Thiết kế chế tạo hệ thống phanh thủy lực

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.81 MB, 92 trang )

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
---------------o0o---------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHANH
THỦY LỰC

GVHD :

ThS : Trần Anh Sơn

TPHCM, tháng 06/2020

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC
---------------o0o---------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHANH
THỦY LỰC

KHOA :

CƠNG NGHỆ ĐỘNG LỰC

GVHD :

ThS :TRẦN ANH SƠN

CHUYÊN NGHÀNH :

CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

NGÀY NHẬN ĐỀ TÀI :
NGÀY BẢO VỆ :

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHÊ ĐỘNG LỰC
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
(Dùng cho giáo viên hướng dẫn)
Tên đề tài: Thiết kế chế tạo hệ thống phanh thủy lực.

Giáo viên hướng dẫn: Th.S: Trần Anh Sơn.
Cơ quan công tác:Khoa Công nghệ Động Lực - Trường Đại học Công Nghiệp TP.
HCM
Ý KIẾN NHẬN XÉT
- Tinh thần thái độ thực hiện đồ án của sinh viên:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- Kết quả thực hiện đồ án:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- Ưu nhược điểm:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- Điểm mới:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- Tồn tại nếu có:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

KẾT LUẬN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

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

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- Nội dung của đồ án:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- Phương pháp nghiên cứu:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
- Kết quả và kết luận:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Thiếu sót và việc cần thực hiện:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

CÁC VẤN ĐỀ CẦN LÀM RÕ
(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
KẾT LUẬN
(Giảng viên ghi rõ được bảo vệ hay không được bảo vệ)
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Sau q trình nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu nhóm đã đề ra phương án hợp lí và xây
dựng quy trình chế tạo mơ hình hệ thống phanh thủy lực. Nhóm sử dụng phần mềm
CATIA để thiết kế mơ phỏng khung xe và bố trí các cơ cấu, cụm chi tiết trên mơ hình
đảm bảo tính thẩm mỹ và ổn định.
Trong q trình làm đề tài, nhóm đặc biệt chú ý đến việc an toàn lao động khi sử
dụng sản phẩm, giảm giá thành trong quá trình chế tạo, nâng cao tính hiệu quả của mơ
hình.

II

LỜI NÓI ĐẦU
Trên nền tảng của đất nước đang trên đà phát triển lớn mạnh về kinh tế, đó là sự thay
ra đổi thị trường của q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước và sự hội nhập của
các nghành cơng nghiệp, trong đó có nghành kỹ thuật ôtô ở nước ta ngày càng được chú
trọng và phát triển. Điều này thể hiện bởi sự kết hợp liên doanh lắp ráp ơtơ giữa nước ta
với nước ngồi ngày càng phát triển rộng lớn, các công ty doanh nghiệp lắp ráp được
phân bố trên hầu hết các tỉnh của cả nước. Một số tập đồn ơtơ lớn đã có sự đầu tư lớn
vào nước ta như: DAEWOO, FORD, TOYOTA, NISSAN, KIA,… Điều này thúc đẩy
mạnh mẽ sự phát triển của nền công nghiệp ôtô tại nước ta.
Một vấn đề lớn đặt ra đó là sự hội nhập, tiếp thu những cơng nghệ kỹ thuật tiên tiến
của các nước có nền công nghiệp phát triển vào việc lắp ráp sản xuất cũng như sử dụng
bảo dưỡng trên xe ôtô. Hiện nay nước ta đã chế tạo, tự sản xuất nguyên chiếc ôtô thúc
đẩy phát triển nghành công nghệ ôtô của nước ta lên một tầm cao mới.
Một trong những hệ thống đặc biệt quan trọng của ôtô là hệ thống phanh. Hệ thống
phanh có nhiệm vụ làm giảm tốc độ của ơtơ, đảm bảo cho ơtơ chuyển động an tồn, cho
phép người lái có thể điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống
nguy hiểm, giữ cố định xe trong thời gian dừng. Do vậy người ta không ngừng cải tiến
hệ thống phanh để nâng cao tính năng của nó. Với hệ thống phanh được cải tiến tối ưu sẽ
giúp nâng cao sự an toàn và sự tin cậy giúp cho người lái điều khiển xe an toàn nhất.

Đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, học tập tìm hiểu về hệ thống phanh và làm thiết bị
giảng dạy trong trường, em đã được giao nhiệm vụ “THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH
HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC”.
Em rất mong rằng khi đề tài của em được hoàn thành sẽ đóng góp phần nhỏ trong
cơng tác giảng dạy và học tập mơn học này. Đồng thời có thể là tài liệu tham khảo cho
các bạn học sinh, sinh viên chun nghành ơtơ tìm hiểu nâng cao kiến thức.
Sau khoảng thời gian nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo của thầy Trần
Anh Sơn và toàn thể các thầy cơ trong khoa, đã giúp nhóm em hồn thành được đồ án
của minh.
Em xin chân thành cảm ơn!

III

MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT .......................................................................................................... I
TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP........................................................................... II
LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................... III
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ ÁN ........................................................................ 1
1.1 Lý do chọn đề tài.............................................................................................. 1
1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước ...................................................... 2
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước .............................................................. 2
1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước ............................................................. 3
1.3 Điểm mới của đề tài ......................................................................................... 3
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................... 3
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ 3
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 3
1.5 Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 3
1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ......................................................................... 3
1.7 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 4

1.7.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn ............................................................ 4
1.7.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu. .............................................................. 4
1.8 Bố cục đồ án..................................................................................................... 4
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................... 6
2.1 Giới thiệu hệ thống phanh thủy lực ................................................................. 6
2.1.1 Khái quát chung hệ thống phanh thủy lực................................................. 6
2.1.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thủy lực trên ô tô ....................... 6
2.2 Giới thiệu phần mềm CATIA ........................................................................ 10
2.2.1 Tổng quan về chức năng của CATIA trong kĩ thuật ............................... 10
2.2.2 Tính năng của CATIA ............................................................................. 11
2.2.3 Mơi trường thiết kế ngược trên catia ....................................................... 11

IV

2.3 Các thơng số kỹ thuật chính của xe ............................................................... 12
2.4 Xác định lực và momemt phanh tác dụng lên bánh xe .................................. 14
2.5 Tính tốn cơ cấu phanh guốc ......................................................................... 16
2.5.1 Xác định góc  và bán kính  .................................................................. 16
2.5.2 Tính tốn lực cần thiết tác dụng lên gốc phanh P1 và P2 ....................... 18
2.5.3 Công trượt L ............................................................................................ 18
2.5.4 Áp suất bề mặt má phanh ........................................................................ 19
2.5.5 Kiểm tra hiện tượng tự siết ...................................................................... 20
2.6 Tính tốn cơ cấu phanh đĩa ............................................................................ 21
2.6.1 Lực F tác dụng lên má phanh .................................................................. 21
2.6.2 Áp suất trên bề mặt má phanh ................................................................. 21
2.6.3 Mômen sinh ra trên cơ cấu phanh đĩa được xác địnhError!

Bookmark

not defined.
2.7 Tính tốn các chỉ tiêu phanh .......................................................................... 22
2.7.1 Thời gian phanh....................................................................................... 22
2.7.2 Gia tốc chậm dần khi phanh .................................................................... 23
2.7.3 Quãng đường phanh ................................................................................ 24
2.7.4 Kiểm tra sự tăng nhiệt của hệ thống phanh ............................................. 24
2.8 Tính tốn cơ cấu điều khiển ........................................................................... 25
2.8.1 Hành trình dịch chuyển của piston xy lanh chính ................................... 25
2.8.2 Tỷ số truyền bàn đạp ............................................................................... 26
2.8.3 Lực trợ lực cần thiết của bộ trợ lực ......................................................... 27
2.9 Xây dựng chương trình tính tốn kết cấu hệ thống ........................................ 28
2.9.1 Giới thiệu về Matlab Guide ..................................................................... 28
2.9.2 Thao tác với Guide .................................................................................. 28
2.9.3 Xây dựng giao diện tính tốn hệ thống phanh thủy lực .......................... 29
2.9.4 Thiết lập thuộc tính cho các cơng cụ ....................................................... 30

V

2.9.5 Thực thi các hàm ..................................................................................... 31
2.9.6 Chạy chương trình cần tình ..................................................................... 32
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MƠ HÌNH PHANH THỦY LỰC .......... 35
3.1 Xây dựng mơ hình 3D các chi tiết ................................................................. 35
3.1.1 Thiết kế khung sườn ................................................................................ 35
3.1.2 Cơ cấu phanh đĩa ..................................................................................... 35
3.1.3 Cơ cấu phanh guốc .................................................................................. 38
3.1.4 Cơ cấu điểu khiển .................................................................................... 40
3.2 Thiết kế chế tạo mơ hình. ............................................................................... 44
3.2.1 Cơ cấu phanh đĩa: .................................................................................... 44
3.2.2 Cơ cấu phanh guốc .................................................................................. 47

3.2.3 Cơ cấu điều khiển: ................................................................................... 50
3.3 Tính tốn bền khung ...................................................................................... 53
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG QUY TRÌNH THÁO RÁP VÀ KIỂM TRA ............ 56
4.1 Xây dựng quy trình tháo ráp hệ thống phanh thủy lực. ................................. 56
4.1.1 Quy trình tháo cơ cấu phanh đĩa. ............................................................ 56
4.1.2 Cơ cấu phanh tang trống: ........................................................................ 59
4.1.3 Cơ cấu điều khiển: ................................................................................... 63
4.1.4 Quy trình ráp: .......................................................................................... 64
4.2 Kiểm tra và sửa chữa. .................................................................................... 65
4.2.1 Cơ cấu phanh guốc: ................................................................................. 65
4.2.2 Cơ cấu phanh đĩa. .................................................................................... 66
4.2.3 Cơ cấu điều khiển .................................................................................... 67
4.3 Một số hư hỏng nguyên nhân và cách khắc phục .......................................... 67
CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................... 72
5.1 Kết luận: ......................................................................................................... 72
5.1.1 Về mặt lý thuyết: ..................................................................................... 72

VI

5.1.2 Về mặt thực hành: ................................................................................... 73
5.2 Kiến nghị:....................................................................................................... 73
5.2.1 Về phía nhà trường: ................................................................................. 73
5.2.2 Về phía sinh viên: .................................................................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 74

VII

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực. ................................................................. 7
Hình 2.2: Cơ cấu phanh đĩa. ..................................................................................... 8
Hình 2.3: Cơ cấu phanh guốc.................................................................................... 9
Hình 2.4: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên cơ cấu phanh .................................... 14
Hình 2.5: Xác định góc đặt  của lực N1 khi áp suất phân bố đều ........................ 16
Hình 2.6: Sơ đồ tính tốn cơ cấu phanh .................................................................. 17
Hình 2.7: Lực tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa ......................................................... 21
Hình 2.8: Giản đồ phanh ......................................................................................... 22
Hình 2.9: Giao diện nhập và xuất kết quả tính tốn ............................................... 28
Hình 2.10: File có phần mở rộng đi .fig .............................................................. 29
Hình 2.11: File có phần mở rộng đi .m ............................................................... 29
Hình 2.12: Tạo các cơng cụ..................................................................................... 30
Hình 2.13: Thiết lập thuộc tính cho các thành phần ............................................... 30
Hình 2.14: Gọi hàm đội tượng tượng ...................................................................... 31
Hình 2.15: Sử dụng hàm tính trong callback .......................................................... 31
Hình 2.16: Khởi chạy các chương trình đã thiết lập ............................................... 32
Hình 2.17: Tính lực tác dụng lên bánh xe tren mailab gui ..................................... 32
Hình 2.18: Tính tốn phanh guốc trên matlab gui .................................................. 33
Hình 2.19: Tính tốn phanh đĩa trên matlab gui ..................................................... 33
Hình 2.20: Tính tốn chỉ tiêu phanh trên matlab gui .............................................. 33
Hình 2.21: Dẫn động phanh trên matlab gui .......................................................... 34
Hình 3.1: Khung sườn ............................................................................................. 35
Hình 3.2: Khớp nối moay- ơ .................................................................................... 35
Hình 3.3: Càng phanh đĩa ....................................................................................... 36
Hình 3.4: Piston phanh đĩa...................................................................................... 36
Hình 3.5: Má phanh đĩa .......................................................................................... 36
Hình 3.6: Đĩa phanh ................................................................................................ 37
Hình 3.7: Chốt trượt và cao su chắn bụi ................................................................. 37

VIII

Hình 3.8: Cơ cấu phanh đĩa .................................................................................... 37
Hình 3.9: Tang trống ............................................................................................... 38
Hình 3.10: Guốc phanh ........................................................................................... 38
Hình 3.11: Cần điều chỉnh ...................................................................................... 38
Hình 3.12: Cần điều khiền phanh tay ...................................................................... 39
Hình 3.13: Xy lanh phanh guốc ............................................................................... 39
Hình 3.14: Cụm piston – lị xo................................................................................. 39
Hình 3.15: Bán trục ................................................................................................. 40
Hình 3.16: Cơ cấu phanh guốc................................................................................ 40
Hình 3.17: Xy lanh chính ......................................................................................... 40
Hình 3.18: Nắp trước bầu trợ lực............................................................................ 41
Hình 3.19: Nắp sau bầu trợ lực ............................................................................... 41
Hình 3.20: Ty đẩy và lị xo màng bầu trợ lực .......................................................... 41
Hình 3.21: Cao su chắn bụi bầu trợ lực và ty đẩy bàn đạp .................................... 42
Hình 3.22: Cụm chi tiết van điều khiển ................................................................... 42
Hình 3.23: Bình chứa dầu ....................................................................................... 42
Hình 3.24: Đường ống dầu ...................................................................................... 43
Hình 3.25: Cơ cấu điều khiển .................................................................................. 43
Hình 3.26: Bản vẽ khớp nối moay-ơ ........................................................................ 44
Hình 3.27: Bản vẽ càng phanh đĩa .......................................................................... 44
Hình 3.28: Bản vẽ piston phanh đĩa ........................................................................ 45
Hình 3.29: Bản vẽ má phanh đĩa ............................................................................. 45
Hình 3.30: Bản vẽ đĩa phanh ................................................................................... 46
Hình 3.31: Bản vẽ chốt trượt ................................................................................... 46
Hình 3.32: Bản vẽ cơ cấu phanh đĩa ....................................................................... 47
Hình 3.33: Bản vẽ tang trống .................................................................................. 47
Hình 3.34: Bản vẽ guốc phanh ................................................................................ 48
Hình 3.35: Bản vẽ cần điều chỉnh ........................................................................... 48

Hình 3.36: Bản vẽ cần điều khiển phanh tay ........................................................... 49

IX

Hình 3.37: Bản vẽ xy lanh phanh guốc ................................................................... 49
Hình 3.38: Bản vẽ cơ cấu phanh guốc .................................................................... 50
Hình 3.39: Bản vẽ xy lanh chính ............................................................................. 50
Hình 3.40: Bản vẽ nắp trước bầu trợ lực ................................................................ 51
Hình 3.41: Bản vẽ nắp sau bầu trợ lực ................................................................... 51
Hình 3.42: Bản vẽ ty đẩy bầu trợ lực ...................................................................... 52
Hình 3.43: Bản vẽ ty đẩy bàn đạp ........................................................................... 52
Hình 3.44: Bản vẽ cơ cấu điều khiển ....................................................................... 53
Hình 3.45: Phân tích lực tác dụng lên khung .......................................................... 53
Hình 3.46: Biểu đồ lực cắt và mơ men uốn ............................................................. 54
Hình 3.47: Kết quả tính bền khung bằng CATIA .................................................... 54

X

MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Daewoo matiz I 0,8AT .............................................. 14
Bảng 2.2: Khảo sát thời gian phanh .............................................................................. 23
Bảng 2.3: Khảo sát quãng đường phanh ....................................................................... 24
Bảng 4.1: Quy trình tháo cơ cấu phanh đĩa. ................................................................ 59
Bảng 4.2: Quy trình tháo cơ cấu phanh tang trống ..................................................... 63
Bảng 4.3: Quy trình tháo cơ cấu điều khiển. ................................................................ 64
Bảng 4.4: Một số hư hỏng nguyên nhân và cách khắc phục. ..................................... 71

XI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỒ ÁN
1.1 Lý do chọn đề tài
Ô tô là phương tiện giao thông thông dụng của con người hiện nay. Vì vậy, các hệ
thống an tồn trên xe đóng vai trị quyết định sự an tồn của người và hàng hóa trên xe.
Trong đó, hệ thống phanh đóng vai trị hàng đầu với sự an tồn của con người và hàng
hóa.
Ngày nay, do sự phát triển của xã hội nên nhu cầu đời sống con người ngày càng
được nâng cao, đòi hỏi xã hội phải hiện đại. Chính vì thế mà các nhà khoa học đã khơng
ngừng tìm tịi nghiên cứu và phát minh ra máy móc thiết bị phục vụ nhu cầu của con
người và phương tiện giao thơng cũng phát triển khơng ngừng. Trong đó, ô tô là một
phương tiện phổ biến. Do nhu cầu cấp thiết của người tiêu dùng, nghành công nghiệp ô
tô đã cho ra đời rất nhiều loại ô tô với các tính năng và cơng dụng khác nhau. Cũng từ
những địi hỏi của người tiêu dùng về vận tốc ơ tô phải lớn, hiệu quả phanh cao nhất. Nhà
sản xuất phải nghiên cứu về hệ thống phanh nhiều hơn nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu
dùng vì vậy hệ thống phanh thủy lực ra đời là một trong những giải pháp cho các vấn đề
đó.
Trên thế giới các cơng nghệ hiện đại được áp dụng lắp đặt trên xe ngày càng phổ
biến như ABS, EBD…Các thiết bị này góp phần nâng cao độ tin cậy an tồn của ơ tơ.
Ở Việt Nam, với điều kiện là nước có ngành cơng nghiệp ơ tơ chưa phát triển. Ơtơ
sử dụng ở Việt Nam chủ yếu là nhập khẩu và lắp ráp. Tuy nhiên, các công nghệ phanh
hiện đại cũng đã được ứng dụng lắp ráp và sử dụng trên các xe ở Việt Nam.
Tại Khoa Cơ Khí Động Lực trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM là nơi đào tạo ra
những thế hệ kỹ sư nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội hiện nay. Để có kết quả đó nhà trường
khơng ngừng nâng cao và cải tiến phương pháp dạy và học. Không chỉ được học lý thuyết

mà còn được trực tiếp thực hành trên những mơ hình rất quan trọng, hệ thống phanh được
đưa vào đào tạo, giảng dạy cơ bản với nguồn tài liệu phong phú, các mơ hình thực tế của
hệ thống phanh dầu, hệ thống phanh khí, phanh ABS. Tuy nhiên với cơ sở vật chất chưa
đầy đủ của khoa chưa đủ và được sự cho phép của nhà trường, chúng em là sinh viên năm
cuối của khoa “Công nghệ Động lực” nhận thấy tính thiết thực nên đã chọn đề tài:
“THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC”, do thầy
Trần Anh Sơn hướng dẫn làm đề tài tốt nghiệp để đưa vào sử dụng thực tập và làm tài
liệu cho sinh viên khóa sau tham khảo học tập.
1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước
Với sự phát triển của nghành ô tô của Việt Nam như hiện nay, cùng với chiến lược
phát triển của nhà nước, chính sách nội địa hóa phụ tùng ô tô trong việc sản xuất và lắp
ráp tạo điều kiện cho các nhà thiết kế nghiên cứu, chế tạo các cụm, các hệ thống trên ô tô
trong nước, trong đó có hệ thống phanh. Vấn đề nghiên cứu thiết kế và chế tạo các phần
tử của hệ thống phanh thủy lực, hệ thống phanh ABS,EBD,EBA…là phù hợp với xu
hướng phát triển của thế giới và chủ trương nội địa hóa sản phẩm ơ tơ của việt nam.
Trong tình hình hiện nay, nền cơng nghiệp ơ tơ của nước ta chủ yếu là lắp ráp nên
để có thể độc lập chế tạo các chi tiết của ô tô rất cần những nghiên cứu ứng dụng vào
thực tế. Nghiên cứu các vấn đề về lý thuyết và điều kiện hệ thống phanh ô tô hiện đại
nhằm ứng dụng thiết kế và chế tạo các hộp ECU điều khiển hệ thống phanh là một vấn
đề rất phức tạp nhưng đó là công việc cần phải bắt tay vào làm để trong tương lai khơng
xa chúng ta có thể tự nghiên cứu và sản phẩm ô tô riêng của Việt Nam. Ở nước ta trước
kia việc kiểm tra hệ thống phanh trong lần kiểm tra xe định kỳ cịn mang tính chất hình

thức, tùy tiện, dựa trên sự quan sát bằng mắt, không dựa trên một tiêu chuẩn nào và chưa
dùng thiết bị đo nào cả. Từ ngày thực hiện nghị định 36 CP của chính phủ thì bộ giao
thơng vận tải mới ra những tiêu chuẩn bước đầu để kiểm tra phanh và đã dùng nghững
phương tiện để đo để xác định hiệu quả phanh.
Hiện nay cả nước đã có rất nhiều trạm đăng kiểm phương tiện xe cơ giới đường bộ
có các thiết bị hiện đại kể cả thiết bị kiểm tra phanh. Tuy nhiên các thiết bị kiểm tra phanh
hiện có ở nước ta cịn hạn chế ở dạng bệ thử với tốc độ thấp, còn thiết bị kiểm tra phanh
định kỳ trên đường vẫn còn hạn chế, các thiết bị để nghiên cứu về phanh ô tô lại càng
khan hiếm việc nghiên cứu khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả phanh của ô tô là
thực sự cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Các cơng trình nghiên cứu trong nước đã có nhiều ý nghĩa quan trọng trong việc
hoàn thiện cơ sở lý thuyết quá trình phanh cũng như giải quyết các vấn đề về điều khiển
quá trình phanh. Tuy nhiên, các nghiên cứu sâu về hệ thống phanh thủy lực còn hạn chế,
chủ yếu tập trung nghiên cứu cho hệ thống phanh thủy lực bằng mơ hình mơ phỏng, các
thực nghiệm chủ yếu được thực hiện trên mơ hình có tính chất minh họa trong phịng thí
nghiệm. Một số ít cơng trình nghiên cứu về hệ thống phanh thủy lực nhưng đều chỉ dừng
lại ở mơ phỏng trên máy tính, chưa có nghiên cứu thực nghiệm để hoàn thiện nghiên cứu.

2

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Các hãng lớn như TOYOTA, FORE,VOLKSWAGEN,BMW, HONDA… đều có
các cơng trình khoa học nghiên cứu sâu vào hệ thống phanh, phát triển thêm nhiều hệ
thống phanh mới nâng cao tính an tồn, hiệu quả phanh như hệ thống phanh
ABS,EBD,EBA, hệ thống phanh xe tự động Active City Stop. Sản phẩm của các hãng

được thử nghiệm, tối ưu hóa thiết kế và sản xuất thương mại để lắp đặt trên xe ô tô. Tuy
nhiên tài liệu nghiên cứu của các hãng xe là tài liệu bí mật, không được công bố.
1.3 Điểm mới của đề tài
- Xây dựng chương trình tính tốn MATLAP GUIDE.
- Sử dụng phần mềm vẽ thiết kế 3D CATIA để thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống
phanh thủy lực.
-Mơ phỏng tháo lắp mơ hình phanh thủy lực bằng phần mềm CATIA.
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
- Hệ thống phanh thủy lực xe du lịch cỡ nhỏ nói chung, hệ thống phanh thủy lực
DAEWOO MATIZ I 0.8AT nói riêng.
- Cơ cấu phanh bánh xe loại đĩa, guốc.
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
- Cơ sở lí thuyết hệ thống phanh thủy lực.
- Phần mềm CATIA, MATLAP GUIDE.
1.5 Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan động lực học phanh ô tô.
- Nghiên cứu về kết cấu, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh thủy lực.
- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết và tính tốn chế tạo mơ hình mơ hình hệ thống phanh
thủy lực.
1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Đề tài giúp sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiến thức, tổng
hợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức ngồi thực tế xã hội.
Đề tài cịn thiết kế chế tạo thiết bị,mơ hình để các sinh viên trong trường và khoa “Công
Nghệ Động Lực” tham khảo.

3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

- Đề tài nghiên cứu “Hệ thống phanh thủy lực” không chỉ giúp cho chúng em tiếp
cận với thực tế mà còn trở nên quen thuộc với sinh viên các khóa sau có thêm nguồn tài
liệu, thiết bị để nghiên cứu học tập.
- Đề tài được thực hiện nhằm hiểu rõ hơn về kết cấu, nguyên lý và các đặc tính của
hệ thống phanh thủy lực trên xe du lịch cỡ nhỏ.
- Xây dựng mơ hình phanh thủy lực và thực hiện nghiên cứu cơ sở lí thuyết tính tốn
thiết kế chế tạo nhằm bổ sung kiến thức cho sinh viên.
1.7 Phương pháp nghiên cứu
1.7.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
Các bước thực hiện
- Bước 1: Quan sát đo đạc các thông số kết cấu (thơng số bên ngồi) của hệ thống
phanh thủy lực trên xe.
-Bước 2: Xây dựng phương án thiết kế mơ hình hệ thống phanh thủy lực.
- Bước 3: Lập phương án kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng của hệ thống phanh thủy lực.
- Bước 4: Từ kết quả kiểm tra, chẩn đoán lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa,
khắc phục hư hỏng.
1.7.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
Các bước thực hiện
- Bước 1: Thu thập các tài liệu viết về cơ cấu phanh xe “Daewoomatiz I 0.8 at” nói
riêng , hệ thống phanh thủy lực nói chung.
- 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: Đọc, nghiên cứu và phân tích các tài liệu về hệ thống phanh thủy lực, phân
tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học.
- Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hố lại những kiến thức tạo
ra một hệ thống lý thuyết đầy đủ và sâu sắc.
1.8 Bố cục đồ án

- Chương I: Tổng quan về đồ án.
- Chương II: Cơ sở lý thuyết.
- Chương III: Tính tốn thiết kế chế tạo mơ hình phanh thủy lực.

4

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

- Chương IV: Xây dựng quy trình tháo ráp
- Chương IV: Kết luận Kiến nghị.

5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

2 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Giới thiệu hệ thống phanh thủy lực
2.1.1 Khái quát chung hệ thống phanh thủy lực
Hệ thống phanh trên ô tô là một trong những hệ thống quan trọng đảm bảo an tồn
chuyển động của ơ tơ ở tốc độ cao, chính vì vậy ơ tơ có thể nâng cao vận tốc trung bình.
Để nâng cao hiệu quả lái xe hệ thống phanh cần đảm bảo những yêu cầu sau:
- Đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất ở bất kỳ chế độ chuyển động nào, ngay cả khi
dừng ơ tơ tại chỗ, đảm bảo thốt nhiệt tốt, bánh xe khơng bị trượt.
- Có độ tin cậy cao để ơ tơ chuyển động an tồn.

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển khơng
lớn.
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao, sự chậm tác dụng nhỏ.
- Phân bố mô men phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng trọng lượng
bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào.
- Khộng có hiện tượng tự siết phanh khi ơ tơ chuyển động tịnh tiến hoặc quay vịng.
- Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh, (đĩa phanh) cao, ổn định trong điều
kiện sử dụng.
- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên
bánh xe.
- Các chi tiết phải có trọng lượng nhỏ, tuổi thọ cao, dễ sử dụng và chăm sóc, bảo
dưỡng bảo quản, thời gian bảo dưỡng sửa chữa ngắn.
2.1.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thủy lực trên ô tô
❖ Sơ đồ nguyên lý

6

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

I)
Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực.
1.Đĩa phanh; 2. Cụm xilanh piston phanh đĩa; 3.Đường ống dẫn dầu; 4.cụm xilanh
phanh chính ;5. Bàn đạp phanh; 6. Cụm xilanh piston phanh guốc; 7.Guốc phanh.
❖ Nguyên lý hoạt động
- Khi không phanh: lị xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp
nằm chờ trên đường ống.

- Khi phanh: Khi người lái tác dụng vào bàn đạp, qua ty đẩy sẽ tác động vào piston
nằm trong xilanh chính, ép dầu trong xilanh đi đến các đường ống dẫn. Chất lỏng với áp
suất cao (khoảng 5-8 Mpa) sẽ tác dụng vào các piston ở xilanh bánh xe. Áp suất dầu đẩy
piston đi ra tác dụng lên guốc phanh ép sát vào trống phanh thực hiện phanh, hay ép sát
má phanh vào đĩa phanh, thực hiện quá trình phanh.
-Khi ngưng phanh: người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ ép dầu
từ xilanh bánh xe, và xilanh phanh đĩa về xilanh chính.
- Sự làm việc của dẫn động thủy lực dựa trên quy luật pascal . Áp suất trong sơ đồ
dẫn động được truyền đến các xilanh phanh bánh xe là như nhau, khi đó lực đẩy lên guốc
phanh sẽ phụ thuộc vào piston xilanh công tác. Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh,
và tất nhiên là tăng lực tác dụng lên piston xilanh chính, áp suất trong dẫn động và lực
đẩy lên má phanh sẽ tăng lên. Do vậy dẫn động phanh thủy lực đảm bảo được sự làm việc
đồng thời của cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy
lên guốc phanh hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa.
❖ Phân tích ưu nhược điểm
+ Ưu điểm
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa
các má theo yêu cầu.
7

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP – 07/2020

ThS: TRẦN ANH SƠN

- Hiệu suất cao.
- Độ nhậy tốt, kết cấu đơn giản.
- Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
+ Nhược điểm:
- Khơng thể làm tỷ số truyền lớn hơn được vì thế phanh dầu khơng có cường hóa chỉ

dùng cho ơ tơ có trọng lượng tồn bộ nhỏ, lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
- Khi có chỗ nào bị hư hỏng thì cả hệ thống phanh đều khơng làm việc được.
- Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp
❖ Cơ cấu phanh
a. Cơ cấu phanh bánh trước
+ Cấu tạo

II)
Hình 2.2: Cơ cấu phanh đĩa.
1.Đĩa phanh; 2. Chốt dẫn hướng; 3. Chụp bụi; 4. Xi lanh; 5. Piston;
6. Rãnh thơng gió; 7. Bu lơng xả khí;8. Ngàm phanh.
- Xilanh thuỷ lực: Được đúc bằng hơp kim nhôm. Để tăng tính chống mịn và giảm
ma sát, bề mặt làm việc của xilanh được mạ một lớp crôm. Khi xilanh được chế tạo bằng
hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh. Một trong các biện pháp
để giảm nhiệt độ dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với má phanh hoặc sử
dụng các piston bằng vật liệu phi kim.

8

Thiết kế chế tạo hệ thống phanh thủy lực

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về