Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.19 MB, 91 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
HÀ NỘI
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Nguyễn Trung Thành
Lớp: Ôtô - K49
Khoa/ Viện: Cơ khí động lực
1. Đề tài thiết kế:
Thiết kế hệ thống phanh xe Minibus
2. Các số liệu ban đầu:
Tham khảo xe Toyota 12chỗ
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
- Tổng quan về hệ thống phanh
- Lựa chon phương án thiết kế
- Thiết kế hệ thống phanh
- Thiết kế tính toán dẫn động phanh
- Tính bền một số chi tiết
- Thiết kế trợ lực phanh
- Thiết kế bộ điều chỉnh khe hở má phanh tự động
- Quy trình công nghệ gia công chi tiết
4. Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước các bản vẽ):
- Bản vẽ bố trí chung (A0)
- Bản vẽ cơ cấu phanh trước + phanh sau (A0)
- Bản vẽ các phương án dẫn động (A0)
- Bản vẽ xi lanh chính (A0)
- Bản vẽ trợ lực phanh (A0)
- Bản vẽ chi tiết (A0)
- Bản vẽ gia công piston (A0)
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
5. Cán bộ hướng dẫn:
ThS: Nguyễn Tiến Dũng
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
Ngày….tháng….năm 2009
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(ký, ghi rõ họ và tên)
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ
(ký, ghi rõ họ tên)
SINH VIÊN ĐÃ HOÀN THÀNH
(và nộp toàn bộ bản thiết cho bộ môn)
ngày….tháng….năm 2009
(ký, ghi rõ họ tên)
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu................................................................................................................5
Chương I: Tổng quan về hệ thống phanh...............................................................7
1. Công dụng, phân loại, yêu cầu.....................................................................7
2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh...............................................................9
3. Cơ cấu phanh..............................................................................................11
4. Dẫn động phanh..........................................................................................19
Chương II: Lựa chọn phương án thiết kế.............................................................25
1. Lựa chọn cơ cấu phanh...............................................................................25
2. Lựa chọn dẫn động phanh...........................................................................30
Chương III: Thiết kế tính toán hệ thống phanh....................................................34
Phần I. Thiết kế hệ thống phanh.....................................................................34
1. Tính toán hệ thống phanh......................................................................34
1.1. Tính toán cơ cấu phanh sau..........................................................34
1.2. Tính toán cơ cấu phanh trước......................................................42
1.3. Xác định kích thước má phanh....................................................43
1.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh.............................46
2. Thiết kế tính toán dẫn động phanh........................................................46
2.1 Đường kính xi lanh công tác.........................................................47
2.2 Đường kính xi lanh chính..............................................................48
2.3 Hành trình làm việc của piston trong xi lanh chính......................48
3. Tính bền một số chi tiết.........................................................................50
3.1 Tính toán guốc phanh ...................................................................50
3.2 Tính bền trống phanh ...................................................................59
3.3 Tính bền đường ống dẫn động phanh ..........................................61
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Phần II. Thiết kế trợ lực phanh.......................................................................63
1. Các phương án trợ lực khi thiết kế........................................................63
2. Thiết kế bộ trợ lực.................................................................................70
2.1 Hệ số trợ lực .................................................................................70
2.2 Xác định kích thước màng trợ lực ...............................................72
2.3 Tính lò xo bộ cường hoá ..............................................................72
Phần III. Thiết kế bộ điều chỉnh khe hở má phanh tự động..........................75
1. Các phương án bố trí bộ điều chỉnh khe hở má phanh tư động............75
2.Tính toán thiết kế bộ điều chỉnh dùng séc măng định vị xi lanh
công tác......................................................................................................81
Chương IV: Quy tình công nghệ gia công chi tiết................................................83
4.1. Phân tích kết cấu – Chọn dạng sản xuất................................................83
4.2. Lập quy trình công nghệ........................................................................83
Kết luận chung........................................................................................................91
Tài liệu tham khảo..................................................................................................92
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
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 xe Minibus” dựa trên xe tham
khảo là xe HIACE – 12 chỗ của hãng TOYOTA. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới
sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Nguyễn Tiến Dũng và toàn thể các thầy trong
bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình. Mặc dù vậy cũng không tránh
khỏi những thiếu sót em mong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tiến Dũng cùng toàn thể các thầy trong
bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình..
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT
Chiều dài cơ sở
mm
Kích thước và trọng lượng
Chiều dài toàn bộ
mm
Chiều rộng toàn bộ
mm
Chiều cao toàn bộ
mm
Chiều dài cơ sở
mm
Toạ độ trọng tâm
Không tải
Đầy tải
Trọng lượng bản thân
KG
Trọng lượng toàn bộ
KG
Vận tốc lớn nhất
Km/h
Khoảng sáng gầm xe
mm
Tính năng các cụm
Cỡ lốp
Phanh
Phanh chính, loại
2.450
4.890
1.855
2.000
2.450
a = 1.100; b = 1.350; hg= 700
a = 1.310; b = 1.140; hg= 800
1780
3000
155
200
195/75R16
Thủy lực, trợ lực chân không,
2 dòng, có điều hoà lực phanh
Phanh trước: Đĩa
Phanh sau: Tang trống
Động cơ
Dung tích xy lanh
Tỉ số nén
Công suất lớn nhất
Mômen xoắn lớn nhất
cc
1.998
9,0
100 ở 5400 v/ph
kg.m
16,8 ở 2600 v/ph
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU:
1.1. CÔNG DỤNG:
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển
động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó
bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận
chuyển.
Trên ôtô sự phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần
đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa
phanh với má phanh. Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung
nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể
dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh.
Hư hỏng trong hệ thống phanh thường kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất
tính an toàn chuyển động của ôtô. Các hư hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ
thống phanh.
1.2. PHÂN LOẠI: Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh.
a. Theo công dụng:
• Hệ thống phanh chính (phanh chân);
• Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
• Hệ thống phanh dự phòng
• Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc
điện từ).
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh:
• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
c. Theo dẫn động phanh:
• Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
• Hệ thống phanh dẫn động thủy lực;
• Hệ thống phanh dẫn động khí nén;
• Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực;
• Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa.
d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:
Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống
phanh với bộ điều hòa lực phanh.
e. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với
bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS).
1.3 YÊU CẦU: Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường
phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi
phanh;
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
không lớn;
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao;
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng
hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào;
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh;
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực phanh
trên bánh xe;
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử
dụng;
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
2. CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH:
Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả trên hình 1.1
9
Hình 1.1 Hệ thống phanh trên ôtô
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:
– Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe
khi phanh ôtô.
– Dẫn động phanh:
Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh
đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp thủy
– khí mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ dẫn động
cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí. Nếu là đẫn động
thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh
công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.
3. CƠ CẤU PHANH:
3.1 KẾT CẤU CHUNG:
Kết cấu của cơ cấu phanh dùng trên ôtô tùy thuộc bởi vị trí đặt nó (phanh ở bánh xe
hoặc ở truyền lực), bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến hành phanh.
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại guốc và gần đây trên các xe con hiện đại
người ta thường sử dụng phanh đĩa (có thể ở cầu trước, cầu sau, hoặc cả hai cầu)
3.2 CƠ CẤU PHANH GUỐC (PHANH TRỐNG):
a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
a
b
Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng
qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ đồ hình 1.2.a là
loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên ôtô
tải lớn; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống
phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm
để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được
điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.2.b).
Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên
tục (hình 1.2.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.2.a).
Ở hình (hình 1.2.b) trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc phanh
bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài
hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau trong quá
trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn.
Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác dụng lên
hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.
b) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
12 bánh xe; 4. má phanh;
1. ống nối; 2. vít xả khí; 3. xi lanh
5. phớt làm kín; 6. pittông; 7. lò xo guốc phanh; 8. tấm chặn;
9. chốt guốc phanh; 10. mâm phanh.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự đối xứng
qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi
lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua
tâm.
Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc
lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của
pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má
phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong
pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động
bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
c) Cơ cấu phanh guốc loại bơi:
13
Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay
cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.4.b).
Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại
hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b).
– Loại hai 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 pittông. 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 pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều
tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các
bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
d) Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa:
14
Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa 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 hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn
(hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b).
– Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cường hóa 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 di 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 tựa di trượt của pittông 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 hóa tác dụng kép:
Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được
tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông 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.
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
3.3 CƠ CẤU PHANH ĐĨA:
Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.
a) loại giá đỡ cố định
b) loại giá đỡ di động
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
– 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 pittông của các xi lanh bánh xe;
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
a. Loại giá đỡ cố định (hình 1.7.a)
áp suất thuỷ lực
Giá cố định
Pittông
Má phanh
Giá bắt
16
Đĩa phanh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.
Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh
xe ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, 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.
b. Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được 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 pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp
lên giá đỡ.
Chuyển động
áp suất thuỷ lực
Giá di động
Má phanh
Pittông
17
Đĩa phanh
Giá dẫn hướng
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Hình 1.7.b Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.
3.4 CƠ CẤU PHANH DỪNG:
Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng. Nói
chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không di
chuyển trên các loại đường khác nhau.
Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn
động phanh.
– Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía
sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.
– Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được
bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển
bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.
18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Hình 1.8 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng
4. DẪN ĐỘNG PHANH:
4.1 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG CƠ KHÍ:
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo
được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, thường chỉ sử dụng ở
cơ cấu phanh dừng (phanh tay).
19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
4.2 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG THUỶ LỰC:
Ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất lỏng
được coi như không đàn hồi khi ép).
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp
phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi lanh bánh xe).
Dẫn động phanh dầu có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu
không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫn động dầu
không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh. Vì vậy hệ thống phanh
dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn
động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
- Dẫn động một dòng (hình 1.9):
Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường dầu
duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn động một dòng có
kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. Vì một lý do nào đó, bất kỳ một đường
ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống bị mất áp suất
và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.
Vì vậy trong thực tế người ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng.
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
- Dẫn động hai dòng (hình 1.10):
a
b
Hình 1.10 Dẫn động hai dòng
Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập
dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một xi
lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh chính kép (loại
"tăng đem").
Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệu hai
phương án tiêu biểu thường được sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình 1.10.a và
1.10.a.
Ở sơ đồ hình 1.10.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn một
dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một trong hai dòng bị
rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ
thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi
phanh.
Ở sơ đồ hình 1.10.b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một bánh
xe phía sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn lại. Trong
trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn
sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.
4.3 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG KHÍ NÉN:
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực có ưu điểm êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao nhưng lực
điều khiển trên bàn đạp không thể giảm nhỏ do tỉ số truyền của dẫn động thuỷ lực có
giới hạn.
Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ôtô tải trung bình và lớn người ta
thường sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén. Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực
điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên
cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện.
Dẫn động phanh khí nén có ưu điểm giảm được lực điều khiển trên bàn đạp phanh,
không phải sử dụng dầu phanh nhưng lại có nhược điểm là độ nhạy kém (thời gian
chậm tác dụng lớn) do không khí bị nén khi chịu lực.
Hình 1.11 Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén
1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 - bộ điều chỉnh áp suất; 4 - đồng hồ áp suất; 5
- bàn đạp phanh; 6 - van an toàn; 7 - bình chứa khí; 8 - van phân phối (tổng
phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh; 11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc
phanh.
4.4 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG THỦY KHÍ KẾT HỢP:
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực điều khiển
trên bàn đạp còn lớn. Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có ưu điểm là lực
điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí bị
nén khi chịu áp suất).
Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động
phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén (hình 8.33).
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các ôtô tải trung bình và lớn.
Van phanh
Bình khí
Xả ra ngoài
Bình chứa
dầu
Xi lanh chính
Xi lanh bánh xe
Máy nén khí
Xi lanh bánh xe
Trống
phanh
Guốc
phanh
Bánh xe trước
Bình chứa
dầu
Xi lanh chính
Đường khí
Đường dầu
Trống
phanh
Guốc
phanh
Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợpBánh xe sau
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
– Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh
xe phía trước và phía sau;
23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
– Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí
và các xi lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc
như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý
làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.
Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van kép,
có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống phanh xe minibus
CHƯƠNG II
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1. LỰA CHỌN CƠ CẤU PHANH:
Cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng: phanh guốc và phanh đĩa. Phanh guốc
sử dụng chủ yếu trên các ôtô có tải trọng lớn: ôtô tải, ôtô chở khách và một số loại ôtô
con. Phanh đĩa được sử dụng trên nhiều loại ôtô con, trong đó chủ yếu là ở các cơ cấu
phanh trước.
1.1 CƠ CẤU PHANH CẦU TRƯỚC:
Ưu điểm của phanh đĩa:
Phanh đĩa được dùng phổ biến cho xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp ở cầu
trước. Ngày nay, phanh đĩa được dùng cho cả cầu trước và cầu sau vì các ưu điểm
chính sau:
- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng.
- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong
sản xuất.
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanh
kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều đó giúp cho các bánh xe bị phanh làm
việc ổn định , nhất là ở tốc độ cao .
- Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng các khối lượng các chi tiết
không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của xe.
- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài là dễ dàng.
25
