hoạt động của ô tô, được xác định bằng quãng đường xe chạy hoặc thời gian khai thác. Công việc kiểm tra thông thường dùng thiết bị chuyên dùng phải kết hợp với việc sửa chữa nhỏ và thay thế một số chi tiết.
4.2 Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh xe Toyota Fortuner.
4.2.1 Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh chính.
Do đặc điểm cấu tạo của hệ thống phanh chính là phanh thuỷ lực hai dòng dẫn động từ xi lanh chính tới các xi lanh bánh xe. Má phanh và đĩa phanh càng mòn thì khe hở giữa chúng càng tăng lên, hành trình bàn đạp phanh càng lớn. Cơ cấu tự điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh nhằm khôi phục lại khe hở đúng theo quy định và giảm hành trình tự do của bàn đạp phanh.
4.2.2 Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh dừng.
* Kiểm tra hành trình phanh tay:
- Kéo hết cỡ phanh tay và đếm số lần “ tách ”:
Lực kéo: 200 N thì 4 – 7 “ tách”.
Nếu không đúng, điều chỉnh lại phanh tay.
* Điều chỉnh lại phanh tay:
Lưu ý: Khi điều chỉnh phanh tay cần điều chỉnh khe hở guốc phanh trước.
+ Tháo hộp đựng đồ cạnh phanh tay.
+ Nới các đai ốc hãm và điều chỉnh đến khi hành trình phanh thích hợp.
4.3 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục.
4.3.1 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh chính.
Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh chính được thể hiện dưới bảng 4.1.
4.3.2 Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh dừng.
Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh dừng được thể hiện dưới bảng 4.2 .
4.4 Quy trình sửa chữa và thay thế một số bộ phận của hệ thống phanh xe Toyota Fortuner
4.4.1 Sửa chữa cơ cấu phanh.
Lưu ý: Sửa chữa bên phải giống như sửa chữa bên trái.
* Tháo bánh xe phía trước.
* Xả dầu phanh.
Chú ý: Không để dầu phanh dính lên các bề mặt sơn của xe.
* Tháo xi lanh đĩa phanh phía trước:
- Tháo bu lông nối và gioăng ra khỏi xi lanh phanh đĩa phía trước sau đó ngắt ống mềm ra.
- Giữ chốt trượt xi lanh phanh đĩa phía trước và tháo 2 bu lông.
* Tháo bộ má phanh đĩa phía trước ( chỉ có má phanh ):
- Tháo 2 má phanh cùng với các đệm báo mòn.
4.4.2 Sửa chữa xi lanh phanh chính.
* Tháo xi lanh phanh chính:
- Tháo công tác báo mức dầu phanh.
- Dùng ống hút hết dầu phanh.
* Tháo rời xi lanh phanh chính:
- Tháo chụp cao su: Sử dụng tuốc nơ vít tháo chụp cao su của xi lanh phanh chính.
- Tháo bình chứa dầu phanh:
+ Tháo vít gá và kéo bình chứa ra.
+ Tháo nắp và phin lọc ra khỏi bình chứa.
- Tháo 2 đệm cao su.
- Đặt xi lanh lên êtô. Tháo vít hạn chế hành trình píttông: Sử dụng tuốc nơ vít ấn pít tông hết cỡ rồi nới vít hạn chế hành trình píttông và đệm.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu thu thập lài 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 : TS………………… và sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn Ô tô cùng sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của em đã hoàn thành được các nội dung sau: Nghiên cứu cấu tạo, kết cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh xe Toyota Fortuner. Đánh giá kiểm nghiệm cơ cấu phanh chính xe Toyota Fortuner ở điều kiện đường xá và môi trường làm việc của Việt Nam. Cùng với đó lập nội dung khai thác bảo dưỡng và quy trình sửa chữa môt số cụm của hệ thống phanh trên xe Toyota Fortuner. Hạn chế của đồ án là mặc dù dòng xe Toyota Fortuner hoạt động ở Việt Nam rất đa dạng và phong phú về kiểu dáng, chủng loại xe nhưng đồ án chỉ có thể giới thiệu và khai thác một vài xe tiêu biểu. Hơn nữa còn nhiều vấn đề quan trọng khác trong khai thác hệ thống phanh xe mà đồ án chưa đề cập đến. Để nâng cao hiệu quả khai thác dòng xe này hơn nữa, kính mong bạn đọc nghiên cứu và tìm hiểu các vấn đề:
- Về bảo dưỡng sửa chữa: Các phiên bản, các xe sản xuất ở các vùng khác nhau của dòng xe Toyota Fortuner đều có kết cấu khác nhau nên quy trình bảo dưỡng sửa chữa có vài điềm khác nhau. Quy trình thực hiện còn phụ thuộc vào trình độ con người, trang thiệt bị công nghệ, điều kiện kinh tế…nên cũng cần phải có quy trình khác nhau cho từng nơi
- Về tính toán: Các yếu tố ảnh hưởng của thời tiết khí hậu, điều kiện địa hình, sức cản không khí… ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả phanh xe nên khi tính toán cần đưa thêm các yếu tố vào đề kiểm nghiệm chính xác hơn. Kiểm nghiệm hệ thống phanh tay (phanh dừng
Mặc dù nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy. Nhưng do trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít. Cho nên trong quá trình thực hiện đồ án không thế tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được sự giúp đỡ đóng góp của các thầy giáo và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. K.s Nguyễn Thành Trí, Châu Ngọc Thạch (2009), Hướng dẫn sử dụng và bảo trì xe ôtô đời mới - Nhà xuất bản trẻ
[2]. PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan (2009), Tập bài giảng thiết kế tính toán ô tô, Lưu hành nội bộ.
[3]. Hướng dẫn sử dụng xe Toyota Fortuner - Công ty Toyota việt nam
[4]. Cẩm nang sửa chữa xe Toyota Fortuner 2018- Công ty Toyota việt nam.
[5]. Tài liệu hệ thống abs - Công ty Toyota việt nam
[6]. Cao Trọng Hiền (1992), Bảo dưỡng kỹ thuật và chẩn đoán ô tô - NXB Đại học Giao thông vận tải.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"