TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ ĐIỆN CỠ NHỎ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.21 MB, 62 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
Lớp: 106091
Ngành đào tạo:
Chuyên ngành:

Mai Huy Hữu
Khoá học: 2009 - 2013
Công nghệ kỹ thuật ôtô
Công nghệ kỹ thuật ôtô

Tên đề tài:
“Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho xe ôtô điện cỡ nhỏ”
Nội dung:
1. Số liệu và tài liệu tham khảo.
Xe điện cỡ nhỏ với các thông số cơ bản:
- Số chỗ ngồi: 04
- Khối lượng không tải: m01=100 kg, m02=180 kg
- Khối lượng toàn tải: m1=180 kg, m2=400kg
- Chiều dài cơ sở: 1800 mm
- Chiều rộng cơ sở: 1200 mm
3. Phần thuyết minh
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh

- Chương 2: Tính toán thiêt kế hệ thống phanh xe ôtô điện cỡ nhỏ
- Chương 3: Tính kiểm nghiệm bền một số chi tiết của hệ thống phanh
- Kết luận và khuyến nghị.
3. Phần thực hành
Ngày giao đề tài: ....... tháng ...... năm .........
Ngày hoàn thành: ...... tháng ...... năm .........
Giáo viên HD: Đỗ Văn Cường
Hưng Yên, ngày
.....tháng.....năm ..........
PHÓ BỘ MÔN
PHỤ TRÁCH BỘ MÔN

TRƯỞNG KHOA

ThS. Nguyễn Mạnh Cường

TS. Đào Chí Cường

1

2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

2

3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

điều khiển, đòi hỏi yêu cầu về quãng đường phanh, gia tốc phanh, độ êm dịu, thời gian
phanh hợp lý... Ngày càng phải hoàn thiện hơn để phù hợp với yêu cầu giảm tốc độ,
dừng xe với những loại xe ngày càng đạt ưu thế vận tốc.
Xe ô tô ngày nay có rất nhiều loại, rất tiện dụng, cùng với thẩm mỹ cũng được
chú trọng, trong đó hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất, phải
đảm bảo độ ổn định để tránh những tai nạn thảm khốc nhất, nên em đã chọn làm đề tài
nghiên cứu thiết kế hệ thống phanh làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp. Đề tài có tựa đề:

4

5
“Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho xe ôtô điện cỡ nhỏ”
- Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh
- Chương 2: Tính toán thiêt kế hệ thống phanh xe ôtô điện cỡ nhỏ
- Chương 3: Tính kiểm nghiệm bền một số chi tiết của hệ thống phanh
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Văn Cường em đã hoàn thành đồ án của
mình. Mặc dù vậy trong khuôn khổ thời gian hạn chế, kinh nghiệm thực tế và kiến
thức còn hạn hẹp, em kính mong các thầy góp ý, chỉ bảo thêm.
Em xin chân thành cảm ơn.

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1. Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách
và hàng hoá đối với các ngành kinh tế nước nhà, đồng thời đã trở thành phương tiện
giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển.
Hiện nay do vấn đề ô nhiễm môi trường nên các hãng xe đã đi vào nghiên cứu
và cho ra đời các dòng xe chạy bằng điện và đưa vào hòa nhập vào thị trường ô tô, mật
độ ô tô lưu thông ngày càng nhiều. Song song với sự gia tăng số lượng ô tô thì số vụ

tai nạn giao thông đường bộ do ô tô gây ra cũng tăng với những con số báo động.
Trong các nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông đường bộ do hư hỏng máy móc, trục
trặc kỹ thuật thì nguyên nhân do mất an toàn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn. Hiện
nay, hệ thống phanh trang bị trên ô tô ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế
chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Vì vậy viêc tính toán thiết kế hệ thống phanh mang ý nghĩa quan trọng không
thể thiếu nhằm cải tiến hệ thống phanh, đồng thời tìm ra các phương án thiết kế để
tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định và tăng dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy
làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của
ô tô.
Với mục đích đó, em chọn đề tài " Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho xe
ôtô điện cỡ nhỏ ". Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tính toán thiết kế hệ thống
phanh trên xe điện cỡ nhỏ 4 chỗ ngồi.

5

6
Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn và thời gian ngắn, thiếu kinh
nghiệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo để kiến thức của em được hoàn thiện hơn. Em
xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài, các thầy giáo bộ
môn đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài của mình.
1.2 Ý nghĩa của đề tài
- Đề tài giúp cho những sinh viên năm cuối củng cố lại kiến thức để chuẩn bị
cho sinh viên khi ra trường để đáp ứng được phần nào nhu cầu của công việc. Đề tài
nghiên cứu về “Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho xe ôtô điện cỡ nhỏ”giúp cho
chúng em hiểu rõ hơn nữa và bổ trợ thêm kiến thức mới về hệ thống này.
- Nội dung và kết quả của đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho học sinh,
sinh viên các khoá.

- Kết quả đạt được sẽ làm cơ sở để phát triển đề tài ở mức cao hơn.

2. Mục tiêu của đề tài
- Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho xe điện cỡ nhỏ loại 4 chỗ ngồi.
- Kiểm nghiệm bền một số chi tiết trong hệ thống phanh trên xe điện cỡ nhỏ.

3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống phanh trên xe điện cỡ nhỏ 4 chỗ ngồi.
3.2. Khách thể nghiên cứu
Hệ thống phanh trên xe điện cỡ nhỏ 4 chỗ ngồi.

4. Nhiệm vụ của nghiên cứu
- Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho xe ô tô điện cỡ nhỏ 4 chỗ ngồi.
- Kiểm bền một số chi tiết trong hệ thống phanh.

5. Phương pháp nghiên cứu
5.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Quan sát, tìm hiểu các thông số kết cấu (thông số bên ngoài ), tính năng kỹ
thuật.
- Đề suất cải tiến hệ thống phanh.
5.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Phương pháp được thực hiện khi chúng ta đã thu thập một số lượng tài liệu
tham khảo cũng như những đề tài có liên quan và được thực hiện trước đó.

6

7
* Mục đích : Nghiên cứu, tham khảo, tìm hiểu các thông tin khoa học trên cơ sở

nghiên cứu các văn bản, tài liệu, sách báo đã có sẵn bằng tư duy logic để rút ra kết
luận cần thiết.
* Tài liệu nghiên cứu: Tài liệu thứ cấp: Là tài liệu có nguồn gốc từ tài liệu sơ
cấp đã được phân tích, thảo luận và diễn giải như: Sách giáo khoa, báo chí và các giáo
trình Các tài liệu này đã được giải thích và phân tích dựa trên thực tiễn và lý thuyết
một cách chính xác.
* Các bước thực hiện:
- Bước 1: Thu thập tìm hiểu các tài liệu viết về hệ thống phanh trên ô tô.
- Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic, chặt chẽ theo
từng bước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cơ sở và bản chất nhất
định.
- Bước 3: Tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe điện dựa trên các thông số
ban đầu của đề tài, đảm bảo hệ thống làm việc an toàn.

PHẦN II: NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1 Công dụng
Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn ôtô hoặc giữ ôtô
đứng yên trên một độ dốc nhất định. Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành
bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng
chuyển động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền ra môi
trường xung quanh.
Hệ thống phanh trên ôtô gồm có các bộ phận chính:
Cơ cấu phanh: Được bố trí gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát
nhằm tạo ra momen hãm trên các bánh xe của ôtô khi phanh.
Dẫn động phanh: Bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển (bàn đạp
phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh. Dẫn
động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấu điều khiển phanh
đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh.

1.1.2 Phân loại
1.1.2.1 Theo mục đích sử dụng

- Phanh chính.
- Phanh dừng.
- Phanh dự phòng.

7

8
- Phanh rà hay chậm dần (Phanh động cơ, thủy lực, hay điện từ sử dụng cho các
xe tải cỡ lớn hoặc thường xuyên làm việc trên các dốc dài).
1.1.2.2 Theo các bộ phận cơ bản của hệ thống

- Theo cơ cấu phanh:
• Phanh guốc.
• Phanh đĩa.
• Phanh đai.
- Theo dẫn động phanh:
• Dẫn động khí nén.
• Dẫn động thủy lực.
• Dẫn động thủy khí.
• Dẫn động cơ khí.
• Dẫn động điện.
1.1.3. Các yêu cầu đối với hệ thống phanh

- 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.

- Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: Lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều
khiển phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người.

- Phanh êm dịu và đảm bảo ổn định của ôtô khi phanh.
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn
đạp với sự phanh của ôtô trong quá trình thực hiện phanh.

- Phân bố momen phanh hợp lý để tận dụng tối đa trọng lượng bám tại các bánh
xe và không xảy ra hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ lực
bàn đạp khác nhau.

- Không có hiện tượng tự siết.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh
trong mọi điều kiện sử dụng.

- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong điều kiện sử
dụng.

- Lực bám trên các bánh xe tỷ lệ thuận với lực điều khiển bàn đạp.
- Có khả năng giữ ô tô trên dốc trong một thời gian dài.
- Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi trường
hợp sử dụng kể cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng.

8

9
1.2. Kết cấu hệ thống phanh
1.2.1 Các hệ thống phanh trên ôtô

- Trên ôtô thường có các hệ thống phanh: Phanh chính, phanh dừng và phanh dự
phòng.
-

-

Phanh chính: Là một hệ thống hoàn chỉnh, độc lập với các hệ thống phanh khác.
Có nhiệm vụ giảm tốc độ hoặc dừng hẳn ô tô đang chuyển động khi cần thiết.
Được điều khiển bằng chân và thường được dẫn động bằng khí nén hoặc thủy
lực.
Phanh dừng có nhiệm vụ giữ cho ô tô ở trạng thái dừng trong thơi gian dài, có
khả
năng giữ ôtô đỗ được trên độ dốc nhất định. Được dẫn động bằng cơ khí, điều
khiển bằng tay.

- Phanh dự phòng: Nhiệm vụ thay thế tạm thời cho phanh khi hệ thống này bị sự
cố trên đường. Có thể dùng chung hệ thống với phanh dừng.

- Ngoài ra trên một số loại ôtô thường có bố trí hệ thống phanh bổ trợ, có tác
dụng giảm tốc độ ôtô ở các dốc dài mà không phải sử dụng tới phanh chính
hoặc các phanh khác. Hệ thống phanh này có thể là phanh thủy lực, bố trí ở trục
thứ cấp của hộp số hoặc phanh bằng động cơ với một van điều khiển đặt trên
đường xả khí của động cơ.
1.2.2 Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh ôtô chủ yếu có hai dạng: Phanh tang trống và phanh đĩa.

- Phanh tang trống: Chủ yếu trên xe ôtô có tải trọng lớn (xe tải, xe khách và một
số loại ôtô con).

- Phanh đĩa dùng nhiều trên ôtô con, trong đó chủ yếu là cơ cấu phanh trước

1.2.2.1 Cơ cấu phanh tang trống
a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
Cấu tạo chung của cơ cấu phanh này là hai chốt cố định có bố trí chốt lệch tâm để
điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên điều
chỉnh bằng trục cam ép( hình 1.1a ) hoặc bằng cam lệch tâm ( hình 1.1b ).

9

10

Hình 1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
b) Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt
tựa di trượt. Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại mặt tựa tác dụng đơn( hình 1.2.a);
loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.2.b).
Loại mặt tựa tác dụng đơn: ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên
mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của piston.
Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô
tải nhỏ.
Loại hai mặt tựa tác dụng kép: ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai
piston và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston. Cơ
cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

10

11

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

c) Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá
Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh
thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai. Có hai loại cơ cấu phanh
tự cường hoá: cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn( hình 1.3.a ), cơ cấu phanh tự
cường hoá tác dụng kép( hình 1.3.b ).
Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng
đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của
một cơ cấu điều chỉnh tự động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa
vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt di trượt của piston
xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống
phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe
trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
Cơ cấu phanh tự cường tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép
có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong
một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du
lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.

11

12

Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá
Cơ cấu phanh tự cường tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép
có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong
một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du
lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
1.2.2.2 Cơ cấu phanh đĩa
a) Các bộ phận 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 bánh xe.
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động
bởi các piston của các xi lanh bánh xe.
b)
-

-

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
Loại giá đỡ cố định( hình 1.4). Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía
của đĩa phanh. Trong các xi lanh có piston, mà một đầu của nó luôn tì vào các
má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.
Loại giá đỡ di động( hình 1.4). Loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di
trượt ngang trên một số chốt bắt cố định trên dầm cầu. Trong giá đỡ di động
người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một piston tì vào một má phanh. Má
phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.

12

13

Hình 1.4 Các loại cơ cấu phanh dạng đĩa
1.2.2.3 Cơ cấu phanh dừng và phanh phụ
a) Công dụng:
* Phanh dừng:
Ðể đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính
(phanh chân ) đặt ở các bánh xe, ô tô còn được trang bị thêm hệ thống phanh dừng để
hãm ô tô khi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốc nghiêng mà không bị trôi tự
do, đồng thời hổ trợ cho hệ thống phanh chính khi thật cần thiết.

Cơ cấu phanh dừng có thể dùng theo kiểu tang trống, đĩa hoặc dải.
Hệ thống phanh dừng có thể làm riêng rẽ, cơ cấu phanh lúc đó được đặt trên
trục ra của hộp số với ô tô có một cầu chủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiều cầu
chủ động và dẫn động phanh là loại cơ khí. Loại phanh dừng này còn là phanh truyền
lực vì cơ cấu phanh nằm ngay trên hệ thống truyền lực. Phanh truyền lực có thể là loại
phanh đĩa hoặc phanh dải.
Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanh của hệ thống phanh
dừng làm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính. Lúc đó cơ cấu phanh
được đặt ở bánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ và thường là
loại cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực.
* Hệ thống phanh phụ:
Mục đích của hệ thống phanh phụ là giảm được tốc độ ô tô khi phanh trên đường
dài và liên tục. Bởi thế hệ thống phanh này còn gọi là phanh chậm dần.
Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh không

13

14
lớn lắm trong thời gian dài.
Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điều
kiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.
Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độ
trung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp và
có khi là động cơ nữa. Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệ thống phanh
chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc.
Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí (không khí), thủy
lực và điện động.
Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hành
khách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn.

b) Phân loại phanh dừng:
- Theo kết cấu của cơ cấu phanh: Loại phanh trống, loại phanh đĩa.
- Theo cách bố trí : Bố trí ở bánh xe, bố trí ở hệ thống truyền lực.

Hình 1.5 Các kiểu bố trí phanh dừng

14

15
1.2.3 Dẫn động phanh
1.2.3.1 Dẫn động cơ khí

Hình 1.7 Các loại điều khiển phanh dừng
1.2.3 .2 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

Hình 1.8 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
a)

Cấu tạo:

15

16
1Bàn đạp phanh.
. 5- Má phanh đĩa
2Trợ lực phanh.
6- Đĩa phanh
3Xi lanh phanh chính.

7- Phanh trống.
4Càng phanh đĩa.
8- Má phanh guốc.
Cấu tạo gồm 3 phần chính: dẫn động phanh, cơ cấu phanh và trợ lực phanh. Dẫn động
bố trí trên khung xe gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính, đường dầu phanh. Cơ cấu
phanh đặt ở bánh xe gồm: xylanh phanh, guốc phanh, lò xo hồi vị, trống phanh( hoặc
đĩa phanh). Bộ trợ lực có tác dụng làm giảm nhẹ lực tác dụng của người lái lên bàn
đạp phanh.
b) Nguyên lý làm việc :
Khi phanh, người lái đạp lên bàn đạp phanh qua hệ thống đòn bẩy đẩy piston của
xylanh phanh chính dịch chuyển đẩy dầu trong buồng xylanh và được dẫn động qua
đường ống. Dầu áp suất cao được đưa tới buồng của xylanh phanh của cơ cấu phanh,
dầu đẩy piston chuyển động đẩy hai guốc phanh có má phanh áp sát vào tang trống( ép
má phanh vào đĩa phanh ) thực hiện quá trình phanh bánh xe do trống phanh( đĩa
phanh ) gắn liền với moayơ bánh xe. Khi thôi phanh, lò xo kéo hai má phanh về vị trí
ban đầu, dưới tác dụng của lò xo các piston sẽ về vị trí ban đầu ép dầu trở lại buồng
dầu của xylanh phanh chính. Hệ thống phanh dầu có đặc điểm lực trên má phanh phụ
thuộc vào đường kính xylanh phanh. Muốn có lực phanh ở các bánh xe khác nhau chỉ
cần thay đổi kết cấu xylanh phanh.

Hình 1.9 Sơ đồ xilanh chính 2 buồng.
1. Công tắc điện

2. Phao mức dầu

16

17
3. Lỗ bù dầu

4. Piston sơ cấp

5. Phớt chắn bụi

6,10,17. Phớt làm kín

7. Phớt hồi dầu

8,16. Lò xo

9. Piston giữa

11. Piston thứ cấp

12. Chốt chặn

13. Chốt

14. Van bù dầu

15.Thân xilanh

c) Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực.
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh theo yêu cầu.
- Hiệu suất cao, độ nhạy tốt.
- Kết cấu đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô.
- Không thể cho tỷ số truyền lớn vì tỷ lệ với lực bàn đạp.
- Có hư hỏng thì hệ thống làm việc kém hiệu quả.
- Hiệu suất có thể thấp khi ở nhiệt độ môi trường thấp.

- Phanh dầu đa số bố trí trên xe con, xe tải nhỏ và trung bình.
1.2.3.3 Hệ thống phanh dẫn động khí nén
a) Cấu tạo

Hình 1.10 Hệ thống phanh dẫn động khí nén
1Máy nén khí.
2Bình lắng nước và dầu.
3Bình khí nén.
4Van phanh.
5,6- Bầu phanh cho cơ cấu
b)
Nguyên lý làm việc :

7- Bàn đạp phanh.
8- Đồng hồ áp suất.
9- Cam quay
10- Guốc phanh
11- Tang trống phanh.

17

18
Máy nén khí cung cấp khí nén được dẫn động từ động cơ sẽ bơm khí nén qua bình
lắng 2 đến bình chứa khí nén 3, áp suất được khống chế qua đồng hồ 8. Khi phanh
người lái đạp bàn đạp phanh đồng thời mở đường khí nén từ van phanh 4, khí nén từ
bình chứa 3 qua van phân phối 4 đến các bầu phanh 5,6. Màng của bầu phanh bị ép
qua cơ cấu dẫn động làm cam phanh 9 quay. Vấu cam tỳ vào đầu guốc phanh, ép guốc
phanh sát vào trống phanh thực hiện quá trình phanh. So sánh giữa phanh dầu và
phanh khí: Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ lớn hơn so với

phanh khí vì lực này sinh ra để tạo ra áp suất trong bầu chứa dầu của hệ thống phanh
còn phanh khí nén, tác dụng của người lái chỉ mở đường khí nén của van phân phối.
c)
Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh khí
Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
Có ưu điểm đặc biệt khi bố trí trên đoàn xe.
Dễ dàng cơ khí hoá trong khiển và dễ dàng cung cấp cho các bộ phận khác có
sử dụng khí nén.
Độ nhạy thấp.
Khối lượng các chi tiết nhiều, kích thước lớn, giá thành cao.
Phanh khí được dùng trên xe tải trung bình, lớn, chuyên dung
1.2.3.4 Dẫn động phanh khí nén-thủy lực
a) Cấu tạo

Hình 1.11 Sơ đồ dẫn động phanh hai dòng
1. Máy nén khí ; 2. Van điều khiển ; 3. Xilanh khí
4. Bình dầu ; 5. Bình khí nén ; 6. Cơ cấu phanh ; 7. Xi lanh thuỷ lực.
b) Nguyên lý hoạt động:

18

19
Máy nén khí cung cấp khí nén đến bình chứa khí. Khi có tác dụng từ bàn đạp
của người lái, van phân phối sẽ mở đơường khí nén từ bình chứa tới van điều khiển.
Tại đây khi van điều khiển nhận được dòng khí nén điều khiển này sẽ mở thông cửa để
một dòng khí nén lớn từ bình chứa khí nén tới sẽ sinh lực ép lên piston của xi lanh
chính. Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua các ống dẫn dầu tới ép các piston xi lanh
phanh do đó sẽ dẫn động các guốc phanh và thực hiện các quá trình phanh. Ngoài ra,
cũng nhằm mục đích giảm tổn thất và tăng độ nhạy cho hệ thống khí nén thuỷ lực kết

hợp thì các cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc: phần dẫn động khí nén kể
từ xi lanh khí nén phải gần với van điều khiển nhằm mục đích giảm tổn thất và giảm
thời gian chậm tác dụng của khí nén, còn từ xi lanh chính đến các xi lanh bánh xe có
thể bố trí xa vì dầu không chịu nén nên ít ảnh hưởng tới thời gian chậm tác dụng.
c) Ưu, nhược điểm, phạm vi ứng dụng.
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén thuỷ lực phối hợp cả ưu nhược điểm
của phanh khí và phanh dầu cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhậy cao,
hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau.
- Phanh khí nén thuỷ lực có những nhược điểm ở phần truyền động thủy lực là ở
nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc kĩ thuật phức tạp như khi kiểm tra mức
dầu và thoát không khí khỏi truyền động.
- Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe có trọng tải trung bình và lớn.
1.2.3.5 Trợ lực chân không.
a) Cấu tạo

Hình 1.12 Sơ đồ bộ trợ lực chân không.

19

20
Trong đó:
1.Cần điều khiển van; 2.Cần đẩy; 3.Piston bộ trợ lực; 4.Thân bộ trợ lực;
5.Màng ngăn; 6.Lò xo màng ; 7.Thân van; 8.Đĩa phản lực;
9.Bộ lọc khí; 10.Phớt thân bộ trợ lực; 11. Buồng áp suất biến đổi;
12. Buồng áp suất không đổi; 13.Van một chiều.
b) Hoạt động :
Bộ trợ lực chân không có tác dụng giảm lực điều khiển của người lái nhưng hiệu quả
phanh vẫn cao.
* Khi không tác động phanh:

Van không khí được nối với cần điều khiển van và bị lò xo phản hồi của van
không khí kéo về phía phải. Van điều chỉnh bị lò xo van điều chỉnh đẩy sang trái. Điều
này làm cho van không khí tiếp xúc van điều chỉnh. Do đó, không khí bên ngoài đi qua
lưới lọc bị chặn lại không vào được buồng áp suất biến đổi. Trong điều kiện này van
chân không của thân van bị tách khỏi van điều chỉnh; tạo ra một lối thông giữa lỗ A và
lỗ B. Vì luôn luôn có chân không trong buồng áp suất biến đổi vào thời điểm này. Vì
vậy lò xo màng ngăn đẩy pittông sang bên phải.

Hình 1.13Trạng thái khi không tác động phanh
* Khi đạp phanh :

20

21
Khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van không khí làm nó dịch
chuyển sang bên trái. Lò xo điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên
trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân không. Chuyển động này bịt kín lối thông
giữa lỗ A và lỗ B. Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái, nó càng dời
xa van điều chỉnh, làm cho không khí bên ngoài lọt vào buồng áp suất biến đổi qua lỗ
B ( sau khi qua lưới lọc không khí ). Độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi
và buồng áp suất biến đổi làm cho piston dịch chuyển về bên trái, làm cho đĩa phản lực
đẩy cần đẩy bộ trợ lực về bên trái và làm tăng lực phanh.

Hình 1.14 Trạng thái khi đạp phanh
* Trạng thái giữ phanh :
Nếu đạp bàn đạp phanh nửa chừng, cần điều khiển van và van không khí ngừng
dịch chuyển nhưng piston vẫn tiếp tục dịch chuyển sang bên trái do chênh lệch áp suất.
Lò xo van điều khiển làm cho van này tiếp xúc với van chân không, nhưng nó dịch
chuyển theo piston. Vì van điều khiển dịch chuyển sang bên trái và tiếp xúc với van

không khí, không khí bên ngoài bị chặn không vào được buồng áp suất biến đổi, nên
áp suất trong buồng áp suất biến đổi vẫn ổn định. Do đó, có một độ chênh áp suất
không thay đổi giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi. Vì vậy, piston
ngừng dịch chuyển và duy trì lực phanh này.

21

22
* Trợ lực tối đa :
Nếu đạp bàn đạp phanh xuống hết mức, van không khí sẽ dịch chuyển hoàn toàn
ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi được nạp đầy không khí từ bên ngoài,
và độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi là lớn
nhất.Điều này tạo ra tác dụng lớn nhất lên piston. Sau đó dù có thêm lực tác động lên
bàn đạp phanh, tác dụng cường hoá lên piston vẫn giữ nguyên, và lực bổ xung chỉ tác
dụng lên cần đẩy.

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE Ô TÔ
ĐIỆN CỠ NHO
2.1. Thiết kế hệ thống phanh cho xe
2.1.1. Một số loại xe ô tô điện cỡ nhỏ hiện nay

22

23

Hình 2.1 : Một số loại xe ô tô điện trên thị trường hiện nay
Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu chính sau:
- Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản. Trong quá trình phanh động

năng của ô tô sẽ được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường.
- Dẫn động phanh: Để điều khiển cơ cấu phanh. Ta sẽ tiến hành phân tích để
tìm ra các kết cấu thích hợp nhất, đảm bảo được các yêu cầu cần thiết đối với một hệ
thống phanh trên xe, đồng thời cũng phải đáp ứng được các yêu cầu về kinh phí, thuận
lợi trong việc lắp ráp, gá đặt, tận dụng được các cơ cấu đã có sẵn nhằm hướng đến tối
ưu về mặt thiết kế cũng như chế tạo.
2.1.2 Chọn loại dẫn động phanh
Trên ô tô - máy kéo nói chung có thể gặp các loại dẫn động phanh sau: cơ khí,
thủy lực, điện và khí nén. Trong các loại dẫn động trên thì dẫn động cơ khí thường chỉ
dùng cho phanh dừng vì hiệu quả phanh thấp và khó phanh đồng thời các bánh xe bởi
vì không thể nào đảm bảo chế tạo chính xác các nhánh dẫn động, đồng thời sau một
thời gian làm việc các khâu khớp mòn không giống nhau, bởi thế thời gian để khắc

23

24
phục các khe hở cũng sẽ khác nhau. Trên các đoàn xe kéo moóc ta có thể gặp loại dẫn
động điện vì đoàn xe khá dài nên phải dùng dẫn động điện để thời gian dẫn động thấp,
phanh được đồng thời các bánh xe. Đối với ô tô thường dùng nhất là dẫn động thuỷ
lực và khí nén, dẫn động thuỷ lực được dùng rộng rãi trên các ô tô tải cỡ trung bình và
nhỏ, xe du lịch, dẫn động khí nén chủ yếu dùng trên xe tải nặng, xe kéo rơ moóc đối
với các loại xe mô tô hiện nay thường sử dụng dẫn động phanh thuỷ lực và cơ khí,
trong đó dẫn động phanh thuỷ lực sử dụng cho bánh trước là chủ yếu.
Để chọn loại dẫn động thích hợp, trước hết ta so sánh ưu nhược của từng loại,
đối với xe thiết kế có thể sử dụng dẫn động thuỷ lực hoặc cơ khí.
+ Dẫn động thuỷ lực:

Hình 2.2 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực.
1. Cơ cấu phanh trước; 2, 7. Ống dẫn; 3, 4. Piston;

5. Bàn đạp; 6. Xilanh chính; 8. Cơ cấu phanh sau.
- Ưu điểm:
+ Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ vì chất lỏng không chịu nén.
+ Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dẫn động
chỉ bắt đầu tăng khi tất cả các má phanh ép sát vào trống phanh.
+ Hiệu suất cao: η = 0,8 ÷ 0,9
+ Kết cấu đơn giản; kích thước, khối lượng và giá thành nhỏ.
- Nhược điểm:

24

25
+ Yêu cầu độ kín khít cao.
+ Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bị
rung động và momen phanh không ổn định.
+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ cao.
+ Dẫn động cơ khí:
1. Tay phanh

2.
3.
4.
5.
6.

Thanh dẫn
Con lăn dây cáp
Dây cáp
Trục

Thanh kéo

7. Thanh cân bằng
8,9. Dây cáp dẫn động phanh
11,13. Mâm phanh

Hình 2.3 Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp

12. Xilanh phanh bánh xe 10. Giá
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành thấp.
- Nhược điểm : Hiệu quả phanh thấp và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe do
các khe hở khó điều chỉnh đều nhau, độ mòn cũng khác nhau, không có cơ cấu tự điều
chỉnh lực phanh.
Tuổi thọ thấp, lực điều khiển lớn, không tiện nghi. Qua phân tích trên ta thấy
dẫn động thuỷ lực2 có kết cấu gọn nhẹ, hiệu quả phanh cao, mặt khác những nhược
điểm của dẫn động thuỷ lực có thể khắc phục được nên không ảnh hưởng lớn độ tin
cậy của dẫn động. Ta chọn
3 dẫn động phanh chính là dẫn động thuỷ lực.
2.1.3 Chọn sơ đồ phân dòng chính
Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít
nhất là hai dòng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì dòng còn
lại vẫn làm việc được với một hiệu quả xác định nào đó.
Hiện nay phổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên Hình
2.4a

25

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ ĐIỆN CỠ NHỎ

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về