Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                                            Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                                                                                   Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                                                     …………….

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ

1.1. Công dụng

- Hệ thống phanh ô tô có tác dụng giảm tốc độ đến mức mà ta mong muốn  hoặc dừng hẳn

- Giữ xe đỗ ổn định trong một thời gian mà ta mong muốn, nhất là khi di  chuyển trên đường dốc.

- Khi kết hợp với hệ thống lái để quay xe (trên máy kéo hoặc một số xe  chuyên dụng).

- Từ những công dụng ở trên, hệ thống phanh là một hệ thống vô cùng quan trọng trên xe ô tô. Nó đảm bảo sự an toàn trong mọi chế độ làm việc ô tô máy kéo. Nhờ có hệ thống phanh mà ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, tăng tốc độ và năng suất vận chuyển mà vẫn an toàn cho người điều khiển và hành khách.

1.2. Phân loại

* Theo đặc điểm điều khiển:

- Phanh chính (phanh chân)

- Phanh phụ (phanh tay, phanh đỗ)

- Phanh phụ (phanh động cơ, thủy lực hoặc phanh điện từ)

* Theo dẫn động phanh:                                    

- Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí.

- Hệ thống phanh dầu

- Hệ thống phanh hơi

- Hệ thống phanh dầu trợ lực hơi hoặc chân không.

* Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh:

-  Hệ thống phanh được hoàn thiện để nâng cao khả năng điều khiển xe tránh chướng ngại vật khi người lái phanh đột ngột, và sẽ được trang bị bộ điều chỉnh lực phanh:

+ Bộ điều chỉnh lực phanh

+ Bộ chống bó cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS)

1.3 Yêu cầu kết cấu

* Hệ thống phanh ô tô cần đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

+ Cần đạt được hiệu quả phanh tối ưu nhất trên tất cả các bánh xe, cần đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm hoặc khẩn cấp.

+ Cùng với hiệu quả phanh cao, cần đảm bảo ổn định hướng khi phanh và phanh êm ái trong mọi trường hợp.

+ Đảm bảo điều khiển thuận tiện và dễ dàng, lực tác dụng lên bàn đạp phanh hoặc cần kéo phanh phù hợp với lực của người lái xe.

+ Muốn đảm bảo rằng việc phanh an toàn không bị trượt thì momen phanh phân   bố trên từng cầu phải phù hợp, tùy thuộc vào tốc độ phanh thì sự phân bố về trọng  tải trên từng cầu thay đổi khi có tác động của lực quán tính.

* Cấu tạo chung của hệ thống phanh:

Hệ thống phanh ô tô bao gồm 2 cơ cấu chính là: cơ cấu phanh và dẫn động phanh. Hiện nay, với những chiếc xe hiện đại, hệ thống phanh cũng được tăng cường, trang bị thêm các thiết bị giúp tối ưu hóa hiệu quả phanh.

Cơ cấu phanh: sử dụng chức năng của cơ cấu ma sát để tạo mô-men hãm phanh trên bánh xe ô tô khi chúng ta cần phanh, bộ phận này sẽ được bố trí gần các bánh xe.

1.4. Cơ cấu phanh

1.4.1. Cơ cấu phanh tang trống

Các bố phanh từ việc bố trí bên ngoài đã được sắp xếp đặt bên trong trống phanh. Cách sắp xếp này đã khắc phục được các khuyết điểm của cơ cấu phanh thế hệ trước.

- Đảm bảo được cách ly bề mặt ma sát với bụi bẩn, nước.

- Không ảnh hướng đến khoảng sáng gầm xe.

Khi người lái đạp phanh, dầu được truyền từ bình xi lanh chính đến xi lanh bánh xe. Sau khi truyền đầy dầu trong xi lanh bánh xe, thông qua piston, lò xò sẽ   đẩy hai guốc phanh sang hai bên. Lúc này, guốc phanh sẽ tiếp xúc bề mặt với trống phanh ở bên ngoài tạo ra ma sát giúp bánh xe giảm được tốc độ đến lúc dừng lại.

* Phân loại:

Phanh tang trống sẽ được phân bố theo phương pháp thiết kế và điều khiển các guốc  phanh theo các dạng sau:

- Guốc phanh đặt đối xứng qua đường tâm trục (a)

- Guốc phanh đặt đối xứng với tâm quay (b)

- Guốc phanh đặt bơi (c)

Những dạng cơ cấu này còn được phân biệt theo lực điều khiển guốc phanh từ    những hệ thống dẫn động khác nhau:

+ Hệ thống dẫn động khí nén: Dùng cho loại (a)

+ Hệ thống dẫn động thủy lực: Dùng cho loại (a, b, c, d, e)

+ Hệ thống dẫn động cơ khí: Dùng cho loại (a, d)

a. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục:

Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục gồm hai guốc phanh được bố trí đối  xứng qua trục thẳng đứng, thường được dẫn động bằng thuỷ lực và khí nén.

- Cơ cấu dẫn động phanh thuỷ lực đối xứng qua trục

- Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xilanh dẫn động phanh thủy lực trình bày  trên hình 1.4. Cơ cấu này thường được lắp đặt trên cầu sau ô tô con và xe tải nhỏ, có xilanh thủy lực 2 dùng để điều khiển ép 2 guốc phanh vào trống.

b. Cơ cấu dẫn động phanh khí nén đối xứng qua trục:

- Hai guốc phanh có tán các tấm ma sát (má phanh). Mỗi bên guốc phanh có    hai tấm ma sát dày từ 6 đến 10 mm để tăng khả năng tiếp xúc.

- Trên mâm phanh có hai chốt được gắn đầu dưới của hai guốc phanh. Hai chốt  này có trục lệch tâm giúp căn chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống. Lò xo hồi vị ép chặt đầu trên của hai guốc phanh với cam thông qua con lăn. Cam và trục được đúc liền, với biên dạng Cycloit hoặc Acsimet. Khi cam xoay,  nó ép guốc phanh, đẩy má phanh sát vào tang trống.

- Khi phanh, xilanh khí nén đẩy đòn quay, làm quay trục và cam trái chiều kim   đồng hồ. Con lăn tựa trên biên dạng cam đẩy guốc phanh, nén má phanh vào tang trống.

c. Cơ cấu đối xứng qua tâm phanh tang trống:

Trên một số xe con, ô tô tải và xe buýt được sử dụng phanh đối xứng qua tâm trục bánh xe. Sự đối xứng qua tâm được biểu thị trên mâm phanh bố trí hai chốt guốc phanh, hai xilanh bánh xe, hai guốc phanh giống  hệt nhau và được điều chỉnh đối xứng với nhau qua tâm.

Trong hành trình phanh, các xylanh bánh xe qua ốc 4 sẽ chứa dầu có áp suât được đưa tới đây, áp suất dầu tác dụng lên đầu piston thắng lực kéo của lò xo hồi vị sẽ đẩy piston cùng với đầu trên của guốc phanh, ép chặt má phanh vào trống phanh thực hiện quy trình phanh.

Khi nhả phanh, lò xo hồi vị ở guốc phanh sẽ kéo các guốc nén chặt vào với piston và tách má phanh ra xa trống phanh khi đó áp suất dầu trong  xylanh sẽ giảm.

d. Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi:

Cơ cấu phanh tang trống kiểu bơi có cả hai đầu của các guốc phanh chịu tác dụng trực tiếp của lực phanh và có thể chuyển động trượt. Cơ cấu phanh này thường được lắp đặt phía cầu sau của ô tô tải có trọng lượng nằm trên một cầu lớn. Xilanh bánh xe có hai piston, đồng thời tác dụng vào cả đầu trên và dưới của các guốc phanh. Guốc phanh di chuyển lên xuống và áp chặt vào tang trống phanh.

Khi làm việc, guốc phanh được đẩy căng và ép chặt vào trống phanh ở cả hai đầu, do đó giảm thời gian khắc phục khe hở giữa má phanh và trống phanh (giảm  độ trễ tác dụng) và cải thiện hiệu suất phanh so với loại guốc phanh cố định một đầu. Lực điều khiển P được truyền thông qua các xilanh thuỷ lực, do đó piston trong xilanh và điểm tựa của guốc phanh có khả năng chuyển động nhỏ (cấu trúc bơi),bảo đảm dù xe tiến hay lùi thì lực điều khiển vẫn đồng đều       

f. Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh tang trống:

Cơ cấu phanh tang trống được bố trí trong lòng bánh xe ô tô thường bao gồm các chi tiêt nhiều trọng lượng lớn . Cụm phanh tang trống gồm có những chi tiết như: xilanh bánh xe, cùng với các cụm điều chỉnh khe hở má phanh tang trống, tang trống, guốc phanh và má phanh.

* Tang trống phanh:

Tang trống phanh là một chi tiết bao bên ngoài cụm phanh luôn quay cùng bánh xe, chịu lực ép của các guốc phanh từ phía trong ra bên ngoài. Chất liệu của tang trống phải có độ bền cao, ít biến dạng, chịu nhiệt và thoát nhiệt tốt, có bề mặt ma sát tốt với guốc phanh. Tang trống thường được làm từ gang, với loại ô tô con có thể được chế tạo từ hai vật liệu cơ bản: hợp kim nhôm với ống lót bằng gang.

* Guốc phanh và má phanh:

Guốc phanh và má phanh được liên kết với nhau bằng dán hoặc tán. Má phanh được làm bằng vật liệu có tính chịu mài mòn cao, có hệ số ma sát ổn định khi nhiệt độ của má phanh tăng cao đột ngột, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể đạt được đến 0,4. Guốc phanh đúc được sử dụng cho cơ cấu phanh ô tô tải vừa và lớn. Tiết diện ngang của guốc phanh thường gặp là dạng chữ T. Với những guốc phanh yêu cầu độ cứng vững cao thì có có tiết diện chữ П.

* Xilanh bánh xe:

Xilanh bánh xe trong cơ cấu phanh tang trống sử dụng dẫn động thủy lực, là cơ cấu thừa hành của hệ thống dẫn động điều khiển. Khi phanh, áp lực chất lỏng (dầu phanh) ”tại xilanh tác động lên piston, đẩy piston và guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tang trống.

Xilanh có các dạng chính: đơn và kép.

Để tạo lực điều khiển lên các guốc phanh khác nhau, một số cơ cấu phanh sử dụng xilanh kép dạng trụ có bậc. Với guốc siết, xilanh sử dụng đường kính trụ nhỏ nhằm san đều lực điều khiển và giảm sự sai lệch độ mòn của các má phanh cùng kích  thước. Cặp xilanh piston cần làm việc với độ kín khít cao, do đó bề mặt của xilanh và  pison được gia công trơn bóng và làm sạch cẩn thận trước khi lắp.

* Cam quay:

Cam xoay nằm trong cơ cấu phanh tang trống với truyền động phanh khí nén. Khi phanh, áp suất khí nén nhờ bóng phanh đẩy cam quay, giày phanh dịch chuyển và quá trình phanh tang trống được thực hiện. Ở trạng thái lắp ráp, cam phanh và giày phanh được ép sát nhau, khe hở má phanh và tang trống lớn hơn quy định.

Biên dạng cam Acsimet rất đơn giản để chế tạo, nhưng khoảng cách 2d lớn và ảnh hưởng đến hiệu quả phanh, nhờ "vít điều chỉnh" thông qua cơ chế điều chỉnh

1.4.2 Phanh dĩa

Phanh đĩa trên các xe ô tô được cấu tạo từ một đĩa phanh gắn cố định trên trục quay của xe và di chuyển cùng với bánh xe khi xe hoạt động. Điểm khác biệt chính so với phanh tang trống là ở cấu trúc và vật liệu sử dụng.

Cấu trúc của đĩa phanh: Đĩa phanh thường không phẳng mà được thiết kế với các lỗ hoặc rãnh. Mục đích chính của các lỗ và rãnh này là để tối ưu hóa khả năng tản nhiệt của hệ thống phanh. Khi phanh hoạt động, nhiệt sinh ra sẽ được giải thoát thông qua các lỗ và rãnh này, giúp làm mát đĩa phanh nhanh hơn  và duy trì hiệu suất phanh trong điều kiện vận hành cực độ.

Trong quá trình phanh,má phanh sẽ ép vào đĩa. Áp xuất ở má phanh tỷ lệ thuận với lực đạp phanh. Phanh đĩa sẽ có một vài điểm tốt hơn so với tang trống  là

- Áp lực phanh lớn, vì diện tích ma sát nhỏ. Khó thiết kế tạo ra momen  phanh lớn vì chiếm một khoảng không gian trong bánh xe.

- Chỉ dùng được trong hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực.

- So với phanh tang trống thì phanh đĩa được tiếp xúc trực tiếp với không  khí nên làm mát nhanh hơn và hiệu quả hơn và ở phanh đĩa phần lớn bề mặt ma  sát đãi lộ ra bên ngoài .

1.4.3 Phanh tay

Phanh tay trên ô tô được dùng để:

- Giúp xe giữ ở vị trí đứng yên mỗi khi cần đỗ, tuỳ vào địa hình độ dốc khác nhau. Những nơi có độ ma sát giữa bánh xe và mặt đường kém, phanh đậu sẽ giúp bánh xe không quay.

- Ở ô tô, hệ thống phanh được thiết kế với hai bộ phận chính là phanh chính và phanh dự phòng để đảm bảo an toàn khi xe đang vận hành và trong trường hợp phanh chính gặp sự cố. Hệ thống phanh chính và phanh dự phòng: Hai hệ thống này cần được điều khiển riêng biệt để đảm bảo xe có thể dừng lại an toàn ngay cả khi hệ thống phanh chính bị trục trặc. Phanh dự phòng thường được thiết kế để làm nhiệm vụ này, đảm bảo khả năng dừng xe trong  các tình huống khẩn cấp. Phanh tay và khả năng đỗ xe trên dốc: Phanh tay được thiết kế để có khả năng đỗ xe trên dốc với góc nghiêng lên tới 18%.

1.5 Dẫn động phanh

1.5.1 Dẫn động thủy lực (Hệ thống phanh dầu)

Hệ thống phanh sử dụng phương pháp truyền năng lượng thủy tĩnh là một hệ thống  phanh thường được sử dụng trong các phương tiện cơ giới. Đây là cách thức hoạt động cơ bản của hệ thống phanh thủy lực. Hệ thống bao gồm các thành phần chính  sau:

- Người lái đạp bàn đạp phanh: Khi người lái đạp vào bàn đạp phanh, một lực  được áp dụng lên xi lanh chính của hệ thống phanh.

- Xilanh chính: Đây là nơi áp suất được hình thành. Lực đạp từ người lái sẽ tạo ra áp suất trong xilanh chính thông qua chất lỏng (thường là dầu phanh).

- Dầu phanh: Dầu phanh được dẫn qua các đường ống tới các xilanh bánh xe  nằm trong cơ cấu phanh.

1.5.2 Dẫn động một dòng

Dẫn động một dòng tất cả các bánh xe đều mất phanh khi bất ki một lí do nào đó, nếu một đường ống dẫn dầu bị hở, dầu trong hệ thống bị mất áp suất. Hệ thống  này sử dụng xilanh chính một buồng dẫn đến tất cả các xilanh bánh xe.

Dẫn động một dòng sẽ không tốt bằng hai dòng dẫn động độc lập vì chỉ có  kết cấu ưu điểm đơn giản nhưng mang lại độ an toàn không cao

1.5.3 Dẫn động hai dòng

Dẫn động hai dòng như thể hiện ở hình dưới. Sự tách dòng được tiến hành tại xilanh chính. Như vậy, bàn đạp tác động vào xilanh chính (hai buồng nối tiếp) tạo ra hai dòng cung cấp chất lỏng cho bánh xe. Nếu chỉ hở dầu ở một dòng nào đó, dòng còn lại hoàn toàn có thể phanh được xe.

1.5.4 Hệ thống phanh dẫn động khí nén (Phanh khí)

Bộ dẫn động phanh khí nén đơn giản gồm những bộ phận sau: máy nén khí tạo khí nén, van phân phối khí, bầu phanh và đường ống dẫn khí. Chất lượng của khí nén quyết định độ bền và độ tin cậy của dẫn động phanh. Do vậy khí nén phải đảm bảo có áp suất an toàn phù hợp với điều kiện làm việc và có độ sạch và khô.

1.6 Trợ lực phanh

1.6.1 Trợ lực phanh khí nén

Sơ đồ bộ trợ lực khí nén như hình 1.16.

* Nguyên lý hoạt động:

Khi một lực tác dụng lên bàn đạp phanh, các cơ cấu cơ học dịch chuyển vị trí của chúng thông qua các đòn dẫn động, làm cho ống 11 chuyển động theo chiều ngang, đẩy van 9 mở, khí nén từ bình 8 đi qua van 9 vào khoang A và B, tạo ra lực đẩy của piston 5 sang bên phải xi lanh lực. Piston 5 dịch chuyển để piston 7 cũng dịch chuyển cùng một phía khiến dầu trong xi lanh chính bị siết chặt, dầu áp suất cao sẽ đi đến cơ cấu phanh.

* Nguyên lý hoạt động:

Khi một lực tác dụng lên bàn đạp phanh, các cơ cấu cơ học dịch chuyển vị trí của chúng thông qua các đòn dẫn động, làm cho ống 11 chuyển động theo chiều ngang, đẩy van 9 mở, khí nén từ bình 8 đi qua van 9 vào khoang A và B, tạo ra lực đẩy của piston 5 sang bên phải xi lanh lực. Piston 5 dịch chuyển để piston 7 cũng dịch chuyển cùng một phía khiến dầu trong xi lanh chính bị siết chặt, dầu áp suất cao sẽ đi đến cơ cấu phanh.

1.6.2 Trợ lực chân không

Sơ đồ bộ trợ lực chân không như hình 1.17.

* Nguyên lý làm việc:

Khi không có phanh, cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải, kéo van khí 5 và van điều khiển 6 sang phải, van khí tì vào van điều khiển, đóng đường truyền với không khí, lúc này, buồng A được nối với buồng B thông qua hai cửa E và F và kết nối với ống nạp. Không có chênh lệch áp suất trong 2 buồng A và B, bầu cường hóa không hoạt động.

Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch sang trái đẩy van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái. Van điều khiển tì sát van chân không sau đó dừng lại và van khí tiếp tục di chuyển ra khỏi van khí. Khi đó, lối đi giữa cửa E và F được đóng lại và đường dẫn khí được mở ra lỗ F, sau đó áp suất của buồng B bằng áp suất không khí và áp suất của buồng A bằng áp suất của ống nạp (= 0,5 KG /cm²). 

1.6.3. Trợ lực chân không kết hợp với thủy lực

Sơ đồ bộ trợ lực chân không kết hợp với thủy lực như hình 1.18.

* Nguyên lý làm việc:

Khi chưa phanh van khí 7 được đóng lại, van điều khiển 8 mở ra nhờ lò xo côn 8' đẩy màng ngăn 9 mang piston phản hồi 10 xuống dưới. ngăn III thông với ngăn II và buồng IIa thông qua ống 15. Do đó áp suất buồng IIa, IIb bằng và bằng áp suất chân không tại họng hút của ống nạp.

Khi phanh người lái tác dụng lực lên bàn đạp phanh, “lực cần thiết được tác dụng thông qua hệ thống cánh tay đòn, đẩy piston trong xi lanh chính ra xa, áp suất phía sau xi lanh 1 piston tăng qua ống dầu đến xi lanh của bộ cường hóa, qua van bi 12 mở dầu vào xi lanh bánh xe để cố định khe hở giữa trống phanh và má phanh. Đồng thời áp suất này tác động lên piston 11 và tác động lên piston phản hồi 10. Khi áp suất dầu đạt khoảng 1,3 Mpa, nó sẽ đẩy piston phản hồi 10 thắng được lực lò xo côn 8 'lên trên, nó mở van khí 7 và đóng van điều khiển 8. Khi này áp suất không khí 1 KG/m², khí được vào buồng IIa qua ống 15, buồng IIb vẫn là buồng kín. 

Trong các bánh xe, lò xo kéo má phanh trở lại vị trí ban đầu để giải phóng má phanh” tách ra khỏi trống phanh.

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

2.1. Lựa chọn phương án thiết kế

Cơ cấu phanh trên các dòng oto hiện đại bây giờ chủ yếu có hai dạng là phanh đĩa và phanh tang trống. Với cơ cấu phanh tang trống từ những ưu nhược điểm nên phù hợp với những loại xe có tải trọng lớn như: xe tải, xe khách và được lắp đặt ở cầu sau của một số dòng xe con. Với phanh đĩa thì được sử dụng ở cầu trước của một số dòng xe con. Nhưng dần dần phanh đĩa được trang bị ở hai cầu ở xe con với những ưu điểm nổi trội.

Kết luận: Sử dụng cơ cấu phanh đĩa cho cả 2 cầu

2.2. Lựa chọn phương án dẫn động

Xét về phương án dẫn động cho xe chúng ta sẽ có ba phương án dẫn động phanh chính là: dẫn động cơ khí, dẫn động bằng khí nén hay dẫn động bằng thuỷ lực

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

* Sơ đồ cấu tạo:

Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng cho 2 cầu riêng biệt như hình 2.1.

* 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 trong ống vẫn còn dầu nhưng ở mức áp suất thấp.

c. Phương án 3: Dẫn động thủy lực hai dòng có một dòng hoàn chỉnh

* Sơ đồ cấu tạo:

Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng có trợ lực và điều hòa lực phanh như hình 2.3.

* Nguyên lý hoạt động:

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.

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

* Sơ đồ cấu tạo:

Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng có trợ lực và điều hòa lực phanh như hình 2.4.

* Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động giống như phương án dẫn động thủy lực 2 dòng cho 2 cầu riêng biệt. Điều khác biệt là mỗi dòng đều dẫn động cho cả bốn bánh xe cầu trước và cầu sau.

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.

Qua phân tích về cơ cấu phanh và dẫn động phanh, sau đây là phương án tốt nhất cho xe cần thiết kế Xe Ford Ranger Sport 2022:

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.

2.3. Bộ trợ lực phanh

Kết cấu của bộ cường hoá chân không như hình 2.5.

2.4. 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.

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

Trong quá trình phanh, tải trọng tác dụng lên trục thay đổi. Do lực quán tính khi phanh trọng lượng tập trung vào trục trước nên gia tốc của xe càng lớn thì tải trọng tác dụng lên trục trước càng lớn và hệ số lực kéo của bánh xe với mặt đường cũng lớn nên lực phanh và thay đổi mô-men xoắn phanh cũng lớn.

Đối với xe đã chất tải nhất định, ta có a, b, h_g cố định cho các giá trị φ khác nhau vào biểu thức (4) và (5) ta sẽ được các giá trị M_p1 và M_p2.

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

M_p1 = k₁.P_1dđ

Mp2 = k2.P2_dđ

Trong đó:        

P_1dđ, P_2dđ : 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

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.

2.4.2. Các phương án thiết kế bộ điều hòa lực phanh

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

Sơ đồ nguyên lý điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất như hình 2.9.

* Nguyên lý hoạt động:

Ở trạng thái không được điều chỉnh, nhờ lực F (tùy thuộc vào trọng lượng tác dụng, thông qua hệ thống đàn hồi), piston luôn được đẩy mở. Lực đàn hồi này phụ thuộc vào khoảng cách giữa trục và sàn (tức là tùy thuộc vào trọng lượng tác dụng). Khi áp suất tăng lên một giá trị nhất định, làm cho pít-tông dịch chuyển sang trái (do các khu vực khác nhau của hai bên của pít-tông), phớt sẽ bịt kín đường dẫn dầu dẫn đến bánh sau. Do đó, p2 không tăng trong khi p1 tiếp tục tăng nên bánh sau không bị kẹt.

b. Phương án 2: Dùng bộ điều hòa theo tải kiểu piston- vi sai

Cấu tạo bộ điều hoà kiểu piston - vi sai như hình 2.11.

* Nguyên lý hoạt động:

Khi lò xo cảm biến tì vào một đầu của piston. Tùy thuộc vào mức tải, lực tác dụng lên piston nhiều hay ít.

Khi không tải, lò xo đẩy piston lên trên để piston không tiếp xúc với phấn, để đường dầu di chuyển từ xi lanh chính đến xi lanh bánh sau, lúc này 

Khi áp suất dầu tăng lên, lực tác dụng bởi áp suất dầu ở đầu trên của piston sẽ được cân bằng với lực đẩy hướng lên (lực đẩy của lò xo cảm biến tải, của lò xo, của áp suất dầu tác dụng lên đầu dưới của piston) để piston tiếp xúc với nút chặn dầu chảy ra khỏi bánh sau để p2 bị hạn chế. Sau đó, nếu tiếp tục phanh, áp suất dầu vào p1 tăng lên, khiến cân bằng trên bị phá vỡ khi pít-tông mở và p2 tăng trở lại cho đến khi đạt được cân bằng mới  

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

Sơ đồ bộ điều hoà áp suất bằng thuỷ lực như hình 2.13.

* Nguyên lí làm việc:

Piston 2,3 có thể điều chỉnh được kết nối bằng đòn trung gian 5, nằm trên thanh trượt 6. Vị trí trượt trượt phụ thuộc vào mức tải của xe

Khi xe đứng yên, con trượt luôn ở trạng thái xác định. Khi tải tăng, độ võng f giảm, thanh trượt dịch sang phải, Lx tăng và khi tải giảm thì ngược lại. Ở phần trên của piston 3 có van cắt 1, làm kín đường dầu vào các xi lanh làm việc ở bánh sau. Khi không phanh, van 1 luôn mở;

Khi nhấn bàn đạp phanh, áp suất trong xi lanh chính tăng một giá trị nhất định, áp suất chất lỏng chỉ tác động lên piston 2 (vì van 1 đóng lại). Áp suất này qua piston, cú thổi trung gian, lực phanh lò xo Lx2 tác dụng lên piston 3 di chuyển lên trên, khiến van 1 bị hở. Kết quả là, áp suất chất lỏng ở bánh sau tăng lên nhưng tăng chậm hơn so với trong xi lanh chính. Mức tăng chậm hơn này giúp bánh sau không bị trượt khi các bánh trước đó dừng lại.

Kết luận: Qua phân tích các phương án trên, chọn bộ điều hòa lực phanh theo kiểu piston vi sai

2.5 Giới thiệu tổng quan xe tham khảo

Khi nói đến công suất và mức tiêu hao nhiên liệu, Ranger hoàn toàn mới có thể xếp đầu bảng. Động cơ của xe cho sức mạnh để có thể đáp ứng yêu cầu của tất cả những công việc thách thức nhất trong khi vẫn tiết kiệm nhiên liệu ở mức mà khách hàng mong đợi.

Ford Ranger XLS có 2 phiên bản số sàn (4×2 MT) và phiên bản số tự động (4×2 AT).

Với thiết kế được nâng cấp hệ thống thành hộp số sàn 6 cấp, hai cầu số. Động cơ được cải tiến hơn bao giờ hết nhưng vẫn rất tiết kiệm nhiên liệu cho chủ sở hữu. Ưu điểm lớn nhất của Ford Ranger XLS là được trang bị khóa vi sai cầu sau giúp tài xế đi Offroad thuận tiện hơn, tốt hơn

Thông số xe Ford Ranger sport 2022 như bảng 2.1.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

3.1. Các thông số cơ bản

Thông số cơ bản tính toán xe Ford Ranger sport 2022 như bảng 3.1.

3.1.1. Xác định mô men phanh theo điều kiện bám

* Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh:

Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh như hình 3.1.

* Xác định mô men phanh:

Mô men 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.

G: Trọng lượng ôtô khi đầy tải : G = 30000 (N).

G₁: Trọng lượng tĩnh trên cầu trước: G₁ = 13500 (N).

G₂: Trọng lượng tĩnh trên cầu sau: G₂ = 16500 (N).

L: Chiều dài cơ sở ô tô: L=3270 (mm)  = 3,27 (m)

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

j_max:  Gia tốc chậm dần cực đại của ô tô khi phanh j_max= 6(m/s²).  (Đối với xe con j_max= 5,8(m/s²)

h_g:  Chiều cao trọng tâm của ô tô, lấy h_g= 0,7(m).

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

φ: Hệ số bám của bánh xe với mặt đường: φ = 0,7 (xét trên điều kiện đường nhựa bê tông loại đường khô sạch φ = 0,7÷0,8 )

r_bx : Bán kính lăn của bánh xe

Với cỡ lốp bánh trước và bánh sau 265/60R18: r_bx = 0,336 (m)

 Thay các giá trị vào (1) và (2) ta được mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh là

- Mô men phanh bánh trước: M_p1 = 2358,7 (N).

- Mô men phanh bánh sau:  M_p2 = 1704,7 (N).

3.1.2. Tính toán cơ cấu phanh

a. Cơ cấu phanh cầu trước:

Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay được xác định như sau:

Mp1 = 2.μ.P1.R tb

Do đó: P₁ = 30239 (N).

n: Số lượng ống xylanh bánh xe, chọn n=2;

p₀: Áp suất chất lỏng trong hệ thống. p₀=5 ¸  8(MPa), Chọn p₀ = 7 (MPa)

d₁: Đường kính xi lanh bánh xe của    phanh đĩa phía trước.

Nên: d₁ = 53 (mm).

c. 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 Z_1, Z_2; 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

Điều kiện xe bị trượt:  

Gsinα ≥ φG cosα

Tức là xe bị trượt khi: φ £ tanα

Mặt đường khô ráo có hệ số bám φ =  0,6; α ³  31⁰ mới bị trượt.

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 = 3000.sin12 = 6237 (N) Momen phanh tay cần sinh ra ở 1 bánh sau: M_p2 = 1206,8 (N.m)

Lực ép ép chặt má phanh vào đĩa phanh ở mỗi cơ cấu phanh đĩa sau : P₂ = 15471,7 (N)

3.1.3. 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.

a. Công ma sát riêng:

Khi phanh ôtô đang chuyển động với vận tốc V₀ cho tới khi dừng hẳn (V=0) thì toàn bộ động năng của ôtô có thể được coi là đã chuyển thanh công ma sát (L) tại các cơ cấu phanh

G : Trọng lượng ôtô khi đầy tải: G=30000 (N).

V₀: Tốc độ của ôtô khi bắt đầu phanh: V₀= 50 (km/h) = 13,89 (m/s)

[l]: Công ma sát riêng giới hạn với V₀= 50(km/h) thì: [l] = (4¸10).10⁶ (J/m²)

A_Ʃ: Tổng diện tích các má phanh:

x₀: Góc ôm tấm ma sát. x₀ = 60⁰. Thể hiện như hình dưới.

Do đó:  A = 152472(mm2) = 0,152472(m2)

Vậy ta có công ma sát riêng :

l = 1,93.10⁶ (j/m²)

t = 1,58 (s)

b. Áp suất lên bề mặt má phanh

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:

- Đối với má phanh ở cầu trước: P1=30239(N)

- Đối với má phanh ở cầu sau : P2=23676,3(N)

Diện tích một má phanh là: A = 0,019 (m²)

Ta có áp suất lên bề mặt má phanh là: q₁ = 1,59.10⁶ (N/m²)   ; q₂ = 1,24.10⁶ (N/m²)

Kết luận: Vậy áp suất trên các bề mặt má phanh đều nằm trong giới hạn cho phép.

c. Tỷ số P

Giá trị giới hạn [p] được chọn như sau:

(1, 0 ¸ 2, 0).10⁴ kg/m² : Đối với ô tô con

(1, 5 ¸ 2, 5).10⁴ kg/m² : Đối với ô tô chở khách

(2, 5 ¸ 3, 5).10⁴ kg/m² : Đối với ô tô tải

Thay số được: P = 1,96.10⁴ (kg / m2)

Kết luận: Như vậy tỷ số p nằm trong giới hạn cho phép.

d. 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.

V₀ : Tốc độ của ô tô khi bắt đầu quá trình phanh.

V: Tốc độ của ô tô khi kết thúc quá trình phanh.

mt : Khối lượng đĩa phanh.

c : Nhiệt dung riêng của vật liệu làm trống phanh, đối với gang và thép: c = 500 (J/kg.độ).

Với: V₀= 30 (km/h) = 8,33 (m/s) và V = 0

=> t⁰ = 12,3⁰C < 15⁰C

Kết luận: Cơ cấu phanh thỏa mãn đk thoát nhiệt tốt

3.2. Tính toán dẫn động phanh

Sơ đồ nguyên lý hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực như hình dưới.

3.2.1. Đường kính xi lanh công tác

Đường kính xi lanh công tác được tính ở phần 3.1.2 chương III.

3.2.3. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh

Lực tác dụng cần thiết lên bàn đạp phanh khi không có trợ lực :

Thay số ta được: Q_bd = 665 (N)

3.2.4. 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 = 1 (mm).

3.2.5. Hành trình của bàn đạp phanh          

* Hành trình của bàn đạp phanh:

Hành trình bàn đạp bao gồm 2 thành phần: hành trình tự do dùng để khắc phục khe hở D giữa ti đẩy và pít tông D = 1,5 - 2 mm. Chọn δ₀=1,6mm  và hành trình làm việc (tương ứng với hành trình pít tông là)

=> S_bd = 54,18  (mm)

Vậy S_bd  < [S_bd] = 150 (mm)

* Tính bền đường ống dẫn động phanh :

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

p : Áp suất bên trong đường ống,  p = 7 (MPa).

R : Bán kính bên trong đường ống dẫn, R = 3 (mm) = 0,003(m)

s : Chiều dầy của ống dẫn, s = 0,5 (mm) = 0,0005(m)

Thay số được: δ_t = 42 (MPa).

Cắt ống bằng mặt phẳng vuông góc với trục của ống thì ứng suất pháp δ_n tác dụng lên thành vỏ ống phải cân bằng với áp suất của chất lỏng tác dụng lên diện tích mặt cắt ngang của ống.

Vậy ta có:  δ_Ʃ= 47 (MPa).

3.3. Tính toán thiết kế bộ trợ lực phanh

Ta có sơ đồ tính toán bộ trợ lực phanh chân không như sau:

3.3.1. 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.

Với:  Q_bđ = 665 N. Xác định được áp suất p_i do người lái đạp phanh.

D : Đường kính xi lanh chính , D = 0,017m

l , l': Kích thước đòn bàn đạp .

η_tl : Hiệu suất truyền lực , η_tl = 0,92 .

=> P_i = 1,064 (MPa).

Như vậy, áp suất còn lại do bộ cường hóa sinh ra là: P_c = 5,936 (MPa).

Yêu cầu bộ cường hóa thiết kế là luôn phải đảm bảo hệ số cường hoá trên.  Ta xây dựng được đường đặc tính của bộ cường hoá như hình dưới.

3.3.2. 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 buồng 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 :

Q_c = F₄ (p_B - p_A ) - P_lx = F₄. D_p - P_lx

Trong đó :

D_p : Độ chênh áp phía trước và phía sau màng 3, lấy bằng 0,05(MPa) ứng với tốc độ làm việc không tải của động cơ khi phanh.

F₄ : Diện tích hữu ích của màng 3 .

P_lx : Lực lò xo ép màng 3 .

Tham khảo các xe có trợ lực chân không ta có: P_lx = 150 N.

Vậy ta có đường kính màng 3 là: D_m = 209 mm

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

3.3.3. 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.

* Đường kính dây lò xo:

Từ đó tính được đường kính trung bình của lò xo : D = c.d = 15.4,4= 66 mm.

* Số vòng làm việc của lò xo:

x : Chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng đến giá trị lớn nhất F_max, từ giá trị lực nhỏ nhất F_min (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 hoặc lớn 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,.

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

Do đó: n = 3 vòng

* Ứng suất của lò xo:

Trên thực tế chiều dài nén của lò xo bằng với tổng hành trình của 2 piston thứ cấp và sơ cấp. Khi đó lực tác dụng lên lò xo P_lx được tính từ tổng hành trình S của piston.

S : Tổng hành trình dịch chuyển của các piston, S = 10,77 mm. G - Mođun đàn hồi, G = 8.10⁴ MPa.

d : Đường kính dây lò xo,d = 4,4mm.

c : Tỉ số đường kính, c = 15.

n : Số vòng lò xo, n = 3 vòng.

F_min :  Lực lắp lò xo, F = 80N.

Từ đó ta kiểm tra được ứng suất xoắn sinh ra ở thớ biên lò xo là: τ = 272 MPa

Lò xo làm bằng thép 65 có [τ] = 330MPa, so sánh thấy τ < [τ]. Vậy điều kiện bền xoắn dược đảm bảo.

* Số vòng toàn bộ của lò xo

Ta có: n₀ = n + 2 = 3 +3 = 6 vòng

* Chiều cao lò xo khi các vòng xít nhau

Ta có: H_S = (n₀ – 0,5).d = (6 - 0,5).4,4 = 19,8 mm

* Chiều cao lò xo khi chưa chịu tải

Ta có: H₀ = H_S + n.(t-d) = 19,8 + 3(18,2 - 4,4) = 61,2 mm

b. Tính lò xo van khí:

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

* Đường  kính dây lò xo:

d : Đường kính dây lò xo.

F_lx : Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo, F_lx = 20 N.

D : Đường kính vòng lò xo.

d : Đường kính dây lò xo.

Suy ra chọn c = 15.

Từ đó tính được đường kính trung bình của lò xo

D = c.d = 15.1,6 = 24 mm

* Số vòng làm việc của lò xo:

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,.

F_max, F_min (tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu) F_max = 150 N, F_min = 80 N

=> Thay số được: n = 3 vòng

* Lực tác dụng lên lò xo:

Trên thực tế chiều dài nén của lò xo bằng với tổng hành trình của 2 piston thứ cấp và sơ cấp. Khi đó lực tác dụng lên lò xo P_lx được tính từ tổng hành trình S của pisto.

S : Tổng hành trình dịch chuyển của các piston, S=10,77mm.

G : Mođun đàn hồi, G = 8.10⁴ MPa.

d : Đường kính dây lò xo, d = 4,4mm.

 c : Tỉ số đường kính, c = 15.

n : Số vòng lò xo, n = 3 vòng.

F_min : Lực lắp lò xo, F = 80N.

Từ đó ta kiểm tra được ứng suât xoắn sinh ra ở thớ biên lò xo là: τ = 272 MPa

Lò xo làm bằng thép 65 có [τ ] = 330MPa, so sánh thấy τ  < [τ ] .

Kết luận: Vậy điều kiện bền xoắn dược đảm bảo.

* Số vòng toàn bộ của lò xo:

Ta có: n₀ = n + 2 = 3 +3 = 6 vòng

* Chiều cao lò xo khi các vòng xít nhau:

Ta có: H_S = (n₀ – 0,5).d = (6 - 0,5).4,4 = 19,8 mm

* Chiều cao lò xo khi chưa chịu tải:

Ta có: H₀ = H_S + n.(t-d) = 19,8 + 3(18,2 - 4,4) = 61,2 mm

3.4. Ứng dụng kiểm tra nhiệt phần mềm solidworks

2.4.1.Ứng dụng phần mềm kiểm bền và nhiệt đĩa phanh

Việc thiết kế mô hình 3D là bước vô cùng quan trọng làm tiền đề để cho các bước tính toán và kiểm nghiệm tiếp theo. Trong quá trình thiết kế mô hình cần các thông số phải sát với mô hình đĩa phanh thực tế: các kích thước, vật liệu..

Tính toán công suất toả nhiệt trên đĩa phanh

Hệ số ma sát, 𝜇 = 0,4

Vận tốc ban đầu khi phanh, 𝑉 = 50 km/h= 13,89 m/s

Lực phanh, F=30239 (N)

Hệ số bám, 𝜑 = 0.8

Hệ số kể đến ảnh hưởng của khối lượng quay, 𝛿 = 1,05

Khoảng cách dừng xe d (m)

Khoảng cách dừng xe theo lý thuyết ô tô: d = 12,9 mm

Công thực hiện bởi lực phanh: W = 414065 (J).

Công suất tỏa nhiệt: P = 88367 (W).

3.4.2. Kiểm nhiệt đĩa phanh.

Qúa trình kiểm nhiệt đĩa phanh gồm các bước sau:

* Bước 1: Đưa chi tiết phanh đĩa vào phần mềm solidwworks

* Bước 3 : Chọn Heat Power-chọn mặt phẳng, công suất tảo nhiệt của đĩa phanh là 88367 (W)

* Bước 4 : Khai báo vật liệu ( Hợp kim thép ): Chọn Apply Material, chọn vật liệu cho đĩa phanh là thép có ứng suất giới hạn là 620 422 000 (N/m2)

* Bước 5 : Tiến hành chạy trương trình và kết quả về nhiệt độ Kết quả ra nhiệt độ đĩa phanh là T=170,439 ^oC

 Kết luận:

Qua quá trình kiểm nhiệt đĩa phanh ta thấy: Đạt yêu cầu khi đĩa phanh làm việc.

CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH

4.1. 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 như bảng 4.1.

4.1.1. Tháo cơ cấu phanh

Nếu thấy phanh không ăn thì tháo cơ cấu phanh, kiểm tra độ mòn của má phanh, đồng thời kiểm tra bề mặt má phanh và đĩa phanh, kiểm tra xem pít-tông phanh có bị kẹt không. Trình tự loại bỏ như sau: Đầu tiên, xe vẫn ở dưới đất, nới lỏng hang bu lông tắc kê, sau đó kích xe lên, tháo bánh xe. Khi đã tháo các bánh 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.

4.1.3. 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 xi lanh, nếu có vết xước dọc trục thì phải thay tổng phanh mới.

4.2. Tháo lắp xilanh chính và trợ lực

4.2.1. Xả khí khỏi mạch dầu

Mạch dầu của hệ thống phanh phải không có khí. Nếu khí đi vào hệ thống, áp suất từ xi lanh chính sẽ không được truyền đến xi lanh bánh xe vì nó chỉ được sử dụng để nén khí.

Khi tháo hệ thống phanh, có thể có khí trong mạch dầu, cần xả hết khí ra khỏi hệ thống, theo các bước sau: Đầu tiên, xả không khí ra khỏi xi lanh chính. Sau đó xả không khí ra khỏi xi lanh bánh xe. Công việc khử khí phải được thực hiện bởi 2 người, người giúp việc ngồi ở ghế lái để đạp phanh khi cần thiết. Và người kia vặn vít thoát nước

4.2.3. 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;

- Nổ máy và kiểm tra rằng chân phanh lún nhẹ xuống.

* Kiểm tra sự kín khít của trợ lực:

- Sau khi nổ máy 1-2 phút, tắt máy;

- Sau vài lần đạp phanh với lực giữ nguyên, ta kiểm tra độ cao của chân phanh sau mỗi lần đạp phanh.

- Có thể dùng nước xà phòng loãng để kiểm tra đô kín của bộ trợ lực

KẾT LUẬN CHUNG

Đồ án tốt nghiệp mà em đã trình bày “Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe Ford Ranger Sport 2022” 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 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 Cô : ThS……………. 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 Đại Học Thủy Lợi 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"