ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ĐĨA TRÊN XE DU LỊCH 7 CHỖ NGỒI

Mã đồ án OTTN000000280
Đánh giá: 5.0
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 360MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ bố trí chung xe thiết kế, bản vẽ các phương án dẫn động, bản vẽ  kết cấu cơ cấu phanh đĩa trước, bản vẽ kết cấu cơ cấu phanh đĩa sau, bản vẽ bộ điều hòa lực phanh, bản vẽ xilanh chính và trợ lực phanh, bản vẽ tách các chi tiết điển hình… ); file word (Bản thuyết minh.… ). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ĐĨA TRÊN XE DU LỊCH 7 CHỖ NGỒI.

Giá: 950,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

MỤC  LỤC.........................................................................................................................1

LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................... 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH...................................................... 5

1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh............................ 5

1.1.1 Công dụng............................................................................................... 5

1.1.2 Yêu cầu.................................................................................................... 5

1.1.3 Phân loại.................................................................................................. 5

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh............................................................. 6

1.3 Cơ cấu phanh.................................................................................................. 7

1.3.1 Cơ cấu phanh guốc................................................................................ 8

1.3.2 Cơ cấu phanh đĩa................................................................................. 11

1.3.3 Cơ cấu phanh dừng.............................................................................. 16

1.4 Dẫn động phanh........................................................................................... 17

1.4.1 Dẫn động phanh chính bằng cơ khí.................................................. 17

1.4.2 Dẫn động phanh chính bằng thủy lực............................................... 17

1.4.3 Dẫn động phanh chính bằng khí nén................................................ 17

1.4.4 Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp................................ 20

1.4 Bộ cường hóa lực phanh............................................................................. 21

1.5 Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh – ABS....................................... 22

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ............................................ 25

2.1 Giới thiệu về xe tham khảo........................................................................ 25

2.2 Lựa chọn cơ cấu phanh............................................................................... 27

2.2.1 Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh cố định......................................... 27

2.2.2 Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động......................................... 27

2.3 Lựa chọn phương án dẫn động................................................................... 28

2.3.1 Phương án 1: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt 28

2.3.2 Phương án 3:  Dẫn động thủy lực hai dòng chéo............................. 30

2.3.3 Phương án 4: Dẫn động thủy lực hai dòng có một dòng hoàn chỉnh 31

2.3.4 Phương án 4: Dẫn động thủy lực hai dòng hoàn chỉnh........................... 32

2.4 Bộ trợ lực phanh........................................................................................... 34

2.5 Bộ điều hòa lực phanh................................................................................. 35

2.5.1.Đường đặc tính lý tưởng của bộ điều hòa lực phanh..................................... 35

2.5.2. Các phương án thiết kế bộ điều hòa lực phanh............................................. 38

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH............................. 44

3.1 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh................................................................. 44

3.1.1 Xác định momen phanh cần thiết tại các bánh xe.................................. 44

3.1.2 Tính toán cơ cấu phanh............................................................................... 46

3.1.3 Xác định các kích thước má phanh........................................................... 49

3.2 Tính toán dẫn động phanh.......................................................................... 52

3.2.1 Đường kính xi lanh công tác...................................................................... 52

3.2.2 Đường kính xi lanh chính........................................................................... 53

3.2.3 Hành trình làm việc của pít tông xi lanh bánh xe................................... 53

3.2.4 Hành trình của bàn đạp phanh................................................................... 53

3.2.5 Xác định hành trình pít tông xi lanh lực................................................... 54

3.2.6 Tính bền đường ống dẫn động phanh........................................................ 56

3.3 Tính toán thiết kế bộ trợ lực phanh................................................................ 56

3.3.1 Hệ số cường hóa của trợ lực....................................................................... 57

3.3.2 Xác định kích thước màng cường hoá....................................................... 58

3.3.3 Tính toán các lò xo...................................................................................... 59

a. Tính lò xo màng cường hoá................................................................................. 59

b. Tính lò xo van khí............................................................................................. …59

3.4 Tính toán bộ điều hòa lực phanh.................................................................... 65

3.4.1 Xây dựng đồ thì quan hệ áp suất…........................................................... 65

3.4.2 Chọn đường đặc tính điều chỉnh…........................................................ 69

3.4.3 Xác định hệ số đạt hiệu quả phanh cao nhất….................................. 70

3.4.4 Xác định hệ số Kd..................................................................................... 72

3.4.5 Phương trình quan hệ áp suất P1-P2..................................................... 72

3.4.6 Chọn và xác định các thông số kết cấu…............................................ 73

3.4.7 Xây dựng đường đặc tính của hệ thống treo phụ thuộc vào tải trọng và lực phanh…   75

3.4.8 Kiểm tra lại đường đặc tính D của piton vi sai…................................ 77

3.4.9 Kiểm tra đặc tính điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh.................. 78

CHƯƠNG IV: CÁC HƢ HỎNG CHÍNH THƢỜNG GẶP VÀ, PHƢƠNG PHÁP BẢO DƢỠNG SỬA CHỮA, QUY TRÌNH THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH HỆ THÔNG PHANH... 79

4.1 Các hư hỏng chính thường gặp và cách khắc phục.................................... 79

4.2 Phương pháp bảo dưỡng sửa chữa................................................................ 80

4.3 Kiểm tra dẫn động........................................................................................... 80

4.4  Tháo lắp xilanh chính và trợ lực.................................................................. 82

4.5 Xả khí khỏi mạch dầu.................................................................................... 84

4.6 Xả khí ra khỏi xilanh chính........................................................................... 85

4.7 Kiểm tra hoạt động của trợ lực phanh.......................................................... 86

KẾT LUẬN CHUNG....................................................................................................... 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 89

LỜI NÓI ĐẦU

     Ô tô là một phương tiện vận tải quan trọng trong hệ thống giao thông đường bộ. Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải.

    Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ, hiện nay ngành công nghiệp ôtô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người. Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời đại.

     Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho  người và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao, để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết.

     Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh đĩa xe 7 chỗ” dựa trên xe tham khảo là xe TOYOTA INNOVA. Sau 16 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Trương Đặng Việt Thắng và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình. Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

     Em xin chân thành cảm ơn thầy:..................... cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh

Công dụng

- Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định;

- Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển (tức là tăng được tốc độ trung bình của xe).

Yêu cầu

- 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 đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;

- Điều khiển nhẹ nhàng,

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao và phải có hai dòng độc lập đối với phanh chính;

Phân loại

a. Theo công dụng:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân);

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);

- Hệ thống phanh dự phòng;

- Hệ thống phanh rà hay chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) sử dụng trên các xe cỡ lớn và trên các dốc dài.

b. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:

Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh.

  1. Theo trợ lực
  • Hệ thống phanh có trợ lực;
  • Hệ thống phanh không có trợ lực.
  1. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:

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

Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1

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

-    Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ô tô.

Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng của ô tô thành dạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng).

Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu phanh thường dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh dải.

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh phanh;

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe.

Cơ cấu báo mòn hết má phanh

Đĩa phanh

Đĩa phanh thường được chế tạo bằng gang cầu hoặc gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng, không được có vết xước.

Dạng đĩa phẳng chế tạo đơn giản hơn nhưng ít được dùng vì bề mặt ma sát ở gần ổ lăn của moay ơ bánh xe, gây nóng ổ lăn này làm cho việc bôi trơn ổ này khó khăn hơn.

Dạng đĩa không phẳng được dùng nhiều hơn vì bề mặt ma sát được bố trí xa ổ lăn của moay ơ bánh xe, hạn chế nung nóng ổ này và dễ dàng bố trí xi lanh công tác.

Xi lanh công tác

Cụm xi lanh công tác của cơ cấu phanh đĩa có cấu tạo như trên Hình 1.9  gồm xi lanh được chế tạo liền với giá đỡ hoặc chế tạo rời, pít tông, phớt làm kín và vành chắn bụi. Phía trên xi lanh có lỗ xả không khí trong hệ thống dẫn động. Khi phanh chất lỏng đẩy piston ra phía ngoài tạo nên lực ép lên các tấm má phanh. Khi thôi phanh do khe hở của các ổ bi bánh xe tạo nên rung lắc đĩa phanh theo phương dọc trục, đẩy tẩm ma sát và piston chuyển động ngược lại. Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh rất nhỏ (0.05 đến 0.1 mm).

Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh

Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh thường sử dụng sự biến dạng của gioăng làm kín dầu. Gioăng làm kín nằm trong rãnh của xilanh làm nhiệm vụ bao kín khoang dầu có áp suất khi phanh. Khi đạp phanh dưới tác dụng của áp suất dầu pít tông bị đẩy dịch chuyển, lực ma sát giữa gioăng làm  kín (vành khăn) và pít tông lớn kéo vành khăn bị biến dạng trong rãnh của vành khăn.

Dẫn động phanh

Dẫn động phanh chính bằng cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, thường chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay).

Dẫn động phanh chính bằng thủy lực

Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào trống\đĩa phanh.Dẫn động bằng thủy lực có đặc điểm là độ nhạy cao, kết cấu đơn giản nhưng nếu không có cường hóa dẫn động lực người lái cần để điều khiển phanh lớn hơn so với dẫn động bằng khí nén. Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

* Dẫn động một dòng (hình 1.12):

Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. Vì một lý do nào đó, bất kỳ một đường ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.

* Dẫn động hai dòng (hình 1.13):

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh chính kép (loại "tăng đem").

Dẫn động phanh chính bằng khí nén

Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh. Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển cung cấp khí nén tới các bầu phanh bánh xe, tại bầu phanh áp suất khí nén tạo lực tác dụng lên guốc phanh thực hiện phanh ô tô. Đặc điểm của dẫn động phanh bằng khí nén là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhưng do sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để thực hiện điều khiển cơ cấu phanh nến lực điều khiển của người lái là không cần lớn lắm mà chỉ cần đủ để mở các van điều khiển phân phối khí nén. Vì vậy nó thường dùng trên các ô tô cỡ lớn.

Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp

Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực điều khiển trên bàn đạp còn lớn. Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí bị nén khi chịu áp suất).

Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén (Hình 1.15).

Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các ôtô tải trung bình và lớn. Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:

+ Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xe phía trước và phía sau;

+ Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xi lanh khí nén;

Bộ cường hóa lực phanh

Bộ cường hóa lực phanh là một cụm chi tiết lấy năng lượng từ một nguồn có sẵn phụ thêm vào công do người điều khiển sản ra để điều khiển hệ thống phanh nhờ đó giảm được lực cần thiết để điều khiển, điều khiển được nhẹ nhàng hơn.

Nguồn năng lượng có sẵn thường lấy từ động cơ và có thể là ở dạng khí nén hoặc chân không. Trên ô tô thường cường hóa dẫn động bằng khí nén (sử dụng nguồn khí nén có sẵn thường là trên các ô tô tải lớn hoặc ô tô buýt lớn) và cường hóa chân không ( sử dụng nguồn chân không sẵn có thường gặp trên các loại ô tô cỡ nhỏ). Nguồn chân không cấp cho bộ cường hóa có thể lấy trên đường ống nạp của động cơ xăng dùng chế hòa khí hoặc được tạo bằng bơm chân không.

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Giới thiệu về xe tham khảo

Lựa chọn cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng : phanh guốc và phanh đĩa. Phanh guốc chủ yếu sử dụng trên các ôtô có tải trọng lớn: ôtô tải, ôtô chở khách và một số loại ôtô con. Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên xe con và trong đó chủ yếu là ở cơ cấu phanh trước,và ngày nay phần lớn các xe con là sử dụng cho cả 2 cầu.

Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh cố định

Khi có lực phanh, dầu cao áp sẽ dồn tới xy lanh đẩy piston ép các má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.Số lượng xylanh công tác có thể là 2 hoặc 4 xy lanh đặt đối xứng nhau, hoặc 3 xy lanh với 2 xy lanh nhỏ được bố trí một bên còn 1 xy lanh lớn bố trí một bên.

Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động

Phanh đĩa có giá xy lanh di động chỉ bố trí xy lanh thủy lực 1 bên. Giá xy lanh có thể di động được trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay ơ. Khi phanh, dầu cao áp đẩy piston ép một bên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng thời đẩy giá đặt xy lanh trượt trên trục dẫn hướng đến ép má phanh còn lại áp sát vào đĩa phanh. Khi cả 2 má phanh ép sát vào đĩa phanh thì quá trình phanh mới được thực hiện.Phanh đĩa có giá di động được dùng trên đa số các ô tô du lịch ngày nay. Do chỉ bố trí một bên xy lanh vì vậy mà tăng diện tích làm mát cho đĩa phanh có thể tránh được hiện tượng sôi dầu khi phanh với cường độ cao.

Kết luận: Với ưu điểm lớn nhất đó là kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh cao và với phân tích so sánh ở trên ta chọn cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động làm cơ cấu phanh đĩa.

Lựa chọn phương án dẫn động

Về cơ bản có ba phương án dẫn động phanh là : dẫn động cơ khí, dẫn động bằng khí nén và dẫn động thủy lực. Ở dẫn động cơ khí, để tạo lực phanh đủ lớn thì cần phải có hệ thống cơ cấu đòn và khâu khớp phức tạp vì thế chỉ thích hợp cho dẫn động phanh tay. Còn ở dẫn động phanh khí nén cần có máy nén khí và bình chứa khí nên không phù hợp với kết cấu của xe du lịch. Vì vậy chỉ có dẫn động thủy lực, với kết cấu nhỏ gọn và độ nhạy cao phù hợp với xe thiết kế.

Phương án 1: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt

Nguyên lý hoạt động

Dẫn động hai dòng sử dụng xilanh chính tác dụng độc lập, một dòng dẫn động ra hai bánh xe cầu trước, còn một dòng dẫn động ra hai bánh xe ở cầu sau giống như phương án dẫn động thủy lực một dòng.

Khi không phanh dầu áp suất thấp nằm chờ trên đường ống;

Khi người lái tác động vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằm trong xy lanh, ép dầu trong xy lanh phanh chính đi đến đường ống dẫn động ra hai bánh xe cầu trước và đường ống dẫn động ra hai bánh xe sau.

Ưu nhược điểm

+ Ưu điểm:

Kết cấu đơn giản, giá thành hạ

Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng nào đó vẫn phanh được ở cầu xe của dòng còn lại.

+ Nhược điểm:

Nếu như hỏng 1 đường dẫn động hiệu quả phanh sẽ bị giảm đáng kể do chỉ còn tác dụng phanh trên một cầu.

Phương án 4: Dẫn động thủy lực hai dòng có một dòng hoàn chỉnh

Nguyên lý hoạt động giống như phương án dẫn động thủy lực 2 dòng cho 2 cầu riêng biệt. Điều khác biệt là đường dầu thứ nhất dẫn động cho tất cả bánh xe ở cả 2 cầu, dòng còn lại chỉ dẫn động cho các bánh xe ở cầu trước.

Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

- Chất lượng phanh và độ tin cậy cao

- Khi xảy ra hư hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm không nhiều, không mất đối xứng lực phanh, do đó đảm bảo được an toàn chuyển động;

Nhược điểm:

- Cơ cấu phức tạp, khó chế tạo bố trí; Giá thành cao.

Kết luận: Sau khi phân tích các phương án dẫn động thủy lực trên thì có thể thấy rằng phương án dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu độc lập có trợ lực chân không và điều hòa lực phanh vừa đảm bảo an toàn vừa phanh nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản dễ bố trí đồng thời giá thành hạ.

Kết luận chung của chương 2: Qua phân tích về cơ cấu phanh va dẫn động phanh, sau đây là phương án tốt nhất cho xe cần thiết kế.

Về cơ cấu phanh: Ta chọn loại cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di dộng cho cả cầu trước và cầu sau.

Về dẫn động phanh: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không và bộ điều hòa lực phanh.

Bộ trợ lực phanh

Bộ điều hòa lực phanh

Bộ điều hoà lực phanh lắp trên xe ôtô dùng để tự động điều chỉnh áp lực phanh ở các bánh xe theo sự thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau. Nhờ vậy sẽ tăng được hiệu quả phanh và đảm bảo được sự chuyển động của ôtô khi phanh.

Đường đặc tính lý tưởng của bộ điều hòa lực phanh

Trong quá trình phanh, tải trọng tác dụng lên các cầu xe có sự thay đổi. Do lực quán tính khi phanh trọng lượng dồn về cầu trước, gia tốc chậm dần của xe càng lớn thì tải trọng tác dụng lên cầu trước càng lớn và hệ số bám của bánh xe với mặt đường cũng lớn, thì lực phanh và mômen phanh thay đổi cũng lớn. Để phanh có hiệu quả cao cần thiết phải có bộ phận phân bố áp suất dầu vào các xi lanh làm việc ở các bánh xe sao cho phù hợp với trọng lượng bám của các bánh xe trong qúa trình phanh.

Bộ điều chỉnh lực phanh có nhiệm vụ tự điều chỉnh áp lực phanh ở các bánh xe cho thích hợp để nâng cao hiệu quả phanh. Nó phụ thuộc vào hai thông số:

- Cường độ phanh của ôtô

- Sự thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau làm thay đổi độ võng của hệ thống treo sau. Đối với xe đã chất tải nhất định, ta có a, b, hg cố định cho các giá trị j khác nhau vào biểu thức (4) và (5) ta sẽ được các giá trị Mp1 và Mp2.

Từ đó có thể vẽ được đồ thị Mp1 = f1(j) và Mp2 = f2(j).

Mômen phanh ở các bánh xe tỷ lệ thuận với áp suất sinh ra trong dẫn động phanh

Mp1 = k1.P1dđ

Mp2  = k2.P2dđ

Trong đó:    P1dđ, P2dđ là áp suất dẫn động phanh của cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau

k1, k2 hệ số tỷ lệ tương ứng với phanh trước và phanh sau.

Như vậy để đảm bảo phanh lý tưởng thì áp suất dẫn động ra cơ cấu phanh trước P1dđ và áp suất dẫn động ra cơ cấu phanh sau P2dđ

Muốn bảo đảm đường đặc tính lý tưởng nói trên thì bộ điều hoà lực phanh phải có kết cấu rất phức tạp. Các bộ điều hoà lực phanh trong thực tế chỉ bảo đảm được đường đặc tính gần đúng với đặc tính lý tưởng.

Tóm lại, bộ điều hoà lực phanh đảm bảo cho áp suất dẫn động ra phanh sau và phanh trước theo quan hệ gần sát với đường đặc tính lý tưởng, làm cho cơ cấu phanh không bị bó cứng, do đó tăng được hiệu quả phanh.

Các phương án thiết kế bộ điều hòa lực phanh

a. Phương án 1: Điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất

Nguyên lý hoạt động:

Trạng thái không điều chỉnh, nhờ lực F (tuỳ thuộc vào trọng lượng tác dụng, thông qua hệ đàn hồi) piston luôn được đẩy mở ra. Lực đàn hồi này phụ thuộc vào khoảng cách giữa cầu xe và sàn xe (có nghĩa là phụ thuộc vào trọng lượng tác dụng). Khi áp suất tăng đến một giá trị nhất định làm cho piston dịch chuyển sang trái (do diện tích hai mặt của piston khác nhau) tì lên phớt, đóng kín đường dầu dẫn đến bánh sau. Do vậy p2 không tăng trong khi p1 vẫn tiếp tục tăng nên bánh xe sau không bị bó cứng. Khi áp suất ở xi lanh phanh chính (p1) càng tăng thì van càng đóng chặt, vì vậy họ đường đặc tính làm việc của van giảm áp là những đường nằm ngang song song với trục p1.

Ưu - nhược điểm:

Ưu điểm

- Nâng cao được hiệu quả phanh so với khi không lắp bộ điều hoà lực phanh

- Kết cấu đơn giản.

Nhược điểm

- Hiệu quả điều chỉnh không cao, chỉ thích hợp cho xe có đường đặc tính lí tưởng cong nhiều. Hiệu quả của phanh sẽ kém khi đi trên đường có độ lồi lõm và nhiều ổ gà.

- Áp suất trong xi lanh làm việc của các cơ cấu phanh ở cầu sau được hạn chế tuỳ theo tải trọng tác dụng lên cầu sau, tải trọng này thể hiện qua lực đàn hồi của lò xo tác dụng lên các van, do đó ứng với mỗi tải trọng khác nhau sẽ cho lực lò xo khác nhau.

c. Phương án 3: Dùng bộ điều hoà áp suất dạng tia

Nguyên lí làm việc:

Các piston điều chỉnh 2,3 được nối với nhau bởi đòn trung gian 5, đòn này tựa lên con trượt 6. Vị trí của con trượt xê dịch tuỳ thuộc vào mức độ tải trọng của xe;

Khi xe ở trạng thái tĩnh con trượt luôn ở trạng thái xác định. Khi tải trọng tăng lên độ võng f sẽ giảm đi con trượt sẽ dịch chuyển sang phải, Lx tăng lên và khi giảm tải trọng thì ngược lại. Ở phần trên của piston 3 có lắp van cắt 1, van này sẽ đóng kín đường dầu đến các xi lanh làm việc ở các bánh xe sau. Khi không phanh van 1 luôn ở trạng thái mở;

Khi đạp vào bàn đạp phanh áp suất trong xi lanh chính tăng lên đến một giá trị nhất định, áp suất chất lỏng chỉ tác động lên piston 2 (vì van 1 đã đóng). áp lực này thông qua piston, đòn trung gian, thắng lực lò xo Lx2 tác dụng lên piston 3 di chuyển lên trên làm cho van 1 mở ra. Do đó áp suất chất lỏng ở bánh xe sau tăng  lên nhưng tăng chậm hơn so với ở xi lanh chính. Sự tăng chậm hơn này làm cho các bánh xe sau không bị trượt lê khi các bánh xe trươc đã dừng lại.

Kết luận: chọn bộ điều hòa lực phanh theo kiểu piston vi sai

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH

Thiết kế tính toán cơ cấu phanh

Xác định momen phanh cần thiết tại các bánh xe

Lực phanh tại bánh xe đạt được giá trị lớn nhất khi bánh xe bắt đầu trượt lết, trong quá trình trượt mô men phanh không tăng được nữa mà thậm chí còn có xu hướng giảm. Vì vậy, ta thường tính toán mô men phanh cần thiết tại các bánh xe sao cho tận dụng tối đa khả năng bám của bánh xe.

Ta có: G- Trọng lượng ôtô khi đầy tải      : G= 15 533(N). G1-trọng lượng tĩnh trên cầu trước: G1= 8 543(N). G2- trọng lượng tĩnh trên cầu sau: G2= 6 990(N). L- Chiều dài cơ sở ô tô L= 2700(mm) = 2, 7(m).

Cơ cấu phanh dừng

Xét sơ đồ một ô tô đang phanh tay trên đường dốc góc nghiêng α (hình 3.2). Xe chịu các lực: trọng lượng G; phản lực mặt đường lên các bánh xe trước và sau Z1, Z2; lực phanh P2

Thành phần Gsinα sẽ kéo xe xuống dốc. Để xe đứng yên ta phanh các bánh xe lại. Lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường P1 P2 có tác dụng chống lại lực Gsinα. Như vậy ta phanh bánh sau lại và P2 chính là lực phanh.

Điều kiện xe bị trượt: Gsinα ≥ P2+P1

Mặt đường thông thường có độ dốc 12 đến 200. Theo TCVN độ dốc 20%( arctan 0,2~12° ) . Để đảm bảo phanh bánh xe đứng yên trên đường dốc nghiêng góc α =120 ta sử dụng cơ cấu phanh tay tại hai bánh xe sau với dẫn động cơ khí.

Lực phanh lên cầu sau: P2 ≥ Gsinα = 15533.sin12o=3230N 

Xác định các kích thước má phanh

Kích thước má phanh được xác định dựa trên các điều kiện sau: Công ma sát riêng; Áp suất lên bề mặt má phanh; Tỷ số p; Chế độ làm việc của cơ cấu phanh. Kích thước của các má phanh phải được lựa chọn sao cho thảo mãn các điều kiện trên.

Lực ép má phanh

- Đối với má phanh ở cầu trước: P1=15250(N)

- Đối với má phanh ở cầu sau    : P2=7028(N)

Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh

Trong quá trình phanh ô tô, toàn bộ động năng của khối lượng chuyển động của ôtô được chuyển hóa thành nhiệt năng tại các cơ cấu phanh. Một phần của lượng nhiệt này sẽ nung nóng chi tiết của cơ cấu phanh mà chủ yếu là đĩa phanh, phần còn lại tỏa ra ngoài không khí.

Trên thực tế khối lượng các đĩa phanh và các chi tiết bị nung nóng lớn hơn 0,746 (kg) do đó thoả mãn.

Nhiệm vụ của quá trình tính toán dẫn động phanh thủy lực bao gồm việc xác định các thông số cơ bản của nó: đường kính xi lanh công tác, đường kính xi lanh chính, tỉ số truyền dẫn động, lực và hành trình bàn đạp.

Đường kính xi lanh công tác

Đường kính xi lanh công tác được tính ở phần 1.2 chương III.

Lực bàn đạp cho phép

[Qbd]=0,65 ¸ 0,75 KN đối với ô tô con; [Qbd]=0,75 ¸ 0,80 KN đối với ô tô tải;

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

Hành trình làm việc của pít tông xi lanh bánh xe

Do các cơ cấu phanh cầu trước và cơ cấu phanh cầu sau đều là cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh rất nhỏ

Ta chọn: x1= x2 = 0,5(mm).

Xác định hành trình pít tông xi lanh lực

Hành trình của piston trong xi lanh chính phải bằng hoặc lớn hơn yêu cầu đảm bảo thể tích dầu đi vào các xi lanh làm việc ở các cơ cấu phanh.

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

S = S1 + S2

Như vậy : Piston thứ cấp (của phanh sau) dịch chuyển một đoạn S2 = 3,40 mm Piston sơ cấp (của phanh trước) dịch chuyển một đoạn S1 = 7,37 mm

Tính toán thiết kế bộ trợ lực phanh

Hệ số cường hóa của trợ lực

Khi có đặt bộ cường hoá ta chọn lực bàn đạp cực đại của người lái khoảng 300N, kết hợp với lực của cường hoá sinh ra trên hệ thống phanh tạo ra áp suất cực đại ứng với trường hợp phanh gấp vào khoảng 7MPa.

Xác định kích thước màng cường hoá

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

Xét sự cân bằng của màng 3 ta có phương trình sau :

Qc = F4 (pB - pA ) - Plx = F4. Dp - Plx .

Như vậy màng 3 của bộ cường hoá có giá trị bằng 209 mm để đảm bảo áp suất cường hoá cực đại pc .

Tính toán các lò xo

a. Tính lò xo màng cường hoá

Lò xo màng cường hoá được tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén.

x - Chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng đến giá trị lớn nhất Fmax, từ giá trị lực nhỏ nhất Fmin (lực lắp), x được chọn dựa vào hành trình của piston xilanh chính.

Ta có tổng hành trình của 2 piston xilanh chính là S =S1 + S2 =7,37 +3,4 = 10,77 mm, với S1 , S2 là hành trình của piston sơ cấp và piston thứ cấp. Có thể chọn x bằng hoặclớn hơn tổng số hành trình trên. Lấy x = 15

G - Môđun đàn hồi vật liệu, G = 8.104MPa.

d, c - Đường kính dây lò xo và hệ số đường kính. c = 15 ,d = 4,4 mm,.

Fmax, Fmin ( tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu) Fmax = 150 N, Fmin = 80 N.

* Số vòng toàn bộ của lò xo

n0 = n + 2 = 3 +3 = 6 vòng

* Chiều cao lò xo khi các vòng xít nhau

HS = (n0 – 0,5).d = (6 - 0,5).4,4 = 19,8 mm

* Chiều cao lò xo khi chưa chịu tải

H0 = HS + n.(t-d) = 19,8 + 3(18,2 - 4,4) = 61,2 mm

Tính lò xo van khí

Lò xo màng cường hoá được tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén.

Từ đó tính được đường kính trung bình của lò xo : D = c.d = 15.1,6= 24 mm.

Bảng trị số áp suất khi hệ số bám thay đổi:

Thực tế khi xe chạy trên đường khác nhau sẽ cho ta hệ số bám khác nhau, áp suất tạo nên trong dẫn động phanh ở các cơ cấu phanh sẽ có giá trị khác nhau. Ta có bảng giá trị các áp suất cần thiết trong xi lanh bánh xe tác dụng lên má phanh và guốc phanh của các cơ cấu phanh trong từng trường hợp cụ thể khi xe không tải và đầy tải theo hệ số bám j được thể hiện bảng.

Vẽ đường đặc tính thực tế khi không có bộ điều hoà lực phanh (đặc tính không điều chỉnh) bằng cách vẽ một đường thẳng nghiêng với trục hoành một góc 450.

Qua đồ thị ta có thể xác định được điểm bắt đầu làm việc của bộ điều hoà lực phanh ở chế độ không tải và đầy tải:

+ Điểm a’: Là điểm bắt đầu làm việc của bộ điều hoà lực phanh ở chế độ không tải.

+ Điểm a : Là điểm bắt đầu làm việc của bộ điều hoà lực phanh ở chế độ đầy tải.

Ta có thể xác định được điểm a, a’ bằng cách lấy giao điểm của đường đặc tính thực tế và hai đường đặc tính lý tưởng khi xe không tải và đầy tải.

Với mục đích của bộ điều hoà lực phanh là điều chỉnh áp suất dầu dẫn đến cơ cấu phanh sau khi tải trọng phân bố lên cầu sau thay đổi trong quá trình phanh. Điểm bắt đầu làm việc của bộ điều hoà lực phanh là điểm mà áp suất dầu dẫn đến cơ cấu phanh sau trên đường đặc tính lý tưởng bắt đầu giảm xuống và nhỏ hơn áp suất dẫn đến cơ cấu phanh trước.

Như ta đã nói ở trên bộ điều hoà lực phanh làm việc theo hai thông số:

+ Áp suất phanh (qua lực tác dụng lên bàn đạp)

+ Tải trọng tác dụng lên cầu sau

Tải trọng tác dụng lên cầu sau là thông số được đánh giá gần đúng thông qua tín hiệu phản hồi bằng cách thay đổi khoảng cách f giữa vỏ xe và vỏ cầu. Sự thay đổi này là thông tin tác dụng vào bộ đàn hồi của bộ điều hoà lực phanh từ đây tín hiệu được truyền tới cụm van thuỷ lực dưới tác dụng của lực đàn hồi.

Xây dựng đường đặc tính của hệ thống treo phụ thuộc vào tải trọng và lực phanh

Ta có: 

g2 - trọng lượng phần không được treo, tô

G - Trọng lượng toàn bộ xe

g 2 =3,5¸5% trọng lượng thiết kế của xe ô

Cp2 - Độ cứng tổng hợp của hệ thống treo sau, Cp2= 50 (N/mm)

Khi xe không tải:

G = 11858 (N); a = 1,35 (m); L = 2,7 (m)

hg = 0,5 (mm); Cp2= 50 (N/mm); g2 = 590 (N)

Từ quan hệ f0 và f ta tính được độ võng tại các điểm a, a’, b, b’:

+ Khi không tải:

- Tại điểm a’ bộ điều hoà bắt đầu làm việc:

j = 0,33

p = 2,12 (MPa) =151 - 101,7.0,33 = 116,1(mm)

+ Tại điểm b’ là điểm có trị số áp suất cực đại p1max trên đường đặc tính điều chỉnh:

j = 0,8

fb' = 151 - 101,7.0,8 = 69,6(mm)

Từ đồ thị đặc tính biến dạng của hệ thống treo sau phụ thuộc vào tải trọng và cường độ phanh ta có được giá trị biến dạng như sau:

f1 = fa – fa’ = 199 – 116,1 = 82,9 (mm) f2 = fb – fa’ = 150 – 116,1 = 33,9 (mm) f3 = fa’ – fb’ = 116,1 – 69,6 = 46,5 (mm)

Kiểm tra đặc tính điều chỉnh của bộ điều hòa lực phanh

Khi lập đường đặc tính điều chỉnh ta cố gắng làm cho đường này càng gần đường đặc tính lý tưởng càng tốt.

Ta tính cho xe đầy tải và xe không tải sai số chỉ nằm trong giới hạn cho phép khoảng 5 ¸ 8%

Để kiểm tra sự trùng nhau của đường đặc tính lý tưởng trên khoảng a’b’ và đường đặc tính điều chỉnh ta phải xác định được tung độ điểm b.

Trên đồ thị đặc tính điều chỉnh trị số áp suất của cơ cấu phanh cầu sau khi xe không tải ở vị trí b’=3,57 KG/cm2

CHƯƠNG IV: CÁC HƯ HỎNG CHÍNH THƯỜNG GẶP VÀ, PHƯƠNG

PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA, QUY TRÌNH THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH HỆ THÔNG PHANH

Các hư hỏng chính thường gặp và cách khắc phục

Các hư hỏng trong hệ thống phanh đôi khi do hư hỏng ở các hệ thống khác gây ra. Vì vậy, để kiểm tra hư hỏng phải luôn thực hiện kiểm tra kèm theo các hệ thống khác như:

- Kiểm tra các bánh xe.

- Kiểm tra hệ thống treo.

- Kiểm tra góc đặt bánh trước.

- Kiểm tra bàn đạp phanh.

- Kiểm tra hệ thống phanh.

Hệ thống phanh có những hư hỏng chính sau.

Phương pháp bảo dưỡng sửa chữa

Tháo cơ cấu phanh

Nếu thấy hiện tượng phanh không ăn thì tháo cơ cấu phanh ra kiểm tra độ mòn của má phanh đồng thời kiểm tra bề mặt của má phanh và đĩa phanh, kiểm tra xem piston phanh có bị kẹt hay không. Trình tự tháo như sau: Đầu tiền bánh xe vẫn để dưới nền đường tiến hành nới lỏng hang bu lông tắc kê ra, sau đó thì kích xe lên, tháo các bánh xe ra ngoài. Khi đã tháo các banh xe ra ngoài thì lộ ra cơ cấu phanh. Tháo bu lông lien kết giữa phần cố định và phần di trược lúc đó có thể tháo má phanh ra ngoài.

Lắp cơ cấu phanh

Khi tiến hành lắp cơ cấu phanh đầu tiên ta phải vam piston phanh lại, hoặc có thể xả 1 chút dầu để có thể đẩy piston phanh thụt sâu vào xy lanh một cách dễ dàng. Sau đó lắp má phanh vào càng phanh rồi tiến hành siết chặt bu long liên kết giữa phần cố định và phần di trượt.

Kiểm tra dẫn động

Sau khi đã thay má phanh rồi mà phanh vẫn không ăn thì ta tiến hành kiểm tra phần dẫn động

- Nếu thiếu dầu thì phải bổ sung dầu.

- Nếu đủ dầu mà vẫn không ăn thì tháo xy lanh chính ra kiểm tra, khi tháo xy lanh chính chú ý xả hết dầu ra trước. Tháo hang bu long liên kết giữa xy lanh chính và bộ trợ lực rồi tháo xy lanh chính ra. Kiểm tra bề mặt cuppen xem nó có bị mòn hay sước không, nếu có hiện tượng mòn hoặc sước thì phải thay cuppen mới. Kiểm tra bề mặt xy lanh nếu có vết sước dọc trục thì phải thay tổng phanh mới.

Xả khí ra khỏi xilanh chính

Khi bình dầu cạn hay khi tháo lắp khí lọt vào xi lanh chính vì vậy ta phải xả khí ra khỏi xi lanh, tiến hành theo các bước sau:

+ Đạp bàn đạp phanh chạm và giữ nó ở vị trí dưới cùng;

+ Bịt nút cửa ra bằng ngón tay rồi nhả phanh;

+ Lặp lại 2 bước trên 3 đến 4 lần là được.

KẾT LUẬN CHUNG

   Đồ án tốt nghiệp mà Em đã trình bày “Thiết kế hệ thống phanh đĩa xe 7 chỗ” đã giải quyết được vấn đề cơ bản của hệ thống phanh đặt ra, đó là hiệu quả phanh (đặc trưng bởi thời gian phanh và quãng đường phanh). Việc thiết kế được tập trung vào tiêu chí tăng tỷ lệ nội địa hóa trong ngành ôtô trong nước thông qua việc thiết kế chế tạo các cụm chi tiết trong hệ thống phanh (cơ cấu phanh, trợ lực phanh, xy lanh chính). Từ việc tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe con 5 chỗ trong khuôn khổ đồ án này ta có thể mở rộng hướng nghiên cứu và phát triển hệ thống phanh trên xe qua việc ứng dụng điện tử, các công nghệ mới (bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS, điều hòa lực phanh…) nhằm làm tăng hiệu quả  phanh và an toàn khi sử dụng ô tô.

   Qua việc tính toán đồ án tốt nghiệp này đã giúp em hiểu rõ về bản chất, hoạt động của hệ thống phanh, và hình thành được cách tư duy thiết kế một cụm chi tiết trên ôtô, trang bị thêm kiến thức phục vụ cho công việc sau này.

   Một lần nữa Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy:.................... người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Qua đây em cũng xin cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn ôtô ĐH Bách Khoa Hà Nội cùng các bạn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. PGS.TS. Nguyễn Trọng Hoan – Tập bài giảng thiết kế tính toán ô tô –Lưu hành nội bộ - Năm 2009.

[2]. TOYOTA –Tài liệu đào tạo TEAM giai đoạn 2 tập 13- Hệ thống phanh.

[3]. Dương Đình Khuyến – Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo - Năm 1995.

[4]. Trịnh Chất và Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1 và  tập 2 –Nhà xuất bản giáo dục – Năm 2007.

[5]. GS.TSKH.Nguyễn Hữu Cẩn – Phanh Ô tô cơ sở khoa học và thành tựu mới – Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật – Năm 2004.

[6]. PGS.TS.Ninh Đức Tốn – Bài giảng dung sai –Trường đại học Bách khoa Hà Nội – Năm 2000.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"