Luận văn thạc sĩ khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ô tô mazda cx 7 2007
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.74 MB, 82 trang )
..
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HÊ THỐNG
PHANH TRÊN XE Ô TÔ MAZDA CX – 7 2007
Sinh viên thực hiện: LÊ ANH KIỆT
Đà Nẵng – Năm 2018
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
TĨM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ơ tô Mazda cx-7
2007
Sinh viên thực hiện: LÊ ANH KIỆT
Số thẻ SV: 10310039 Lớp: 13C4A
Tóm tắt trình bày đồ án:
Ngày nay, ô tô đã 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 thơng tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển.
Đối sinh viên ngành cơ khí động lực em nhận thấy nghiên cứu tính tốn và thiết
kế hệ thống phanh là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này. Nhằm đi sâu tìm hiểu kết
cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc và tính tốn thiết kế để đi đến phương
án tối ưu của hệ thống phanh. Từ đó, đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống
phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính năng ổn định và tính năng 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.
Nội dung đồ án:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh
Chương 2: Giới thiệu về xe ô tơ MAZDA CX-7 2007
Chương 3: Phân tích hệ thống phanh trên xe ơ tơ MAZDA CX-7 2007
Chương 4: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ô tô MAZDA CX-7
2007
Chương 5: Những hư hỏng và biện pháp sửa chữa hệ thống phanh
ii
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: LÊ ANH KIỆT Số thẻ sinh viên: 103130039
Lớp: 13C4A Khoa: Cơ khí Giao thơng. Ngành: Cơ khí Động lực
1. Tên đề tài đồ án:
Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ô tô MAZDA CX-7 2007
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Trọng lượng toàn tải :
Ga = 2300 (kg).
- Động cơ :
Xăng
- Công suất cực đại :
244 hp
- Mô men xoắn cực đại :
350 N.m
- Chiều rộng cơ sở :
B = 1612 (mm).
- Chiều dài cơ sở :
L0 = 2750 (mm).
- Ký hiệu lốp :
235/60 R18
Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh
Chương 2: Giới thiệu về xe ô tô MAZDA MX 5
Chương 3: Phân tích hệ thống phanh trên xe ơ tơ MAZDA MX 5
Chương 4: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ơ tơ MAZDA MX 5
Chương 5: Những hư hỏng và biện pháp sửa chữa hệ thống phanh ABS
4. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
Bảng vẽ tỗng thể xe Mazda cx-7 2007 (A3)
iii
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tô mazda cx-7 2007
Bản vẽ sơ đồ dẫn động hệ thống phanh (A3)
Bản vẽ cơ cấu phanh trước (A3)
Bản vẽ cơ cấu phanh sau (A3)
Bản vẽ kết cấu bầu trợ lực chân khơng (A3)
Bản vẽ kết cấu xylanh chính (A3)
Các bản vẽ chi tiết quá trính phanh ABS (A3)
5. Họ tên người hướng dẫn:
TS. Nguyễn Hồng Việt
Phần/ Nội dung:
Phần tính tốn các thơng số phanh và kết
cấu các bản vẽ
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/1/2018
7. Ngày hoàn thành đồ án: 27/5/2018
Đà Nẵng, ngày
Trưởng Bộ môn……………………….
tháng
Người hướng dẫn
iv
năm 2018
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
LỜI NĨI ĐẦU
Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành động lực thì đồ án tốt nghiệp là phần
không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà đối với mỗi sinh viên cần phải
hoàn thành và qua đó hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững về ơ tơ. Sau q trình
học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát tính tốn kiểm nghiệm một bộ
phận, một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là công việc cần thiết. Điều này củng cố
kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu các vấn đề cơ bản và cũng là sự vận dụng
lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý, nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của
một cán bộ kỹ thuật.
Hệ thống phanh là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ơ tơ chạy
an tồn, do đó đảm bảo được năng suất vận chuyển. Nên hệ thống phanh trên xe đòi
hỏi phải bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định
của xe.
Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ: “KHẢO SÁT VÀ
TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ MAZDA CX-7
2007”.
Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn, thời gian hạn chế và thiếu kinh
nghiệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này em khơng tránh những thiếu sót. Em rất
mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn. Và em
cũng xin chân thành cảm ơn thầy giáo T.s Nguyễn Hoàng Việt, các thầy giáo bộ mơn
Ơ tơ và Máy cơng trình đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hồn thành tốt nội dung đề
tài của mình.
Đà Nẵng, ngày
tháng
năm 2018
Sinh viên thực hiện
Lê Anh Kiệt
v
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tô mazda cx-7 2007
LỜI CAM ĐOAN
Tôi: Lê Anh Kiệt xin cam đoan:
Đồ án tốt nghiệp mà tôi đã làm là kết quả của sự nghiên cứu, tính tốn dựa trên cơ sở
các số liệu thực tế và được thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn.
Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của tôi, không sao chép theo bất cứ
đồ án nào.
Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo
cáo và danh mục tài liệu tham khảo.
Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tơi xin hồn tồn chịu
trách nhiệm.
vi
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
MỤC LỤC
TĨM TẮT .......................................................................................................................i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .......................................................................... iii
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................ v
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................vi
MỤC LỤC ................................................................................................................... vii
DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ ................................................................................ x
DANH SÁCH KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. xii
MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 1
Chương 1:
TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH .................................................... 2
1.1 Công dụng yêu cầu phân loại hệ thống phanh ......................................................2
1.1.1 Công dụng...............................................................................................................2
1.1.2 Yêu cầu ...................................................................................................................2
1.1.3
Phân loại .............................................................................................................3
1.2 Phân tích các loại phanh và cơ cấu phanh ............................................................ 4
1.2.1 Loại phanh đĩa ........................................................................................................4
1.2.2 Loại phanh guốc trống ............................................................................................ 6
1.3 Các loại dẫn động phanh ........................................................................................6
1.3.1 Dẫn động loại thủy lực ...........................................................................................6
1.3.2 Dẫn động khí nén ..................................................................................................10
1.3.3 Dẫn động liên hợp ................................................................................................ 11
1.3.4 Sơ đồ phân dịng chính .........................................................................................11
1.4. Sơ lượt về hệ thống phanh ABS ..........................................................................12
1.4.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................12
1.4.2. Công dụng, yêu cầu ABS ....................................................................................13
1.4.2.1. Công dụng ........................................................................................................13
1.4.2.2. Yêu cầu .............................................................................................................14
1.4.3. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS.....................................................15
vii
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
Chương 2:
GIỚI THIỆU VỀ XE Ơ TƠ MAZDA CX-7 2007 ......................... 16
2.1.Các thông số kỹ thuật của xe ô tô Mazda CX-7 ..................................................17
2.2. Giới thiệuvề một số hệ thống chính trên ơ tơ Mazda CX-7 .............................. 19
2.2.1 Hệ thống lái ..........................................................................................................19
2.2.2. Hệ thống phanh ....................................................................................................20
2.2.3. Hệ thống treo .......................................................................................................21
2.2.4. Hệ thống truyền lực ............................................................................................. 21
Chương 3:
KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE .................... 23
Ô TÔ MAZDA CX-7 ................................................................................................... 23
3.1. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe Mazda CX-7 .........................23
3.1.1. Giới thiệu chung hệ thống phanh trên xe Mazda CX-7......................................23
3.1.2. Nguyên lý làm việc. ............................................................................................. 24
3.2. Kết cấu và các bộ phận chính. .............................................................................28
3.2.1. Cơ cấu phanh. ......................................................................................................28
3.2.2. Xy lanh chính. .....................................................................................................30
3.2.3. Các cảm biến. ......................................................................................................31
3.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU ..............................................................................32
3.2.5. Khối điều khiển điện tử .......................................................................................33
3.2.6. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit). ................................................36
3.2.7. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) ............................................................... 37
3.2.8. Trợ lực phanh ......................................................................................................37
3.2.9. Hệ thống phanh khẩn cấp Brake Assist (BA)......................................................39
Chương 4: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô
TÔ MAZDA CX-7 2007 .............................................................................................. 41
4.1. Các thơng số dùng để tính tốn ...........................................................................41
Khi xe đầy tải:................................................................................................................41
4.2. Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau ........................................41
4.3. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra .....................................45
4.3.1. Đối với cơ cấu phanh trước .................................................................................45
4.3.2. Đối với cơ cấu phanh sau ...................................................................................47
viii
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tô mazda cx-7 2007
4.4. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh.........................................................................49
4.5. Tính tốn các chỉ tiêu phanh ...............................................................................51
4.5.1. Gia tốc chậm dần khi phanh ................................................................................52
4.5.2 Thời gian phanh ....................................................................................................52
4.5.3. Quãng đường phanh ............................................................................................ 53
Chương 5: CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG
PHANH TRÊN XE Ô TÔ MAZDA CX-7 2007 ........................................................56
5.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết.................................................................57
5.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính..............................................57
5.3. Kiểm tra hệ thống ABS ........................................................................................58
5.4. Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán ............................................................................60
5.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành. ..............................................................................66
5.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe ......................................................................67
KẾT LUẬN ..................................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 70
ix
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ
BẢNG 2.1 Các thông số kỹ thuật của xe Mazda CX-7
BẢNG 5.1 Mã chuẩn đốn
BẢNG 5.2 Mã chuẩn đốn
HÌNH 1.1 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp cố định
HÌNH 1.2 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động, xilanh cố định
HÌNH 1.3 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp tùy động, xilanh bố trí trên má kẹp
HÌNH 1.4 Sơ đồ dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp
HÌNH 1.5 Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng
HÌNH 1.6 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén
HÌNH 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén xe ơ tơ đơn khơng có rơ mooc
HÌNH 1.8 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương
đối λ của bánh xe.
HÌNH 1.9 Quá trình phanh có và khơng có ABS trên đoạn đường cong.
HÌNH 2.1 Hình ảnh thực tế của xe ơ tơ Mazda CX-7
HÌNH 2.2 Hình vẽ tổng thể của xe Mazda CX-7
HÌNH 2.3 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái trên ô tô Mazda CX-7
HÌNH 3.1 Hê thống phanh trên xe mazda cx-7 2007
HÌNH 3.2 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS
HÌNH 3.3 Giai đọan tăng áp suất
HÌNH 3.4 Giai đoạn giảm áp suất
HÌNH 3.5 Giai đoạn giữ áp suất
HÌNH 3.6 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo
HÌNH 3.7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động sử dụng trên xe
x
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
HÌNH 3.8 Kết cấu xy lanh chính
HÌNH 3.9 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe
HÌNH 3.10 Khối điều khiển điện tử của ABS
HÌNH 3.11 Lược đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của khối điều khiển điện tử
HÌNH 3.12 Bầu trợ lực
HÌNH 3.12 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khuẩn cấp BA
HÌNH 4.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ơtơ khi phanh
HÌNH 4.2 Giản đồ phanh
xi
Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007
DANH SÁCH KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ABS: Anti lock Braking system
BA: Brake Assit
EBD: Electronic Brake-force Distribution
xii
MỞ ĐẦU
I. Mục đích thực hiện đề tài
Giúp hiểu rõ được kết cấu và nguyên lý của các bộ phận, cụm chi tiết, đến từng
chi tiết cụ thể trong hệ thống phanh. Từ đó, có thể xác định được kết quả các thông số
kết cấu của hệ thống phanh thông qua từ phương pháp tính tốn hệ thống phanh. Ðồng
thời, được nghiên cứu sâu những vấn đề chưa thực sự ổn định, hiệu quả làm việc chưa
cao của một số chi tiết, từ cơ sở cơ bản mà phân tích đề xuất khắc phục cải tiến phù
hợp.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe MAZDA CX-7 2007.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Xe ô tô MAZDA CX-7 2007.
Phạm vi nghiên cứu: Tìm hiểu kết cấu của các chi tiết trên hệ thống phanh và
nguyên lý hoạt đông của hệ thống phanh có ABS
IV. Ý nghĩa của đề tài
Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ
bản hơn để cải tạo. Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý
có thể khai thác tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể.
Giúp cho người sử dung có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi
trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô. Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời
nhanh chống phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và
biện pháp khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống phanh ô tô.
.
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
1
Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH
1.1 Công dụng yêu cầu phân loại hệ thống phanh
1.1.1 Công dụng
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi đừng hẳn hoặc đến
một tốc độ cần thiết nào đó
- Ngồi ra hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ trên
các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường
- Hệ thống phanh đảm bảo cho ơ tơ chuyển động an tồn ở mọi chế độ làm việc.
nhờ thế ơ tơ mới có thể phát huy hết khả năng động lực,nâng cao tốc độ và năng suất
vận chuyển
1.1.2 Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững tin cậy
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp
nguy hiểm
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác,để đảm bảo tiện nghi và an tồn
cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết,trong thời gian khơng hạn chế
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh
- Khơng có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi
quay vòng
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều
kiện sử dụng
- Có khả năng thoát nhiệt tốt
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện,lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
nhỏ
- Đẫn động phanh phải có độ nhạy lớn
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
2
- Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ
trọng lượng bám để tạo lực phanh. Lực phanh trên các bánh xe phải tỉ lệ thuận với
phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực, hay dẫn động khí nén
hoặc bơm thủy lực để tang hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ơ tơ khi phanh,lực phân lực phanh
giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thõa mãn các điều kiện sau:
- Lực phanh trên các bánh xe trái và phải của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai
lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
- Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các bánh
xe trước trượt sẽ làm cho ơ tơ bị trược ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm cho ơ tơ
mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngồi ra các bánh xe bị trượt cịn gây mòn lốp, giảm
hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh
lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (antilock braking system-ABS)
1.1.3 Phân loại
a. Cơng dụng gồm có:
+ Hệ thống phanh chính (phanh chân)
+ Hệ thống phanh dừng (phanh tay)
+ Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ)
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh gồm có:
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dã
c.Theo dẫn động phanh gồm có:
+ Hệ thống phanh dẫn động cơ khí
+ Hệ thống phanh dẫn dộng thủy lực
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
3
+ Hệ thống phanh dẫn động trợ lực khí nén
+ Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén thủy lực
+ Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa
1.2 Phân tích các loại phanh và cơ cấu phanh
1.2.1 Loại phanh đĩa
5
Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp cố định
1-má phanh; 2-má kẹp; 3-piston; 4-vịng làm kín; 5-đĩa phanh;
Hình 1.2. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động, xilanh cố định
1.đĩa phanh; 2.má kẹp; 3.đường dầu; 4.piston; 5.thân xilanh; 6.má phanh;
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
4
Hình 1.3 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp tùy động, xilanh bố trí trên má kẹp
1.má phanh; 2.má kẹp; 3.piston; 4.vịng làm kín; 5.đĩa phanh;
6.chốt dẫn hướng;
Ưu điểm:
+ Áp suất phân bố đều lên bề mặt má phanh, do đó các má phanh mịn điều
+ Bảo dưởng đơn giản do khơng phải điều chỉnh khe hở,có khả năng làm việc với
khe hở nhỏ (0,05-0,15)mm nên rất nhạy
+ Lực ép tác dụng theo chiều dọc trục tự cân bằng,nên cho phép tăng giá trị lực
ép để tang hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng kết
cấu.
+ Có kết cấu nhỏ gọn,đơn giản, ổn định khi thắng nên đễ bố trí trong bánh xe.
+ Hiệu quả phanh không phụ thuộc vào chiều quay
+ Điều kiện làm mát tốt
+ Lực quay ly tâm của rơto làm chất bẩn khơng bám được
+ Phanh đĩa cịn có ưu điểm là có khả năng thốt nước tốt, do nước bám vào đĩa
phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly tâm nên tính năng phanh được phục hồi nhanh
trong thời gian ngắn
+ Kết hợp với hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) rất tốt
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
5
+ Cơ cấu phanh đĩa có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với phanh tang trống nên
việc kiểm tra, bảo đưỡng và thay thế má phanh đặc biệt đễ dàng
Nhược điểm:
+ Nhạy cảm với bụi bẩn, khó làm kín nên dễ bị oxy hóa và làm cho các má phanh
mòn nhanh
+ Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước
+ Công nghệ chế tạo cao, giá thành cao
Phạm vi ứng dụng: thường được sử dụng chủ yếu trên ô tô du lịch
1.2.2 Loại phanh guốc trống
Nhược điểm:
+ Do kết cấu kín nên khả năng tản nhiệt cơ cấu nhanh rất kém
+ Áp lực phân bố không điều trên bề mặt má phanh, nên làm cho má phanh
khơng mịn điều
+ Độ nhạy của cơ cấu phanh kém, do khe hở giữa má phanh và trống phanh lớn,
khoảng (0,2-0.4)mm
+ Cần phải có bộ điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh
+ Có nhiều chi tiết
Ưu điểm:
+ Có thể kết hợp để làm phanh dừng
+ Giá thành rẻ
+ Công nghệ chế tạo không quá cao
Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng trên tất cả các loại ô tô
1.3 Các loại dẫn động phanh
1.3.1 Dẫn động loại thủy lực
Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn dộng phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại:
dẫn động tác động trực tiếp, dẫn động tác động gián tiếp, dẫn động dung bơm và các
bộ tích năng
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
6
a. Dẫn động thủy lực tác động trực tiếp
Hình 1.4 Sơ đồ dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp
1.xilanh bánh xe; 2.đường ống dẫn; 3,4.piston của xilanh chính; 5.bàn đạp;
6.xilanh chính; 7.đường ống dẫn; 8.xilanh bánh xe;
Ưu điểm
+ Hiệu suất cao
+ Kết cấu đơn giản
+ Độ nhạy lớn
+ Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe
Nhược điểm:
+ Lực điều khiển lớn, vì áp suất sinh ra trong hệ thống chỉ do lực người điều
khiển tạo ra
+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp
+ Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có 1 chỗ nào bị rị rỉ thì dẫn dộng khơng làm việc
được
Phạm vi sử dụng: chỉ dung chô ô tô tải trọng nhỏ
b. Dẫn động thủy lực tác động gián tiếp: cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ
lực người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
7
Dẫn động thủy lực tác động gián tiếp có hai loại: dẫn động thủy lực trợ lực chân
không và đẫn động thủy lực trợ lực khí nén
*Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân khơng.
Hình 1.5. Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng
1.Xylanh chính; 2. Piston; 3.Bình dầu phụ; 4.Bầu trợ lực;5.Màng cao su; 6.Màng
cao su ở cơ cấu tỷ lệ; 7.Van khơng khí; 8.Phần tử lọc; 9.Bàn đạp; 11.Van chân không;
12.Đường ống nạp13.Van một chiều; 14,15.Đường dầu đi đến các cơ cấu phanh
trước/sau
Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ bộ trợ
lực chân không lắp song song với bàn đạp
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường
nạp của động cơ xăng có tốc độ lớn hoặc do bơm chân khơng tạo ra để tạo lực phụ cho
người lái
Ưu điểm:
+ Hiêu suất làm việc cao
+ Độ nhạy lớn
+ Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe
+ Lực điều khiển nhỏ
+ Kết cấu đơn giản
Nhược điểm:
+ Hiệu suất làm việc giảm nhiều ở tốc độ thấp
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
8
+ Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động
và mômen phanh khơng ổn định
+ u cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rị rỉ thì cả dịng dẫn động
khơng làm việc được
+ Giá thành cao
Được sử dụng trên xe con, xe tải nhỏ và trung bình
*Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén:
Hình 1.6 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén
1.bàn đạp; 2.địn đẩy; 3.cụm van khí nén; 4.bình chứa khí nén; 5.xilanh lực;
6.xilanh chính; 7,9.đường ống dẫn dầu đến xilanh bánh xe; 8,10. dẫn động thủy
lực dung bơm và các bộ tích năng;
Cơ cấu phanh được đẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ bộ trợ
lực khí nén lắp song song với bàn đạp
Ưu điểm:
+ Hiệu suất làm việc cao
+ Độ nhạy cao
+ Tạo phản lực lớn
+ Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe
+ Lực điều khiển nhỏ
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
9
Nhược điểm:
+ Kết cấu phực tạp
+ Phải tiêu tốn công suất cho máy nén khí
+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp
+ Sự dao động áp suất của chất lỏng, có thể làm cho các đường ống bị rung động
và mô men phanh không ổn định
+ Yêu cầu độ kín khít cao
+ Giá thành cao
Phạm vi sử dụng: được dùng nhiều trên ô tô tải trọng lớn
1.3.2 Dẫn động khí nén
Hình 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén xe ơ tơ đơn khơng có rơ mooc
1.Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 3.Bộ lọc nước và làm khơ khí;4.Cụm van chia
và bảo vệ; 5,6.Các bình chứa khí nén; 7.van phân phối hai dòng; 8.Bầu phanh và cơ
cấu phanh trước; 9.Bộ tích năng và cơ cấu phanh sau.
a.ưu điểm:dẫn động khí nén có các ưu điểm quang trọng là:
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
10
- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rị rỉ nhỏ hệ thống vẫn có thể
tiếp tục làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm
- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác, như: phanh rơ
mooc, đóng cửa xe, hệ thống treo khí nén,…
- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa q trình điều khiển dẫn động
b. nhược điểm:
- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn
- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của
chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10-15 lần. Nên kích thước và khối lượng của dẫn
động lớn
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều
- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn
c. phạm vi sử dung: được sử dụng rộng rải trên các ô tô máy kéo cỡ trung bình và
lớn, cũng như trên các đồn xe kéo mooc
1.3.3 Dẫn động liên hợp
a.ưu nhược điểm:
- Điều khiển nhẹ nhàng, dễ cơ khí hóa hay tự động hóa
- Độ nhạy cao, kích thước và khối lượng nhỏ
- Nếu một phần nào đó của dẫn động bi rị rỉ thì tồn bộ dẫn động sẽ không làm
việc được
- Số lượng các chi tiết nhiều, kết cấu bảo dưởng phức tạo
b. phạm vi sử dụng:
- Được sử dụng rộng rải trên các ô tô và đoàn xe kéo mooc tải trọng lớn và đặc
biệt lớn
1.3.4 Sơ đồ phân dịng chính
Theo hình thức dẫn động phanh thủy lực có thể chia ra làm hai loại:
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
11
+ Truyền động phanh một dòng: truyền động phanh một dịng được sử dụng rộng
rãi trên một số ơ tơ trước đây vì kết cấu của nó đơn giản
+ Truyền động phanh nhiều dòng: dẫn động hệ thống phanh làm việc nhằm mục
đích tang độ tin cậy, cần phải có ít nhất hai dịng dẫn động độc lập có cơ cấu điều
khiển chung là bàn đạp phanh. Trong trường hợp một dịng bị hỏng thì các dịng cịn
lại vẫn phanh được ơ tơ với một hiệu quả phanh nào đó
Hiên nay phổ biến nhất là đẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng.Để dẫn động
phanh làm việc với độ tin cậy cao, thì cần có ít nhất là hai dòng dẫn động độc lập.
trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dịng cịn lại vẫn làm được việc với một
hiệu quả nhất định nào đó
Để phân chia các dịng có thể sử dụng một bộ phận điều khiển kép như: xylanh
kép hay một bộ chia
Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng. Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dịng
phải tính tốn lựa chọn kỹ dựa vào ba yếu tố chính:
+ Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng
+ Mức độ bất đối xứng lực phanh khi một dòng bị hỏng
+ Mức dộ phức tạp của dòng dẫn động
1.4. Sơ lượt về hệ thống phanh ABS
1.4.1. Đặt vấn đề
Lực phanh cực đại phụ thuộc vào lực bám của bánh xe, nếu lực phanh nhỏ hơn lực
bám thì thời gian phanh và quãng đường phanh sẽ lớn, gia tốc phanh nhỏ. Nếu lực
phanh lớn hơn lực bám của bánh xe thì bánh xe sẽ trượt lết trên đường. Khi bánh xe
trượt lết thì hệ số bám φ giảm tính ổn định hướng của xe giảm, xe mất lái dễ gây tai
nạn.
Đối với hệ thống phanh thường thì khi tác dụng lực phanh áp lực phanh sẽ tăng
lên giá trị cực đại, tốc độ phanh giảm xuống rất nhanh cho đến khi bánh xe bị hãm
cứng, trong khi đó lực qn tính của xe lớn hơn nên xe chưa dừng hẳn được mà làm
cho các bánh xe trượt lết trên đường. Điều này dẫn đến hiện tượng mất ổn định lái gây
nguy hiểm.
Để ngăn ngừa hiện tượng này người ta có nhiều hướng nghiên cứu giải quyết khác
nhau như: Tập hợp các kinh nghiệm lái xe lại để tiến hành tổ chức huấn luyện tài xế,
cải tiến hệ thống phanh.Một trong những thành công là người ta đã thiết kế ra hệ thống
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
12
chống hãm cứng các bánh xe, chống trượt lết, tăng tính ổn định phanh, giảm được
quãng đường phanh, càng ngày hệ thống này càng hồn thiện hơn.
1.4.2. Cơng dụng, u cầu ABS
1.4.2.1. Công dụng
- Giảm quãng đường phanh:
Quãng đường phanh là một hàm của vận tốc, khối lượng xe và lực phanh đạt giá
trị cực đại thì quãng đường phanh đạt giá trị cực tiểu nếu tất cả các yếu tố không đổi.
Hệ thống ABS luôn giữ cho lực phanh ở mức cực đại nên quãng đường phanh là nhỏ
nhất.
- Cải thiện tính ổn định:
ωb
Tốc độ góc của bánh xe.
rb
Bán kính lăn của bánh xe.
Hình 1.8 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối
λ của bánh xe.
Cịn ơ tơ khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mịn
đi một lớp dày tới 6[mm].
Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, mất khả năng tiếp nhận lực ngang và khong
thể thực hiện quay vòng khi phan trên một đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh
ngại vật, đặc biệt trên mặt đường có hệ só bám thấp. Do đó dễ gây ra tai nạn nguy
hiểm khi phanh.
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt
Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt
13
