MỤC LỤC

MỤC LỤC........................................................................................................................................................ ...................... i

DANH MỤC HÌNH VẼ..................................................................................................................................... ...................... ii

DANH MỤC BẢNG.......................................................................................................................................... ..................... v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................................................................ .................... vi

LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................................................... ......................... 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH...................................................................................... ........................... 2

1.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh............................................................................................... ........................ 2

1.1.1. Nhiệm vụ............................................................................................................................................. ........................ 2

1.1.2. Cấu tạo chung................................................................................................................................ ............................. 2

1.1.3. Phân loại........................................................................................................................................... .......................... 2

1.1.4. Yêu cầu....................................................................................................................................................... ................ 2

1.2. Cấu tạo và nguyên lý của các hệ thống phanh thường gặp trên ô tô bán tải................................................... ............. 3

1.2.1. Cơ cấu phanh.............................................................................................................................................. ............... 3

1.2.2. Dẫn động phanh........................................................................................................................................ ................. 9

1.2.3. Các hệ thống điện điện tử điều khiển quá trình phanh.............................................................................. ................ 11

1.3. Giới thiệu về ô tô MITSUBISHI TRITON GLS Blackline 2018...................................................................... ................ 14

1.3.1. Giới thiệu chung về ô tô Mitsubishi Triton GLS Blackline 2018................................................................. ................ 14

1.3.2. Đặc điểm kỹ thuật chung............................................................................................................................. .............. 14

1.3.3. Tính năng an toàn......................................................................................................................................... ............ 14

1.3.4. Khả năng vận hành.......................................................................................................................................... ......... 14

1.3.5. Tuyến hình và các thông số kỹ thuật của ô tô.............................................................................................. ............. 15

1.4. Lựa chọn phương án thiết kế.......................................................................................................................... ............. 16

1.4.1. Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh................................................................................................. ............. 16

1.4.2. Lựa chọn phương án dẫn động phanh............................................................................................................... ....... 16

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH THIẾT KẾ......................... 17

2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thiết kế......................................................................... ............... 17

2.1.1 Sơ đồ bố trí chung trên xe.......................................................................................................................... ................ 17

2.1.2. Nguyên lý làm việc........................................................................................................................... ......................... 17

2.2. Kết cấu hệ thống phanh thiết kế........................................................................................................... ........................ 17

2.2.1. Kết cấu cơ cấu phanh.......................................................................................................................... ...................... 18

2.2.2. Kết cấu dẫn động phanh........................................................................................................................ .................... 26

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH...................................................................... .......................... 34

3.1. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh.......................................................................................................... ......................... 34

3.1.1. Xác định mô men phanh sinh ra tại cơ cấu phanh.............................................................................. ...................... 34

3.1.2. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh trước................................................................................................. ..................... 35

3.1.3. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh sau................................................................................................... ...................... 36

3.1.4. Xác định các kích thước má phanh...................................................................................................... ..................... 41

3.1.5. Tính bền một số chi tiết trong cơ cấu phanh.......................................................................................... ................... 43

3.5. Tính toán, thiết kế hệ thống dẫn động hệ thống phanh............................................................................. .................. 51

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

3.5.2. Đường kính xi lanh chính..................................................................................................................... ..................... 52

3.5.3. Hành trình làm việc của các pistông trong các xi lanh........................................................................... ................... 53

3.5.4. Thiết kế trợ lực phanh................................................................................................................................................ 54

CHƯƠNG IV: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, BẢO DƯỠNG, CHUẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH..............58

4.1. Những lưu ý khi sử dụng.............................................................................................................................................. 58

4.2. Hướng dẫn bảo dưỡng kỹ thuật................................................................................................................................... 58

4.3. Hướng dẫn chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp............................................................................... 59

4.4. Hướng dẫn tháo lắp hệ thống phanh............................................................................................................................ 62

4.4.1. Xả khí ra khỏi mạch dầu............................................................................................................................................ 68

4.4.2. Kiểm tra hoạt động của trợ lực phanh....................................................................................................................... 69

KẾT LUẬN.......................................................................................................................................................................... 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................................................................... 72

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển. 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.

Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta nghành giao thông đường bộ  đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng ôtô.

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 nghành 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 trên cơ sở ô tô Mitsubishi Triton Blackline GLS 2018 ”. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy: TS......................... và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                                  TP.HCM, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                                Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                              ………………..

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh.

1.1.1. Nhiệm vụ

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô đến một tốc độ yêu cầu hoặc cho đến khi dừng hẳn, mặc khác cho phép phanh giữ xe đứng yên trong thời gian dài trên đường. Hệ thống phanh là hệ thống an toàn quan trọng nhất của ôtô vì nó đảm bảo cho ôtô chuyển động an toàn, giúp nâng cao năng suất vận tải và hiệu quả khai thác.

1.1.2. Cấu tạo chung

Hệ thống phanh rất đa dạng, tuy nhiên chúng đều có các bộ phận cơ bản sau:

- Nguồn năng lượng: cơ bắp (thông qua bàn đạp, cần kéo) khi điều khiển trực tiếp; áp suất khí nén khi điều khiển gián tiếp.

- Dẫn động phanh: tập hợp các cụm chi tiết dùng để truyền năng lượng từ cơ cấu điều khiển hoặc nguồn cung cấp năng lượng (bình chứa dầu, chứa khí) đến cơ cấu phanh và điều khiển đúng năng lượng này tương ứng với các chế độ làm việc khác nhau trong quá trình phanh.

1.1.4. Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất;

- Phanh êm dịu và đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;

- Điều khiển nhẹ nhàng (lực tác động nhỏ);

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao;

- Phân bố mô men phanh hợp lý để tận dụng tối đa trọng lượng bám tại các bánh xe và không xảy ra hiện tượng trượt lết khi phanh;

1.2. Cấu tạo và nguyên lý của các hệ thống phanh thường gặp trên ô tô bán tải

1.2.1. Cơ cấu phanh

1.2.1.1. Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa phổ biến với 2 loại do cách bố trí piston và xi lanh: cơ cấu phanh đĩa có giá xi lanh cố định và giá xi lanh di động.

a) Cơ cấu phanh đĩa có giá xi lanh cố định

Giá đỡ xi lanh chứa piston cố định trên giá đầu trục bánh xe, piston nằm bên trong tác động đều từ 2 bên (tối thiểu mỗi bên 1 piston) ép tấm má phanh vào đĩa phanh.

* Sơ đồ cấu tạo:

Kết cấu một loại cơ cấu phanh đĩa có giá xi lanh cố định được thể hiện trên (hình 1.1)

* Nguyên lý làm việc

Khi phanh, áp lực dầu gia tăng từ xi lanh chính, qua đường ống dẫn dầu và các van chia tới xi lanh bánh xe. Trong khoang thể tích của xi lanh, dầu đẩy hai piston (5) dịch chuyển, ép má phanh (3) vào đĩa phanh (4) thực hiện quá trình phanh.

Khi thôi phanh, do không còn duy trì áp lực trong đường ống, các piston tự hồi vị nhỏ do tác dụng của vòng đàn hồi, các má phanh được tách ra khỏi đĩa phanh với khe hở nhỏ và quay tự do.

1.2.1.2. Cơ cấu phanh tang trống

a) Cơ cấu phanh tang trống bố trí các guốc phanh đối xứng qua trục.

* Sơ đồ cấu tạo:

Cơ cấu phanh có guốc phanh đối xứng qua trục như hình 1.3.

* Nguyên lý làm việc:

Khi không phanh, lò xo hồi vị (12) luôn kéo hai đầu trên của guốc phanh về vị trí ban đầu tiếp xúc với chốt ở đầu các piston. Tang trống được quay trơn với khe hở giữa tang trống và guốc phanh của cơ cấu phanh loại này là từ 0,3-0,6 mm.

Khi phanh, áp lực dầu từ xi lanh chính đưa tới xi lanh bánh xe đẩy hai piston chuyển động sang hai bên ép guốc phanh vào tang trống. Lực phanh gia tăng dần theo sự giảm của khe hở má phanh, sau khi khắc phục hết khe hở lực phanh đạt giá trị lớn nhất, bánh xe bị phanh lại.

* Phạm vi sử dụng:

Chủ yếu được sử dụng trong các xe có yêu cầu phanh vừa phải, thường là ở bánh sau của xe tải nhẹ và xe ô tô cỡ nhỏ. Thiết kế này giúp cân bằng lực phanh và giảm chi phí sản xuất, nhưng hiệu suất phanh không cao như phanh đĩa.

b) Cơ cấu phanh tang trống bố trí các guốc phanh đối xứng qua tâm.

Tâm đối xứng bố trí các xi lanh chính là tâm trục bánh xe. Các guốc phanh có kích thước như nhau có một đầu được bắt cố định hoặc tựa cố định lên giá của xi lanh đối xứng, một đầu tỳ vào chốt có rãnh dẫn hướng trên đỉnh của piston xi lanh.

* Sơ đồ cấu tạo:

Cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua tâm như hình 1.4.

* Nguyên lý làm việc:

Khi không phanh, không có lực đẩy ở các piston, lò xo hồi vị (7) kéo hai guốc

phanh về vị trí ban đầu giải phóng khe hở má phanh, bánh xe quay tự do.

Khi phanh, áp lực dầu trong xi lanh bánh xe đẩy các piston dịch chuyển ép guốc phanh vào tang trống, sự gia tăng áp lực dầu diễn ra một cách từ từ cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh. Với kết cấu này, các guốc phanh đều có tác dụng như là guốc siết khi phanh xe đang chuyển động tiến. Khi lùi, các guốc phanh đều là guốc nhả nên hiệu quả phanh giảm.

d) Cơ cấu phanh tang trống tự cường hóa

* Sơ đồ cấu tạo:

Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá như hình 1.6.

* Nguyên lý làm việc:

Với cách bố trí như trên, hiệu quả phanh chỉ đạt được tốt theo một chiều nhất định (ở trên hình là chiều lùi). Lực sinh ra ở piston xi lanh (3) thông qua ty đẩy, tỳ guốc phanh sau (2) ép sát vào tang trống, đồng thời lực đẩy sinh ra ở phía dưới của guốc phanh sẽ đẩy tiếp (cường hoá) cho guốc phanh sau (10) thông qua ống liên kết (6) ép sát vào tang trống để phanh bánh xe. Khi tiến, hiệu quả phanh giảm lớn bởi cả 2 guốc đều là má nhả.

1.2.3. Các hệ thống điện điện tử điều khiển quá trình phanh

1.2.3.1. Hệ thống phanh có bộ chống bó cứng bánh xe ABS (Anti-lock Braking System)

Hệ thống chống bó cứng phanh ABS trên ô tô được hiểu là hệ thống phanh điều khiển điện tử thuộc hệ thống an toàn trên ô tô. Tác dụng của phanh ABS là để ngăn ngừa hãm cứng bánh xe trong những tình huống sử dụng phanh khẩn cấp để giảm tốc độ tức thời.

Sơ đồ hệ thống phanh bánh xe ABS được thể hiện trên (hình 1.10).

* Nguyên lý làm việc:

Khi xe vận hành, hệ thống chống bó cứng phanh sẽ được kích hoạt, cảm biến tốc độ xe đo vận tốc xe để truyền tín hiệu liên tục đến ECU. Khi ECU phát hiện một hoặc nhiều bánh xe chạy với tốc độ chậm hơn quy định sẽ gửi tín hiệu đến hệ thống trung tâm và điều khiển ABS.

Bộ điều khiển sẽ xử lý thông tin, tính toán tốc độ các bánh xe rồi đưa ra lệnh cho máy bơm cung cấp mức dầu phanh phù hợp qua van thủy lực. Cùng lúc đó kích hoạt luôn cơ chế phanh an toàn giữa đĩa và má phanh giúp bánh xe không bị bó cứng.

1.2.3.2. Hệ thống phanh thủy lực có trang bị ABS liên hợp EBD và BAS

Trên các hệ thống phanh có trang bị ABS thường đi kèm với hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD. Không giống như chức năng của hệ thống điều hòa lực phanh thông thường, hệ thống EBD có nhiệm vụ điều chỉnh lực phanh không chỉ ra cầu trước và cầu sau của xe trong trường hợp phanh xe khi chuyển động thẳng mà còn ra các bánh xe bên trong và bên ngoài khi phanh xe chuyển động quay vòng.

1.2.3.3. Hệ thống phanh thủy lực có trang bị ABS liên hợp trống trượt quay TCS (Traction Control System)

Hệ thống TCS là hệ thống điều chỉnh lực kéo, nó được thực hiện nhằm làm giảm khả năng trượt quay các bánh xe chủ động, thường xuất hiện trong các trường hợp khởi động, tăng tốc trên đường có hệ số bám thấp.

* Cấu tạo chung của hệ thống bao gồm các bộ phận:

Bộ điều khiển ABS/TCS-EDTC; bộ chấp hành thủy lực ABS/TCS; chân ga điện tử với bộ điều khiển.

* Các trạng thái điều khiển cơ bản như sau:

Khi một bánh xe có xu hướng bị trượt quay, TCS sẽ ưu tiên điều khiển tác động bởi hệ thống phanh. TCS sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới bơm, thông qua việc điều khiển các van điện từ dầu có áp suất cao được bơm chuyển tới xi lanh bánh xe cần phanh để giảm tốc độ. Sau đó hệ thống chuyển sang chế độ duy trì áp suất để theo dõi, chế độ giảm áp tiếp tục để duy trì sự quay của bánh xe chủ động.

1.2.3.5. Hệ thống phanh điện tử- thủy lực EHB (Electromechanical Braking System)

Cấu tạo chung hệ thống EHB bao gồm: bộ thủy lực với bộ tích áp, bơm, bộ tác động, bộ điều khiển và các cảm biến đo tốc độ quay và góc quay.

* Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác động vào bàn đạp phanh (1) sẽ tạo ra áp suất phanh ở xi lanh chính (3) trên cả 2 nhánh, áp suất này sẽ được ghi nhận bởi cảm biến áp suất sau xi lanh (4). ECU (5) nhận tín hiệu, xử lý tín hiệu và điều khiển kích hoạt các van điện từ của hệ thống điều khiển thủy lực để đóng nối các đường cấp dầu. Việc cung cấp áp suất dầu cho hệ thống phanh được thực hiện bởi bộ tích áp (7). Áp suất trong bộ tích áp được tạo ra bởi bơm thủy lực (8) điều khiển bằng điện và được đo bằng cảm biến áp suất.

1.3. Giới thiệu về ô tô MITSUBISHI TRITON GLS Blackline 2018.

1.3.1. Giới thiệu chung về ô tô Mitsubishi Triton GLS Blackline 2018.

Mitsubishi Triton GLS Blackline 2018 là phiên bản đặc biệt của dòng Triton, được Mitsubishi Motors tung ra thị trường nhằm mang lại sự độc đáo và phong cách thể thao cho người dùng. Với những cải tiến về thiết kế và tính năng, phiên bản này không chỉ duy trì các ưu điểm vốn có của dòng Triton mà còn mang lại những trải nghiệm lái xe khác biệt.

1.3.3. Tính năng an toàn

Mitsubishi Triton GLS Blackline 2018 được trang bị những tính năng an toàn tiên tiến để đảm bảo an toàn tối đa cho người lái và hành khách:

- Hệ thống phanh ABS (chống bó cứng phanh), EBD (phân phối lực phanh điện tử) và BA (hỗ trợ phanh khẩn cấp).

- Hệ thống cân bằng điện tử (ASC) và kiểm soát lực kéo (TCS) giúp xe vận hành ổn định trong các tình huống nguy hiểm.

- Hệ thống hỗ trợ khởi hành ngang dốc (HSA), đảm bảo xe không bị trôi khi dừng và khởi hành trên dốc.

1.3.5. Tuyến hình và các thông số kỹ thuật của ô tô

Tuyến hình ô tô Mitsubishi Triton GLS Blackline 2018 được trình bày trên hình 1.12.

Các thông số kỹ thuật kỹ thuật chủ yếu của ô tô Mitsubishi Triton GLS Blackline 2018 được trình bày trong bảng 1.

1.4. Lựa chọn phương án thiết kế.

Trên cơ sở phân tích các loại cơ cấu phanh được sử dụng trên ô tô bán tải, căn cứ vào thông số của ô tô cơ sở, em lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh trước là đĩa và cơ cấu phanh sau là tang trống.

1.4.1. Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh

* Cơ cấu phanh cầu trước:

Trên cơ cấu phanh đĩa, em chọn cơ cấu phanh đĩa có xi lanh đặt 1 phía và xylanh di động.

* Cơ cấu phanh sau:

Trên cơ cấu phanh tang trống, em chọn phanh guốc loại đối xứng qua trục cho cầu sau.

1.4.2. Lựa chọn phương án dẫn động phanh

Hệ thống phanh chính dẫn động thủy lực hiện nay đều được tiêu chuẩn hóa là loại có hai dòng độc lập đưa tới các bánh xe nhằm đảm bảo an toàn nếu một dòng nào đó bị hư hỏng mất tác dụng. Bộ phận phân chia dòng độc lập là xi lanh phanh chính với kết cấu hai buồng công tác độc lập.

=> Vì vậy, em chọn hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng.

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH THIẾT KẾ

2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thiết kế

2.1.1 Sơ đồ bố trí chung trên xe

Sơ đồ hệ thống phanh chính trên xe thiết kế như hình 2.1.

2.1.2. Nguyên lý làm việc

Khi không phanh: lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ trên đường ống.

Khi người lái tác dụng vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào pittông nằm trong xilanh, ép dầu trong xilanh đi đến các đường ống dẫn. Chất lỏng với áp suất cao (khoảng 5-8 Mpa) sẽ tác dụng vào các pittông ở xilanh bánh xe và pittông ở cụm má phanh. Hai pittông này thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh thực hiện phanh, hay ép sát má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.

2.2. Kết cấu hệ thống phanh thiết kế.

2.2.1. Kết cấu cơ cấu phanh

2.2.1.1. Cơ cấu phanh trước

a) Kết cấu và nguyên lý làm việc

Cơ cấu phanh trước là cơ cấu phanh đĩa có xi lanh đặt 1 phía và giá xi lanh di động, được trình bày trên hình 2.2.

* Kết cấu:

- Má kẹp: Được đúc bằng gang rèn.

- Xilanh thuỷ lực: Được đúc bằng hơp kim nhôm. Để tăng tính chống mòn và giảm ma sát, bề mặt làm việc của xilanh được mạ một lớp crôm. Khi xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh. Một trong các biện pháp để giảm nhiệt độ dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với má phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim.

b) Kết cấu của cơ cấu phanh:

* Kết cấu đĩa phanh:

Đĩa phanh là bộ phận được gắn trực tiếp ngay trên cụm moay-ơ của bánh xe và quay cùng bánh xe. Đĩa phanh có hai bề mặt làm việc được mài phẳng với độ bóng cao. Tiết diện của đĩa có dạng gấp nhằm tạo nên đường truyền nhiệt gẫy khúc, tránh làm hỏng mỡ bôi trơn ổ bi moay ơ do nhiệt độ.

* Kết cấu má phanh:

Má phanh: Hầu hết các má phanh có lưng đỡ là một tấm đệm phẳng bằng kim loại. Các má phanh phía trong của loại di động thường được thiết kế để giảm khe hở giữa các mặt tiếp giáp. Khe hở chỉ vừa đủ cho sự chuyển động khi phanh hoặc nhả.

* Kết cấu cụm pittong cuppen:

Piston: Làm từ vật liệu chịu nhiệt và chịu mài mòn như nhôm hoặc thép. Piston tiếp xúc trực tiếp với dầu phanh để dịch chuyển khi áp suất tăng.

Cuppen (Vòng đệm cao su): Cuppen có hai nhiệm vụ chính làm kín giữa piston và thân xi lanh, ngăn dầu phanh rò rỉ và hỗ trợ piston tự động rút về khi nhả phanh nhờ tính đàn hồi.

Cuppen thường được làm từ vật liệu cao su chịu dầu và chịu nhiệt tốt như EPDM.

+) Nguyên lý làm việc:

Khi áp suất dầu tăng, piston được đẩy ra ngoài và ép má phanh vào đĩa phanh. Khi lực phanh giảm, cuppen đàn hồi giúp piston rút nhẹ về vị trí ban đầu, đảm bảo má phanh không ma sát liên tục với đĩa phanh.

2.2.1.2. Cơ cấu phanh sau

a) Kết cấu và nguyên lý làm việc

Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh tang trống có guốc phanh đối xứng qua trục, được trình bày trên hình 2.6.

+) Qua hình ta thấy:

- Guốc phanh: Được chế tạo bằng thép, có hai guốc là loại chốt tựa cùng phía đầu trên dựa vào cơ cấu nhả, đầu dưới dựa vào cơ cấu điều chỉnh, trên mặt có gia công các lỗ để gá lò xo hồi vị của guốc phanh và cơ cấu điều chỉnh.

- Má phanh: Có độ cong theo độ cong của guốc phanh. Được chế tạo bằng vật liệu ma sát. Má phanh được gắn với guốc phanh bằng một loại keo đặc biệt.

- Mâm phanh: Được thiết kế chế tạo để gắn cụm phanh, mâm phanh được gắn bằng bu lông vào trục bánh sau. Trên mâm phanh có các lỗ, vấu lồi để gắn xilanh thủy lực, lò xo giữ guốc phanh và cáp phanh tay.

- Tang phanh: được đúc bằng gang, dạng tang trống (được gọi là phanh tang trống), bề mặt trong có hệ số ma sát cao và có khả năng thoát nhiệt tốt. Tang phanh có lỗ để lồng qua đầu trục và lỗ để bắt với moay ơ bánh xe. Trên tang phanh có các gờ để tăng độ cứng vững và khả năng thoát nhiệt.

* Nguyên lý hoạt động:

Khi người lái xe đạp bàn đạp phanh, thông qua cơ cấu dẫn động, đầu của guốc phanh tì vào xilanh phanh chuyển động gần về phía tang phanh. Khi các bề mặt tấm ma sát của guốc phanh sát vào mặt của tang phanh, lực ma sát suất hiện. Nếu bánh xe chuyển động thì lực ma sát này sinh ra mô men chống lại chiều chuyển động của bánh xe, như vậy quá trình phanh thực hiện.

b) Kết cấu của cơ cấu phanh

* Kết cấu tang trống

Trống phanh: Là một bộ phận hình trụ rỗng, gắn với trục bánh xe và quay cùng bánh xe. Khi phanh được kích hoạt, guốc phanh ép vào mặt trong của trống phanh, tạo ra ma sát để giảm tốc độ hoặc dừng xe.

* Kết cấu cụm xi lanh phanh bánh xe:

Là một thiết bị thủy lực chứa piston và cuppen.

Xi lanh bánh xe được bắt bằng bulông vào đĩa đỡ phanh (đĩa đỡ phanh là chi tiết không quay của phanh trống).

2.2.2. Kết cấu dẫn động phanh

2.2.2.1. Kết cấu của xilanh phanh chính

Kết cấu 1 loại xi lanh chính 2 dòng độc lập với tác động của 2 piston xi lanh lực như thể hiện trên hình 2.11.

* Kết cấu:

- Xilanh phanh chính là xilanh kép (Tổng phanh), tức là trong xilanh phanh có hai pít tông tương ứng với chúng là hai khoang chứa dầu riêng biệt.

- Thân xilanh được đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ bù, lỗ thông qua, đồng thời đây cũng là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác.

- Pít tông: Mỗi buồng của xilanh chính có một pít tông và mỗi pít tông có một lò xo hồi vị riêng. Pít tông được chế tạo bằng nhôm đúc, phía đầu làm việc có gờ cố định gioăng làm kín, trên mỗi pít tông có khoan lỗ và có khoang chứa dầu để bù dầu trong hành trình trả. Phía đuôi của pít tông khoang thứ nhất có hốc để chứa đầu cần đẩy.

* Kết cấu của xi lanh chính:

- Kết cấu đảm bảo áp suất dư trong hệ thống chống lọt khí:

Cụm van đẩy nhanh hồi chậm chỉ có ở cơ cấu phanh sau bao gồm 2 van một chiều đặt ngược nhau. Chiều từ xi lanh chính đi ra thì nó là van lớn để khi đẩy dầu có áp suất cao đi từ trong ra để thực hiện quá trình phanh điều các xi lanh phanh sau để nó được đẩy nhanh hết sức có thể để giảm thời gian chậm tác dụng. 

- Kết cấu bù dầu (tạm thời):

Bao gồm một bộ phận bù dầu, thường là một van hoặc bể chứa nhỏ nằm trong hoặc gần xi lanh chính. Khi lượng dầu trong hệ thống phanh giảm xuống dưới mức cần thiết, bộ phận bù dầu sẽ tự động cung cấp một lượng dầu phanh bổ sung vào hệ thống.

- Kết cấu đảm bảo an toàn khi một dòng bị hư hỏng:

Hệ thống phanh có hai mạch độc lập (mạch trái và mạch phải) giúp duy trì an toàn nếu một trong các mạch bị hư hỏng. Khi một trong các mạch gặp sự cố (ví dụ, rò rỉ dầu phanh), mạch còn lại vẫn hoạt động bình thường, đảm bảo phanh không bị mất hoàn toàn, giúp xe dừng lại an toàn. Dù hiệu suất phanh có thể giảm xuống (vì chỉ còn một mạch hoạt động).

* Hoạt động:

Khi đạp bàn đạp phanh, lực đạp truyền qua cần đẩy vào xilanh chính để đẩy pittông trong xilanh này. Lực của áp suất thủy lực bên trong xilanh chính được truyền qua các đường ống dầu phanh đến từng xilanh phanh.

2.2.2.2. Kết cấu của trợ lực phanh

a) Phân tích phương án trợ lực chân không

Hiện nay trên ô tô hiện đại nhằm mục đích cải tiến các hệ thống giảm cường độ lao động cho người lái, để người lái ít mắc những sai sót kỹ thuật khi xử lý, nâng cao an toàn khi chuyển động, ít xảy ra tai nạn giao thông như thiết kế cường hoá lái, cường hoá phanh, bộ chống hãm cứng bánh xe... 

b) Kết cấu bộ trợ lực chân không

* Kết cấu:

Kết cấu bộ trợ lực kiểu chân không như hình 2.16.

* Nguyên lý làm việc

Trạng thái phanh được biểu diễn trên hình 2.17.

+) Trạng thái không đạp phanh (hình 2.17a):

Van nối 7 được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí 13, van điều khiển 9 bị đẩy sang trái bởi van điều khiển 13 do đó van khí 7 sẽ tiếp xúc với van điều khiển 9 vì vậy khí từ bên ngoài qua lọc khí và bị chặn lại không vào được buồng thay đổi áp suất D. 

+) Trạng thái đạp phanh (hình 2.17b):

Khi đạp phanh cần điều khiển van đẩy van khí 7 dịch chuyển sang trái, van điều khiển 9 bị ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển 13 và ép sát dần vào đến khi tiếp xúc với van chân không. Vì vậy đường thông giữa hai khoang A và D được đóng lại. Khi van khí 7 dịch chuyển sang trái nó sẽ tách ra khỏi van điều khiển 9 do đó sẽ mở đường thông khí trời với buồng áp suất thay đổi D. 

+) Trạng thái giữ chân phanh (hình 2.17c):

Nếu đạp phanh và dừng bàn đạp ở vị trí trung gian nào đó thì cần điều khiển van và van khí 7 sẽ dừng lại ty đẩy tiến thêm một chút nữa do tác dụng của sự chênh áp, van điều khiển áp sát van khí.

+) Trạng thái trợ lực tối đa:

Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí sẽ tách hoàn toàn ra khỏi van điều khiển. 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. 

+) Khi không có chân không:

Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ không có sự chênh áp giữ buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A (cả hai buồng đều điền đầy không khí).

Momen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Xét sơ đồ một ô tô đang phanh trên đường. Xe chịu các lực: trọng lượng G; phản lực mặt đường lên các bánh xe trước và sau Z₁. Z₂; lực quán tính P_j (xe đang phanh có gia tốc chậm dần). Bỏ qua lực cản lăn P_f và lực cản không khí P_ư.

G: Trọng lượng của ôtô khi đầy tải G = 29000 N

L: Chiều dài cơ sở của ôtô L  = 3 (m).

a: Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trước: a = 1,8 (m)

b:  Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu sau: b = 1,2 (m)

hg: Chiều cao trọng tâm xe: h_g = 0,89 (m)

J_max: Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh:J_max = 7,4 (m/s²)

g: Gia tốc trọng trường: g = 9,81 (m/s²)

r_bx : Bán kính lăn của bánh xe ta có :

Với: B : Bề rộng của lốp đơn vị (mm). Với xe tham khảo dùng loại lốp 245/65R17 ta có B = 245 (mm), H/B = 0,65 => H = 159,25(mm)

d : Đường kính vành bánh xe đơn vị (insơ), d =17 (insơ) = 17.25,4 = 431,8(mm)

r_bx = (H+d/2)⋅λ = 349,63(mm) = 0,35(m)

Thay các giá trị vào (1), (2) ta được :

Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trước là :

M_PT = 29000/2.3 (1,2+7,4.0,89/9,81)0,75.0,35=2374 (N.m)

Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh sau là:

M_Ps = 29000/2.3 (1,8-7,4.0,89/9,81)0,75.0,35=1432 (N.m)

3.1.2. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh trước

a) Tính đường kính xi lanh

m : Số đôi bề mặt má phanh. Chọn m = 2.

Q : Lực ép má phanh vào đĩa phanh.

R_tb: Bán kính đặt lực:   R_tb =(R₁+R₂)/2

Theo xe tham khảo, ta có: 

R_tb = (R₁+R₂)/2 = (95+150)/2≈123 (mm)

Q=M_pt/(m.μ.R_tb )=2374/2.0,3.0,123=32168 (N)

3.1.3. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh sau

a) Xác định gócvà bán kính (r) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

β₁: Góc tính từ tâm chốt quay guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát;

β₀: Góc ôm của tấm ma sát; β₂ = β₁ + β₀

Theo tài liệu đường kính tang trống nằm trong khoảng

d_t = (0,8÷0,9)⋅r_bx= (0,8÷0,9)⋅0,35=0,28÷0,315 (m)

=> Chọn d_t =280(mm)

Bán kính tang trống phanh r_t = 0,14 (m)

*) Má trước:

Thay số được: ρ_t'= 162,8 (mm)

*) Má sau:

Thay số được: ρ_t'= 156,78 (mm)

*) Xác định góc ở các cơ cấu phanh:

Khi đã chọn trước thông các số kết cấu (β₁, β₂, β₀, r₁) chúng ta tính được góc và bán kính ρ. Do đó ta xác định được hướng và điểm đặt lực N₁ (lực N₁ hướng vào tâm O).

Gọi R là lực tổng hợp của hai lực N và T.

Với: μ :Hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống, thường μ = 0,3. Như thế là chúng ta đã xác định được góc φ = 16,7⁰, nghĩa là xác định được hướng của R₁. Góc φ má phanh trước và má phanh sau đều bằng nhau vì có cùng hệ số ma sát như nhau.

b) Xác định bán kính r₀:

- Đối với má trước:

Thay số ta được: r₀ ' = 46,8 (mm)

- Đối với má sau:

Thay số ta được: r_0 ^'' = 45 (mm)

* Xây dựng họa đồ lực phanh:

Phanh dẫn động bằng thủy lực với một xi lanh công tác chung cho cả hai piston dẫn động các guốc phanh trước và sau thì các lực tác động bằng nhau:

P_t = P_s = P

Họa đồ được xây dựng cho từng guốc phanh:

- Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh và vẽ sơ đồ theo đúng tỉ lệ, vẽ các lực P;

- Tính góc δ và bán kính ρ, từ đó xác định điểm đặt của lực R;

- Vì vậy 3 lực này phải tạo thành 1 tam giác khép kín. Tức là, nếu kéo dài 3 lực này thì chúng phải cắt nhau tại 1 điểm, đó chính là các điểm O^’ và O^’’. Để xác định phương của các lực U chỉ cần nối O^’ với O₁ và O^’’ với O₂.

- Trên hình vẽ, lấy 2 đoạn P bằng nhau đặt song song ngược chiều. Từ các lực P này dựng các tam giác lực cho các guốc phanh bằng cách vẽ các đường song song với các lực R và U đã có trên họa đồ;

Từ họa đồ lực phanh ta đo được:

P = 134 (mm) ; U’= 307,5 (mm) ; U’’= 95,5 (mm).

Ta tính được các lực còn lại:

P   = 134 × 38,14  = 5110 (N)

U’ = 307,5 ×38,14= 11728 (N)

U’’= 95,5 × 38,14 = 3642 (N)

3.1.4. Xác định các kích thước má phanh

Kích thước má phanh được chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng, áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của cơ cấu phanh.

Đối với cơ cấu phanh guốc:

Chiều rộng má phanh b. Chọn b= 50 mm

Bán kính tang trống là 140 mm

Diện tích một má trước:  F^' = 0,0146(m² )

Diện tích má sau: F''= 0,0122(m² )

a) Xác định công ma sát riêng:

Nếu ta phanh ô tô đang chuyển động với vận tốc V₀ cho tới khi dừng hẳn (tức là khi v=0) thì toàn bộ động năng của ô tô có thể được coi là đã chuyển thành công ma sát tại các cơ cấu phanh:

G: Trọng lượng ôtô khi đầy tải G=29000(N).

g: Gia tốc trọng trường g= 9,81 (m/s²).

* Đối với cơ cấu phanh trước: F_Σ1 =  0,028(m²)

* Đối với cơ cấu phanh cầu sau: F_Σ2 =,0536 (m²)

Do đó diện tích toàn bộ các má phanh là: F_Σ = 0,0816(m²)

Vậy công ma sát riêng : L = 3,5.10⁶ (J/m²)

Vậy công ma sát riêng nằm trong giới hạn cho phép

L≤ [L]=  (4 ÷ 10).10⁶ (J/m²)

b) Tính áp suất trên bề mặt má phanh

- Với cơ cấu phanh sau:

Áp suất trên bề mặt má phanh được giới hạn bởi sức bền của vật liệu do mỗi loại vật liệu chỉ chịu được một áp lực nhất định. 

Thay số được: q = 1,241053 (Mn/m²).

Vậy áp suất trên bề mặt má phanh nằm trong giới hạn cho phép.

- Với cơ cấu phanh trước:

Áp suất trên bề mặt ma sát chính bằng lực ép ép má phanh vào với đĩa phanh chia cho diện tích má phanh.

Lực ép má phanh là: Q₁ = 16084 (N)

Diện tích 1 má phanh sẽ là: F = 14.10^-3 (m² )

Vậy ta có áp suất tác dụng lên má phanh là: q = 1,5 (MPa).

Thỏa mãn q ≤ [q] = 1,5÷2,0 (Mpa)

Áp suất giới hạn cho phép đối với má phanh xe con là [P] =1,5(MN/ m²)

c) Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh

Sự tăng nhiệt ở trống phanh khi phanh với V₁ =30km/h, V₂= 0 không quá 15⁰.

Trong đó:

t: Độ gia tăng nhiệt độ.

G: Trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải G=29000 N

g: Gia tốc trọng trường g=9,81 m/s²

c: Nhiệt dung riêng của trống phanh làm bằng gang c=500 J/kg.đ ộ

m_t: Khối lượng trống phanh.

Thay số được: m_t ≥13,68 (kg)

Trên thực tế khối lượng các đĩa phanh và các chi tiết bị nung nóng lớn hơn 13,68 (kg) do đó cơ cấu phanh đảm bảo thoát nhiệt tốt.

3.1.5. Tính bền một số chi tiết trong cơ cấu phanh

a) Tính bền trống phanh:

b : Ciều rộng má phanh, b = 50 (mm) = 0,05 (m)

r_t :  Bán kính trống phanh, r_t = 140 (mm) = 0,14 (m)

a’: Bán kính trong của trống, a’ = 130 (mm) = 13 (cm)

b’:  Bán kính ngoài của trống, b’ = 150 (mm) =15 (cm)

Thay số lần lượt được:

σ_n ≈ 11,22 (MN/m² )

σ_t ≈-1,595(MN/m² )

Ta có ứng suất tương đương bằng: σ_td ≈ 11,66 (MN/m² )

Để đảm bảo an toàn ta lấy thêm hệ số an toàn n = 1,5:

=> σ_td =1,5.11,66=17,49(MN/m² )

Trống phanh được làm bằng gang CX18-36 có  [σ]=180(MN/m²).

So sánh thấy do đó trống phanh đủ bền.

b) Tính toán guốc phanh

* Tính kích thước đến trọng tâm G:

Guốc phanh thường được làm theo hình chữ T. Ta tính bền cho guốc phanh chịu momen lớn nhất theo tính toán ở trên ta có guốc trước cơ cấu phanh sau chịu momen lớn hơn.

a = 50 mm; b = 6 mm; c = 10 mm; d = 30 mm.

F₁ : diện tích phần trên chữ T: F₁ = a.b = 50.6 = 300 (mm²).

F₂  : Diện tích phần dưới chữ T: F₂ = c.d = 10.30 = 300 (mm²).

Guốc phanh được làm bằng thép C40 và được làm theo hình chữ T

Do đó: y_c1 = 9 (mm).

=> Y_c2=Y₂ - Y_c1 = 18 – 9= 9 (mm).

Tính bán kính đường trung hòa:

R’₁ : Bán kính trọng tâm của phần diện tích trên, tính đến tâm tang trống,

R’₁ = R_tangtrống -d_máphanh -b/2 = 120 - 4,5 - 6/2 = 112,5 (mm).

R’₂ : Bán kính trọng tâm của phần diện tích dưới, tính đến tâm tang trống,

Thay số được: R_th =1 17 (mm)

Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh:

R_G= R’₂+Y_c2 = R’₁ - Y_c1 = 94,5 + 9 = 103,5 (mm).

b) Kiểm tra bền guốc phanh:

* Xét sự cân bằng đoạn trên:

Sự cân bằng đoạn trên ta có

N_Z1 + Pcos(φ + γ) = 0

Q_Y1 + Psin(φ + γ) = 0

M_U1 + P[a - R_tcos(φ + γ)] = 0

Xét sự cân bằng tại điểm A: γ = 0º, φ’ = 10º

N_Z1 + Pcosφ’ = 0 Þ N_Z1 = - 5110.cos10º = - 5032 (N);

Q_Y1 + Psinφ’ = 0 Þ Q_Y1 = - 5110.sin10º ≈ - 887,3 (N);

M_U1  = 0.

Xét sự cân bằng tại điểm B:

φ = 10º, γ= 71º

N_Z1 + Pcos(φ + γ) = 0 Þ N_Z1 = - 5110.cos(10º+71º) ≈ - 799  (N);

Q_Y1 + Psin(φ + γ) = 0 Þ N_Z1 = - 5110.sin(10º+71º) ≈ - 5047  (N);

M_U1 = - P[a - R_tcos(φ + γ)] = - 5110 [96 – 140cos(10º+71º)]10^-3  ≈ - 378,6 (Nm).

Sau khi tính được các giá trị trên ta lập bảng 3.

* Xét sự cân bằng cho đoạn dưới :

Sự cân bằng cho đoạn dưới ta có:

N_Z2 + U_1Ysinβ + U_1Xcosβ=0

Q_Y2 + U_1Ycosβ- U_1Xsinβ=0

Trong đó:

U_1Y = U’.sin12⁰  = 11728. sin12⁰ ≈ 2438  (N).

U_1X = U’.cos12⁰ = 11728. cos12⁰ ≈ 11471  (N).

Tại điểm B:

N_Z2 = - 11471.cos81,35º - 2438sin81,35º ≈ - 4135,5 (N).

Q_Y2 =  11471sin81,35º - 2438cos81,35º ≈ - 685 (N).

M_U2  ≈ -565 (Nm).

Tại điểm C: β = 0º ; C = 0

N_Z2 =-11471(N)

Q_Y2 =2438(N)

M_U2 = 0

Căn cứ vào các bảng trên ta vẽ được biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh và đi tính bền.

Tại điểm B có các giá trị là lớn nhất, ta xét tại điểm này. Xác định ứng suất tại 3 điểm 1, 2, 3 trên tiết diện hình chữ T của guốc phanh.

Các số liệu tại điểm B:

N_Z2 = - 4135,5 (N) ; Q_Y2 = - 685 (N) ; M_U2 = -565 (Nm).

* Xét tại điểm (2):

Điểm có khả năng gãy nhiều nhất:

R₂ = R_ttrống –d_m.phanh – b = 130 - 4,5 – 4 = 121.5 (mm) = 12,15 (cm).

Ứng suất do Q_Y2 và M_U gây ra :

F : Diện tích của tiết diện tính toán:

F = F₁ + F₂ = 200 + 160 = 360 (mm²) = 3,6 (cm²).

R_th: Bán kính đường trung hòa, R_th = 11,7 (cm).

R_i: Bán kính tại điểm đang xét, R_i = R₂ = 12,15 (cm).

Các ký hiệu xem trên hình vẽ guốc phanh hình chữ T:

J_x =  90040 (mm⁴) =9,004(cm²)

y_max : Khoảng cách từ điểm xa nhất đến đường trung hoà .

=> y_max = R_th- R₃ = 117 – 81,5 = 35,5 (mm) = 3,55 (cm) .

*  Xét tại điểm (1):

R₁= 129,5 (mm) = 12,95 (cm).

Ứng suất do Q_Y2 và M_U gây ra được tính toán:

Thay số được: s = 324,56 (N/cm²)

* Xét tại điểm (3):

R₃ = 81,5 (mm) = 8,15 (cm).

Ứng  suất do Q_Y2 và M_U gây ra được tính toán:

Thay số được: s = 3296,8 (N/cm²)

Tiết diện ngang của guốc phanh hình chữ T nên tại điểm (1) và (3) có

dF = 0 do đó S_X=0.

Tại điểm (1) và (3) có S_X = 0 do đó τ = 0.

3.4.4.3. Tính bền đường ống dẫn động phanh

Đường ống dẫn động phanh chịu áp suất khá lớn tới 100 (kG/cm²).

Khí tính có thể coi đường ống dẫn dầu là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài khá lớn.

Vậy ta có:  δ_Ʃ = 469,6 (kg/cm²)

Đường ống làm bằng hợp kim đồng có [δ] = 2600 (kG/cm²).

So sánh thấy δ_Ʃ < [δ] => đường ống dẫn động đủ bền

3.5. Tính toán, thiết kế hệ thống dẫn động hệ thống phanh.

* Sơ đồ dẫn động phanh:

Sơ đồ nguyên lý hệ thống dẫn động phanh thủy như hình 3.3.

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.

3.5.1. Đường kính xi lanh công tác

Đường kính xi lanh công tác của bánh sau d được tính trên cơ sở lực P đã được xác định khi xây dựng họa đồ lực phanh:

Với:

P : Lực ép của xi lanh phanh lên guốc phanh, P =5110 (N).

p_i : Áp suất dầu làm việc trong hệ thống phanh, chọn p_i = 7 (MPa);

Thay số được: d ≈ 0,030(m). Chọn d=30 mm.

3.5.3. Hành trình làm việc của các pistông trong các xi lanh

Hành trình làm việc của pistông trong các xi lanh ở các cơ cấu phanh sau (x₂) :

Thay số được: x₂= 5 (mm).

Cơ cấu phanh trước là phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh nhỏ nên chọn x₁= 1 (mm).

Hành trình toàn bộ của bàn đạp đối với dẫn động phanh bằng chất lỏng được tính trên cơ sở bỏ qua biến dạng đàn hồi của dẫn động chất lỏng và trên cơ sở tính thể tích chất lỏng cần ép ra khỏi xilanh chính.

Đối với ôtô có cơ cấu phanh đặt ở tất cả các bánh xe, hành trình bàn đạp được tính:

Thay số được: S_bđ = 78,38 (mm)

Vậy S_bđ < [S_bđ] =150(mm).

3.5.4. Thiết kế trợ lực phanh

3.5.4.1. Thiết kế bộ cường hóa chân không

Sơ đồ bộ trợ lực chân không như hình dưới.

Q_bđ : Lực do người lái sinh ra tại bàn đap. Chọn Q_bđ = 300 (N)

D : Đường kính xilanh chính. D = 26 (mm)

p_i : Áp suất dầu sinh ra trong hệ thống. p_i = 7 (Mpa)

l, l’ : Kích thước các đòn của bàn đạp phanh.

Khi có  bộ trợ lực ta chọn lực bàn đạp cực đại của người lái 30 (KG). Kết hợp với lực của bộ trợ lực sinh ra trên hệ thống phanh tạo ra áp suất cực đại ứng với trường hợp phanh gấp vào 7 (Mpa).

Do đó áp suất dầu do người lái sinh ra là: p_i = 31,12 (N/mm²)

Áp suất do bộ cường hóa sinh ra là: p_c = 3,88(N/mm²)

Hệ số cường hoá: K_c= 2,24

3.5.4.4. Tính lò xo bộ cường hóa

a) Đường kính dây lo xo:

P_lx: Lực ép lò xo. P_lx= 3 (KG)

k: Hệ số tập chung ứng suất. k = 1,11

Vậy ta có: d ³ 0, 24 (cm). Do đó chọn d = 3 (mm).

c) Tính số vòng toàn bộ của lò xo:

Thay số được: n = 6 (vòng).

e) Chiều dài toàn bộ của lò xo:

Thay số được: H₀ = 84 (mm).

f) Tính bền lò xo côn:

Thay số được: τ = 3255,5 (KG/cm²)

Do  τ < [τ_c] = 6000 (KG/cm²) => nên lò xo đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

CHƯƠNG IV: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, BẢO DƯỠNG, CHUẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH

4.1. Những lưu ý khi sử dụng

Khi kiểm tra hệ thống phanh, cần chú ý những yêu cầu chung đối với hệ thống phanh như sau:

- Trong quá trình sử dụng, không được thay đổi kết cấu của hệ thống phanh nếu không được cơ quan có thẩm quyền cho phép.

- Trong quá trình sử dụng, khi có chi tiết bị hư hỏng phải thay thế bằng các chi tiết tương tự do nhà máy chế tạo ô tô đó sản xuất hoặc do cơ sở chế tạo được cơ quan có thẩm quyền cho phép, không được thay thế bằng các chi tiết chế tạo tùy tiện.

4.2. Hướng dẫn bảo dưỡng kỹ thuật

Thường xuyên theo dõi sự làm việc của hệ thống phanh chân, đồng thời tiến hành điều chỉnh và khắc phục các hư hỏng. Định kì kiểm tra mức dầu phanh trong các bình dầu của xilanh chính và khi cần thiết phải nạp bổ sung cho đủ mức. Mức dầu phanh trong bình được kiểm tra theo vạch dấu trên vỏ bình. Khi nắp mở và nếu các má phanh của cơ cấu phanh còn mới, mức dầu phanh phải đặt ở dấu ‘‘MAX’’. Nếu các đường ống dẫn tốt, mà mức dầu phanh bị tụt thì do các má phanh mòn. Mức dầu phanh cho phép hạ đến dấu ‘‘MIN’’. 

Bảo dưỡng sau chạy rà (1000 km):

- Nâng xe kiểm tra, xiết chặt gầm, cân lực ốc các bánh xe.

Bảo dưỡng cấp nhỏ (5000 km):

- Nâng xe kiểm tra, xiết chặt gầm, cân lực ốc các bánh xe.

Bảo dưỡng cấp trung bình lớn (20.000 km):

- Cân bằng động 4 bánh xe.

- Kiểm tra, bổ sung dầu trợ lực, dầu phanh.

- Bảo dưỡng phanh 04 bánh xe.

- Đảo Lốp.

Bảo dưỡng cấp lớn (40.000 Km):

- Thay dầu phanh, dầu côn (nếu là số MT), dầu trợ lực lái.

- Cân bằng động 4 bánh xe.

- Bảo dưỡng hệ thống phanh 04 bánh xe.

- Đảo lốp.

4.3. Hướng dẫn chẩn đoán và sửa chữa những hư hỏng thường gặp

Chẩn đoán kỹ thuật dựa trên hệ thống các quy luật, các tiêu chuẩn đặc trưng cho trạng thái kỹ thuật tốt, xấu của ô tô. Khi chẩn đoán kỹ thuật do không tháo chi tiết nên không thể trực tiếp phát hiện hư hỏng mà phải thông qua các triệu chứng dể biểu hiện gián tiếp những hư hỏng ở bên trong. Thí dụ như: Để đánh giá tình trạng kỹ thuật của hệ thống phanh người ta đo lực phanh ở các bánh xe hay (quãng đường phanh…)

a) Phanh không ăn

* Không khí lọt vào phần dẫn động thủy lực

- Nguyên nhân:

+ Do mức dầu trong xi lanh chính giảm.

+ Do hệ thống không kín bị rò rỉ dầu phanh.

*  Khe hở giữa má phanh và tang phanh lớn

- Nguyên nhân:

+ Khe hở tăng lên do quá trình mài mòn tự nhiên.

- Biện pháp khắc phục:

+ Hệ thống phanh chân được điều chỉnh theo mức độ mòn của guốc phanh bằng cách xoay cam lệch tâm 2 để giảm khe hở giữa guốc phanh – tang trống.

+ Dùng cờ lê quay cam lệch tâm điều chỉnh cho guốc phanh ra đến khi chặt tay, quay cam lệch tâm phải (hướng mâm phanh) theo chiều kim đồng hồ, cam lệch tâm trái - ngược chiều kim đồng hồ.

b) Phanh ăn đột ngột

- Nguyên nhân:

+ Lò xo kéo guốc phanh bị gãy.

+ Má phanh bị gãy.

+ Do má phanh mòn quá giới hạn cho phép.

d) Phanh ăn lệch, hay không tác dụng ở một bánh xe

- Nguyên nhân

+ Pittông của một bánh xe bị lệch.

+ Má phanh và tang phanh bị mòn.

+ Điều chỉnh sai khe hở giữa má phanh và tang phanh của các bánh xe.

- Biện pháp khắc phục:

Kiểm tra điều chỉnh lại pittông xilanh bánh xe, kiểm tra thay thế má phanh và tang phanh nếu không đảm bảo tiêu chuẩn. Kiểm tra điều chỉnh lại khe hở giữa má phanh và tang phanh theo đúng quy định.

4.4. Hướng dẫn tháo lắp hệ thống phanh

* 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:

- Bước 1: Kích xe, dùng khóa 21 tháo các bulong cố định bánh xe.

- Bước 2: Sử dụng khóa 14 mở bulong cố định cụm phanh.

- Bước 3: Lấy má phanh ra chà láng, làm sạch bụi bẩn bằng dung dịch vệ sinh phanh và sử dụng dụng cụ đo để kiểm tra độ mòn của má phanh.

Trong quá trình tháo cơ cấu phanh cần kiểm tra kỹ các chụp bụi (12), phốt piston (15) xem chúng có bị rách hay có dấu hiệu hư hỏng, nếu có thì cần phải thay mới, tránh trường hợp các chất bẩn và nước lọt vào làm kẹt và rỉ sét các chốt và gây hư hại cho piston.

Trước khi tháo hệ thống dẫn động phanh sau, cần dùng tuýp 21 mở các bulong cố định bánh xe với may ơ bánh xe:

- Bước 1: Dùng búa gõ vào trống phanh, điều này giúp việc tháo gỡ trống phanh ra khỏi cụm phanh dễ hơn, vì trong quá trình sử dụng xe lâu ngày tại các vị trí tiếp xúc bị oxy hóa và xít chặt.

- Bước 2: Lắc lấy trống phanh, dùng giấy nhám hoặc thiết bị chà láng bên trong trống phanh, đảm bảo bên trong được làm sạch. Kiểm tra tình trạng thực tế của trống phanh.

- Bước 5: Sau khi tháo các chi tiết trong cụm phanh, đặt vào các khay đựng riêng biệt. Dùng tuýp 12 tháo 4 bulong cố định bệ giữ (18).

- Bước 6: Các vị trí được đánh dấu mũi tên là những vị trí tra dầu bôi trơn, loại AKB 100 hoặc loại tương tự.

* 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 xi 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. Lưu ý, lực siết các bulong cần đúng theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất và của hãng đề ra (Hình 4.5) và (Hình 4.6), đối với hệ thống phanh sau cần tra thêm chất bôi trơn vào các vị trí mũi tên, nhằm giúp các chi tiết hoạt động trơn mượt hơn.

+) Tháo lắp xilanh chính và trợ lực chính:

Để tháo xi lanh chính và trợ lực ta tháo ống dầu phanh ra trước sau đó tháo bu lông hãm giữa xi lanh chính và trợ lực. Khi đã tách xi lanh chính ra khỏi trợ lực ta tiến hành tháo piston xi lanh chính ra khỏi xi lanh. Khi lắp xi lanh chính cần bôi mỡ vào các bề mặt chi tiết cần thiết sau đó mới lắp.

Trong quá trình lắp pít tông vào xi lanh chính cần điều chỉnh lại chiều dài của cần đẩy trợ lực. Công việc này được tiến hành bằng dụng cụ chuyên dụng:

4.4.1. Xả khí ra khỏi mạch dầu

Mạch dầu của hệ thống phanh phải không được có khí. Nếu khí lọt vào hệ thống, áp suất từ xi lanh chính sẽ không được truyền tới xi lanh bánh xe do nó chỉ ding để nén khí mà thôi.

* Xả khí ra khỏi xi lanh 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:

- Châm dầu phanh cho bình chứa

- Đạp bàn đạp phanh chạm và giữ nó ở vị trí dưới cùng.

- Bịt nút cửa ra của xylanh phanh chính bằng ngón tay.

* Xả khí ra khỏi mạch dầu:

- Bước 1: Lắp dụng cụ chuyên Xả gió dầu phanh (Hình 4.8.A).

- Bước 2: Thực hiện xả gió theo thứ tự trong (Hình 4.8.B).

4.4.2. Kiểm tra hoạt động của trợ lực phanh

* Kiểm tra hoạt động của trợ lực:

Để xả chân không bên trong trợ lực, đạp phanh vài lần khi động cơ tắt.

Đạp phanh và giữ lực đạp không đổi.

KẾT LUẬN

Trong thời gian em được giao nhiệm vụ: “Thiết kế hệ thống phanh trên cơ sở ô tô Mitsubishi Triton Blackline GLS 2018” gồm có: thiết kế cơ cấu phanh, dẫn động phanh, trợ lực phanh… em đã cố gắng s­ưu tầm tài liệu và vận dụng kiến thức đã được học tập để hoàn thành nhiệm vụ được giao.

Qua tính toán thấy rằng các cụm thiết kế đều đảm bảo về thông số làm việc và đủ bền.

Trong quá trình làm đồ án, chúng 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.

Mặc dù bản thân em đã cố gắng rất nhiều và nhận được sự hướng dẫn tận tình từ phía giáo viên hướng dẫn nhưng do có một số hạn chế về thời gian cũng như kiến thức nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đ­ược những ý kiến đóng góp, bổ sung của các thầy trong bộ môn để đề tài của em được hoàn thiện hơn.

Một lần nữa em xin chân thàng cảm ơn sự hướng dẫn Thầy: TS……………., chỉ bảo tận tình của thầy: TS……………. cùng các thầy trong môn ôtô đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Thái Bạch Liên và các tác giả (1984), Kết cấu và tính toán ô tô, Nhà Xuất bản Giao thông Vận tải, Hà Nội.

[2]. Cao Trọng Hiền, Đào Mạnh Hùng (2010), Lý thuyết ô tô, Đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội.

[3]. Nguyễn Hùng Mạnh, Trương Mạnh Hùng, Cấu tạo Ô tô (2020), giáo trình Nhà Xuất bản Giao thông Vận tải, Hà Nội.

[4]. Lưu Văn Tuấn (2020), Kết cấu ô tô, NXB Giáo dục Việt Nam, Hà nội.

[5]. Nguyễn Trọng Hoan (2019), Thiết kế tính toán ô tô, NXB Giáo dục Việt Nam, Hà nội.

[6]. Các tài liệu kỹ thuật về xe MITSUBISHI TRITON.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"