“Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh xe TOYOTA COROLLA ALTIS 1.8 2016”. Các nội dung chính của đề tài bao gồm:⦁Tổng quan về hệ thống phanh⦁Kết cấu hệ thống phanh xe Toyota Corolla Altis 1.8 2016.⦁Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh xeToyota CoRolla alits 1.8 2016. ⦁Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh.
TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH
Công dụng yêu cầu và phân loại hệ thống phanh
Hệ thống phanh là một trong những bộ phận quan trọng nhất của ôtô, giúp giảm tốc độ, dừng xe hoặc giữ xe ở vị trí cố định Nó đảm bảo an toàn cho xe khi chạy ở tốc độ cao, từ đó nâng cao năng suất vận chuyển và tăng tốc độ trung bình của xe.
- 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 phải có độ nhạy cao và phải có hai dòng độc lập đối với phanh chính
Để tối ưu hóa trọng lượng bám tại các bánh xe và ngăn chặn hiện tượng trượt lết khi phanh, việc phân bố mô men phanh một cách hợp lý là rất quan trọng.
- 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
Hệ thống phanh chính (phanh chân);
Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
Hệ thống phanh dự phòng;
Hệ thống phanh rà hay chậm dần, bao gồm phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ, được ứng dụng rộng rãi trên các xe cỡ lớn và trong các tình huống di chuyển trên dốc dài Theo kết cấu của cơ cấu phanh, các loại hệ thống này đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình vận hành.
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa; 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 thủy lực-khí nén;
Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại; d Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:
Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh e Theo trợ lực
Hệ thống phanh có trợ lực
Hệ thống phanh không có trợ lực f 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).
Cấu tạo chung của hệ thống phanh
Cấu tạo Chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1
Hình 1.1 Hệ thống phanh trên ô tô
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:
Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ô tô.
Dẫn động phanh là hệ thống truyền và khuyếch đại lực từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh, với các dạng dẫn động như cơ khí, thủy lực, khí nén hoặc kết hợp Trong dẫn động cơ khí, hệ thống bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí, trong khi dẫn động thủy lực bao gồm bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.
Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng của ô tô thành dạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng).
Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu phanh
1.2.1.1 Cơ cấu phanh tang trống
Trong cơ cấu phanh tang trống thì chúng ta có nhiều loại khác nhau:
*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 bao gồm hai guốc phanh được bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng, như thể hiện trong hình 1.2 Sơ đồ hình 1.2.a mô tả loại phanh sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, thường được áp dụng cho ôtô tải lớn Trong khi đó, sơ đồ hình 1.2.b minh họa loại phanh sử dụng xi lanh thủy lực, loại này phổ biến trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
Cơ cấu phanh này được thiết kế với hai chốt cố định và bạc lệch tâm, giúp điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới Khe hở phía trên được điều chỉnh thông qua trục cam ép hoặc cam lệch tâm, đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống phanh.
Trên hai guốc phanh, các tấm ma sát được tán hoặc dán vào, có thể là dạng liên tục hoặc phân chia thành đoạn Khi trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ, guốc phanh bên trái hoạt động như guốc xiết, trong khi guốc bên phải là guốc nhả Điều này dẫn đến việc má phanh bên guốc xiết dài hơn má bên guốc nhả, nhằm đảm bảo hai má phanh hao mòn đồng đều trong quá trình sử dụng, do má xiết phải chịu áp suất lớn hơn.
Cơ cấu phanh mở bằng cam ép (hình 1.2.a) có áp suất tác động lên hai má phanh đồng đều, dẫn đến độ dài của chúng cũng bằng nhau.
*Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm
1.Ống nối; 2.Vít xả khí; 3.Xilanh bánh xe; 4.Má phanh; 5.Phớt dầu kín; 6.Pitton; 7.Lò xo guốc phanh; 8.Tấm chặn; 9.Chốt guốc phanh; 10.Mâm phanh
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm, như thể hiện trong hình 1.3, cho thấy sự đối xứng rõ ràng giữa các thành phần Cụ thể, mâm phanh được bố trí với hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe và hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau, tất cả đều đối xứng qua tâm.
Mỗi guốc phanh được gắn trên một chốt cố định tại mâm phanh, với bạc lệch tâm giúp điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh Pittông luôn được giữ tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh tự động qua cơ cấu trong pittông của xi lanh bánh xe Hệ thống phanh đối xứng qua tâm thường sử dụng dẫn động thủy lực và được lắp đặt ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
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
Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các 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.
* Loại giá đỡ cố định (hình 1.7.a):
Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.
Giá đỡ này được gắn cố định trên dầm cầu, với hai xi lanh bánh xe được bố trí trên hai đĩa của đĩa phanh Mỗi xi lanh chứa một pittông, đầu pittông luôn tiếp xúc với các má phanh Dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe để đảm bảo hoạt động hiệu quả.
* Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):
Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động cho phép giá đỡ di chuyển ngang trên các chốt cố định trên dầm cầu Trong thiết kế này, chỉ có một xi lanh bánh xe được sử dụng, với một pittông tiếp xúc với một má phanh, trong khi má phanh đối diện được gắn trực tiếp lên giá đỡ.
* Một số chi tiết trong cơ cấu phanh đĩa
Đĩa phanh Đĩa phanh thường được chế tạo bằng gang cầu hoặc gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng, không được có vết xước.
Dạng đĩa phẳng có quy trình chế tạo đơn giản hơn, nhưng ít được sử dụng do bề mặt ma sát gần ổ lăn của moayơ bánh xe Điều này dẫn đến việc nóng lên của ổ lăn, gây khó khăn cho quá trình bôi trơn.
Dạng đĩa không phẳng được ưa chuộng hơn do bề mặt ma sát nằm xa ổ lăn của moay ơ bánh xe, giúp giảm thiểu nhiệt độ phát sinh ở ổ lăn và thuận tiện trong việc bố trí xi lanh công tác.
Đĩa phanh không phẳng với thiết kế lỗ hướng kính ngày càng được ưa chuộng nhờ vào khả năng tản nhiệt hiệu quả hơn so với đĩa phanh phẳng Những ưu điểm nổi bật của đĩa không phẳng không chỉ giúp cải thiện hiệu suất phanh mà còn nâng cao độ bền trong quá trình sử dụng.
Má phanh gồm các tấm ma sát và xương má phanh Tấm ma sát dầy khoảng 9 đến
Xương má phanh có độ dày khoảng 2 đến 3 mm và được làm từ thép tấm 10 mm Chúng được kết nối với nhau và lắp đặt trên giá xi lanh công tác thông qua rãnh hướng tâm, được cố định bằng các chốt định vị hoặc mảnh hãm Mỗi má phanh đều được trang bị chốt báo hiệu tình trạng mòn Khi độ dày má phanh giảm xuống còn từ 1 đến 4 mm, chốt báo hiệu sẽ tiếp xúc với đĩa phanh, cảnh báo rằng má phanh đã mòn hết.
Cơ cấu báo mòn hết má phanh
Hình 1.8 Cơ cấu báo mòn hết má phanh
Cụm xi lanh công tác của hệ thống phanh đĩa bao gồm xi lanh được chế tạo liền với giá đỡ hoặc chế tạo rời, cùng với pít tông, phớt làm kín và vành chắn bụi Trên xi lanh có lỗ xả không khí, giúp duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống dẫn động.
Hình 1.9 Xi lanh công tác
Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh
Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh thường sử dụng sự biến dạng của vành khăn làm kín dầu.
Hình 1.10.Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh
Khi pít tông dịch chuyển, ma sát giữa vành khăn và pít tông lớn khiến vành khăn bị biến dạng trong rãnh Khi thôi phanh, vành khăn kéo pít tông về vị trí ban đầu, làm hết biến dạng Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh quá lớn, vành khăn sẽ bị biến dạng tối đa và pít tông sẽ trượt so với vành khăn Khi phanh được giải phóng, pít tông chỉ trở về theo độ biến dạng của vành khăn, dẫn đến vị trí mới của pít tông so với xi lanh, giúp duy trì khe hở giữa má phanh và đĩa phanh luôn ổn định.
Giới thiệu chung
2.1.1 Giới thiệu chung về xe Corolla Altis
Toyota luôn là lựa chọn hàng đầu của người tiêu dùng Việt Nam nhờ vào sự đa dạng trong các dòng xe Corolla Altis, thuộc phân khúc xe ô tô hạng C, đã được cải tiến đáng kể để đáp ứng kỳ vọng ngày càng cao của khách hàng Để tăng sức cạnh tranh với các đối thủ như Mazda 3, Honda Civic và Ford Focus, phiên bản Corolla Altis 2016 được trang bị nhiều tiện ích hơn so với phiên bản 2013, điều này rất quan trọng trong quyết định mua xe tại thị trường Việt Nam.
Toyota Corolla Altis 2016 có 3 phiên bản với mức giá khác nhau: 1.8G (MT) giá 747 triệu đồng, 1.8G (CVT) giá 797 triệu đồng và 2.0V (CVT-i) giá 933 triệu đồng Người tiêu dùng có thể lựa chọn giữa 3 màu sắc: nâu ánh đồng, đen và bạc.
2.1.2 Động cơ xe Toyota Corolla Altis
Toyota Corolla Altis 2016 được trang bị động cơ cải tiến 2ZR-FE cho phiên bản 1.8G và 3ZR-FE mới cho phiên bản 2.0V Cả hai động cơ đều có 4 xy lanh thẳng hàng, 16 van DOHC, hệ thống đánh lửa plasma ACIS và công nghệ điều phối van biến thiên thông minh kép Dual VVT-i Nhờ đó, Corolla Altis 2016 đạt công suất tối đa 138 mã lực tại 6.400 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 173Nm tại 4.000 vòng/phút cho phiên bản 1.8G, trong khi phiên bản 2.0V đạt 143 mã lực tại 6.200 vòng/phút và mô-men xoắn cực đại 187Nm tại 3.600 vòng/phút.
Corolla Altis 2016 có 3 tùy chọn hộp số: số sàn 6 cấp (1.8G MT), số tự động vô cấp (1.8G CVT) và số tự động vô cấp thông minh (2.0V CVT-i) với khả năng tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn Theo thử nghiệm, mức tiêu hao nhiên liệu của Corolla Altis 2016 giảm khoảng 5% so với các phiên bản trước.
Ngôn ngữ thiết kế của Toyota Altis 2016 đã có sự cải tiến rõ rệt với dáng vẻ thể thao và cá tính hơn so với phiên bản trước Điểm nhấn nổi bật nằm ở phần đầu xe với lưới tản nhiệt hình chữ T, hốc gió và cụm đèn pha kết hợp cùng cản trước lớn, tạo nên sự mạnh mẽ Lưới tản nhiệt mới được thiết kế thu nhỏ và dài hơn, với các đường nét mềm mại cùng 3 thanh chắn mạ chrome, mang lại vẻ sang trọng và trẻ trung Cụm đèn pha sử dụng bóng Xenon hiện đại, trong khi phiên bản 2.0V trang bị đèn pha LED tự động và hệ thống điều chỉnh góc chiếu thông minh, nâng cao tính năng và thẩm mỹ cho xe.
2016 cũng đáp ứng được thị hiếu của những người tiêu dùng trẻ.
Altis 2016 sở hữu thiết kế ngoại thất ấn tượng với đường gân kéo dài từ hốc bánh sau lên phía trước, tạo cảm giác dài và rộng Đây là một trong những mẫu xe lớn nhất trong phân khúc C, với kích thước tổng thể lần lượt là 4.620 x 1.775 x 1.460 mm Chiều dài cơ sở của xe đạt 2.700 mm, khoảng sáng gầm xe là 130 mm và bán kính quay vòng là 5,4 m.
Bộ mâm đúc hợp kim 16 inch (1.8G) và 17 inch (2.0V) với la zăng đa chấu màu đen ánh bạc mang đến vẻ thể thao cá tính cho xe Gương chiếu hậu cũng được trang bị tính năng thông minh, bao gồm chỉnh/gập điện, tự động gập khi khóa xe, và tích hợp đèn LED báo xi nhan, không thua kém các đối thủ trong cùng phân khúc.
Altis 2016 sở hữu thiết kế đuôi xe dạng chữ T với các đường gân dập nổi trải rộng, kết hợp cùng cánh gió cong nhẹ và lớn hơn phiên bản 2013, tạo nên vẻ trẻ trung và năng động Cụm đèn hậu to với đường vuốt sắc nét mang lại điểm nhấn thể thao, trong khi cản sau được thiết kế thông minh với các đường gờ góc cạnh giúp chức năng thoát nước mưa hiệu quả.
Phiên bản 2.0V CVT-i mang đến sự sang trọng với nội thất da màu đen, trong khi phiên bản 1.8G CVT AT cung cấp thêm tùy chọn nội thất da màu be, và phiên bản 1.8G MT chỉ được trang bị nội thất nỉ màu be.
Nội thất Toyota Corolla Altis 2016
Nội thất của Toyota Corolla Altis 2016 được người tiêu dùng đánh giá cao về vẻ đẹp và sự sang trọng, vượt trội hơn so với thế hệ 2013 Toàn bộ ghế ngồi được bọc da tỉ mỉ, với thiết kế cứng cáp và tựa đầu lớn mang lại cảm giác thoải mái cho cả người lái và hành khách Hàng ghế sau rộng rãi, thoáng đãng cho ba người ngồi Khoang cabin của Altis được thiết kế đơn giản nhưng tập trung vào người lái, tạo cảm giác rộng rãi và thoáng đãng Với chiều dài cơ sở lớn, không gian để chân của Altis được đánh giá là rộng rãi nhất trong phân khúc C.
Thiết kế cửa của Altis 2016 mang lại âm thanh đóng cửa êm ái, đồng thời khả năng cách âm của xe được đánh giá tốt, chỉ còn 10-15% âm thanh so với mức độ ồn tại showroom bán xe.
2.1.5 Tiện nghi bên trong xe
Altis 2016 không chỉ giữ lại những tiện ích cơ bản như hệ thống âm thanh 6 loa và kết nối Bluetooth nhanh chóng, mà còn có những cải tiến đáng chú ý ở tab-lô và màn hình DVD Cụ thể, màn hình hiển thị đa thông tin TFT 4.2 Inch đơn sắc đã được thay thế bằng màn hình màu trên tất cả các phiên bản của Altis 2016, mang lại trải nghiệm người dùng tốt hơn.
Phiên bản 2.0V CVT-i của Toyota được nâng cấp hệ thống giải trí DVD với màn hình 7 inch hiện đại, giao diện hấp dẫn, tích hợp kết nối HDMI, Wifi và hỗ trợ điều khiển bằng giọng nói.
Altis 2016 được đánh giá cao về độ an toàn với nhiều tính năng nổi bật Xe được trang bị hệ thống phanh nâng cao, bao gồm phanh đĩa thông gió ở bánh trước, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), phân phối lực phanh điện tử (EBD) và hỗ trợ phanh khẩn cấp (BA) trên tất cả các phiên bản Phiên bản 2.0V còn có thêm hệ thống kiểm soát lực kéo (TRC), cân bằng điện tử (VSC), camera lùi, cảm biến góc và cảm biến lùi, mang lại trải nghiệm lái an toàn hơn Đặc biệt, Altis 2016 có hệ thống phát hiện người đi bộ và giảm tốc độ từ xa, giúp giảm thiểu nguy cơ tai nạn Các phiên bản 1.8G CVT và 1.8G MT cũng được trang bị hệ thống mã hóa khóa động cơ Về an toàn bị động, khả năng hấp thụ xung lực của thân xe và gầm xe đã được cải thiện đáng kể nhờ vào việc gia tăng kết cấu.
Với 46 đại lý và trạm ủy quyền phủ rộng khắp toàn quốc, Toyota Việt Nam có khả năng cung cấp dịch vụ sau bán hàng tốt nhất và nhanh chóng nhất cho tất cả các khách hàng của mình Nếu bạn ở Hà Nội và Hồ Chí Minh hay Đà Nẵng bạn có thể đến các đại lý sau của Toyota để lái thử và mua các dòng xe của Toyota
Các thông số kỹ thuật Toyota Corolla Altis 1.8
Dưới đây là các thông số kỹ thuật chính của ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS.
Bảng2.1 Các thông số kỹ thuật chính của ô tô TOYOTA COROLLA ALTIS.
TT Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị
1 Chiều dài tổng thể L mm 4540
2 Chiều rộng tổng thể B mm 1760
3 Chiều cao tổng thể H mm 1465
4 Chiều dài cơ sở Lcs mm 2600
5 Chiều rộng cơ sở Trước mm 1520
6 Trọng lượng toàn bộ G KG 1530
7 Số chỗ ngồi (Kể cả người lái) n Chỗ 05
8 Đường kính xi lanh mm 94
10 Dung tích xi lanh cc 1987
11 Công suất cực đại (Kw/v/ph) 139/5600
12 Mô men xoắn cực đại (Nm/v/ph) 189/4400
13 Tốc độ động cơ (km/h) 193
Bảng2.2 Bảng giới thiệu về các hệ thống và các trang thiết bị của xe TOYOTA
TT Tên hệ thống, trang thiết bị Loại Thiết bị
1 Hộp số 4 số tự động
2 Hệ thống treo Trước Kiểu McPherson
3 Hệ thống phanh Trước Dĩa thông gió 15”
4 Hệ thống lái Trợ lực thuỷ lực
Màu Cùng màu thân xe
Tích hợp đèn bảo vệ Có
TT Tên hệ thống, trang thiết bị Loại Thiết bị
8 Hệ thống gạt nước mưa Gián đoạn, điều chỉnh bán thời gian
9 Tấm ốp hướng cản trước Có
10 Tấm ốp hướng gió sườn trái/ phải Có
11 Tấm ốp cản gió sau Có
12 Chụp ống xả mạ crôm Có
13 Tay lái Loại 3 chấu, bọc da có lẫy chuyển số Điều chỉnh 4 hướng Có
14 Các nút điều chỉnh Âm thanh Có
Màn hình hiển thị đa thông tin Có
15 Bảng đồng hồ Loại Optrion
16 Cửa sổ điều chỉnh điện Có
17 Khoá cửa trung tâm Có
18 Khoá cửa từ xa Có
19 Tay nắm cần số ốp gỗ & mạ bạc
20 Hệ thống âm thanh Loại AM/FM/MP3/WMA
21 Hệ thống điều hòa nhiệt độ Chỉnh tay
Ngả Có Điều chỉnh độ cao mặt ghế Có
27 Chốt an toàn cho trẻ em Có
28 Hệ thống chống trộm Có
30 Dây đai an toàn Có (tất cả các ghế)
31 Khung hấp thụ xung lực GOA Có
Giới thiệu chung về hệ thống phanh chính Toyota Corolla Altis 1.8 2016
2.2.1.1 Cơ cấu phanh đĩa ở cả trước và sau
Cơ cấu phanh bánh trước
Cơ cấu phanh bánh trước của ô tô Toyota Corolla Altis 1.8 2016 là hệ thống phanh đĩa với giá di động, có khả năng điều chỉnh khe hở nhờ sự biến dạng của vành khăn làm kín Xi lanh công tác được lắp đặt trên các chốt dẫn hướng có bạc lót bằng cao su, cho phép xi lanh di chuyển hai bên Giá đỡ xi lanh chạy trên bulông và được bôi trơn bằng mỡ, bảo vệ bởi chụp cao su Pittông trong giá đỡ có lỗ dẫn dầu và lỗ xả không khí, trong khi vòng khóa hạn chế dịch chuyển của pittông và giữ cho vòng che chắn bụi Vòng làm kín vừa có chức năng bao kín vừa tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh Giá đỡ má phanh được giữ chắc chắn bằng ốc và tấm má phanh có độ dày từ 9-12mm, có rãnh hướng tâm giúp làm mát bề mặt ma sát Khi má phanh mòn, vòng lò xo sẽ chạm vào đĩa phanh, tạo ra tia lửa để cảnh báo người dùng thay thế kịp thời Đĩa phanh được gắn với moay ơ bằng bulông bánh xe.
Giá đỡ di động có khả năng trượt ngang trên các chốt cố định của dầm cầu, mang lại tính linh hoạt trong việc điều chỉnh vị trí Trong thiết kế này, chỉ có một xi lanh bánh xe được lắp đặt, với pittông tì vào một má phanh, trong khi má phanh đối diện được gắn trực tiếp vào giá đỡ.
Cơ cấu phanh bánh sau
Phanh sau là phanh đĩađiều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống bó cứng ABS.
Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
2.2.1.2 Hệ thống phanh dừng ô tô Toyota CoRolla altis 1.8 2016
- Công dụng: Dùng dể hãm ô tô trên dốc và khi đỗ xe Ngoài ra phanh dừng còn được sử dụng trong trường hợp sự cố khi hỏng phanh chính.
2.2.1.3 Hệ thống ABS chống hãm cứng
Hệ thống phanh ABS được thiết kế để ngăn chặn tình trạng khóa cứng của lốp trong các tình huống phanh khẩn cấp, giúp xe duy trì sự ổn định và giảm thiểu nguy cơ mất lái, từ đó giảm thiểu tai nạn giao thông.
Hệ thống ABS (Anti-lock Brake System) sử dụng máy tính để theo dõi tình trạng quay của bốn bánh xe trong quá trình phanh thông qua các cảm biến gắn trên bánh Hệ thống này có khả năng tự động điều khiển việc đạp và nhả phanh, giúp tăng cường an toàn khi lái xe.
Kết cấu chi tiết của hệ thống phanh trên xeToyota CoRolla altis 1.8 2016
2.3.1 Cơ cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chính.
* Cấu tạo phanh bánh trước :
Cơ cấu phanh bánh trước của ô tô Toyota Corolla Altis 1.8 2016 sử dụng phanh đĩa với giá di động có khả năng điều chỉnh khe hở nhờ sự biến dạng của vành khăn làm kín Xi lanh công tác được lắp đặt di động trên các chốt dẫn hướng có bạc lót cao su, cho phép xi lanh dịch chuyển hai bên Giá đỡ xi lanh chạy trên bulông qua bạc và ống trượt, được bôi trơn bằng mỡ và bảo vệ bởi chụp cao su Hai bulông giá trượt trên giá đảm bảo khả năng dẫn hướng của giá đỡ xi lanh Pittông trong giá đỡ có lỗ dẫn dầu và lỗ xả không khí, trong khi vòng khóa hạn chế dịch chuyển của pittông và giữ vòng che chắn bụi Vòng làm kín có chức năng bao kín và tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh Giá đỡ má phanh ôm ngoài giá đỡ xi lanh và được giữ bằng ốc, trong khi các tấm má phanh được gắn trên giá nhờ rãnh và lò xo khóa.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo phanh bánh trước
Chiều dày của tấm má phanh dao động từ 9-12mm, với thiết kế rãnh hướng tâm giúp làm mát bề mặt ma sát trong quá trình phanh Trên má phanh có vòng lò xo chỉ báo chiều dày; khi má phanh bị mòn, đầu vòng lò xo sẽ chạm vào đĩa phanh, tạo ra tia lửa để cảnh báo người dùng thay thế kịp thời Đĩa phanh được gắn chặt với moay ơ thông qua bulông bánh xe.
Giá đỡ di động có khả năng trượt ngang trên các chốt cố định gắn với dầm cầu, giúp tăng tính linh hoạt trong việc điều chỉnh vị trí Hệ thống này chỉ sử dụng một xi lanh bánh xe với pittông tì vào má phanh, trong khi má phanh đối diện được lắp trực tiếp trên giá đỡ, đảm bảo hiệu quả và độ an toàn trong quá trình sử dụng.
Hình 2.2:Sơ đồ nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh đĩa
Khi chưa phanh, giá đỡ có khả năng di chuyển ngang trên chốt, tự động điều chỉnh để đảm bảo khe hở giữa các má phanh và đĩa phanh hai bên là đồng đều Khi đạp phanh với trợ lực chân không, dầu từ xi lanh chính được dẫn vào xi lanh bánh xe, khiến pittông dịch chuyển và ép má phanh vào đĩa phanh Lực và phản lực kết hợp với cấu trúc tự lựa của giá đỡ tạo ra lực ngược lên đĩa phanh từ má phanh còn lại, giúp đĩa phanh được ép bởi cả hai má phanh, thực hiện quá trình phanh bánh xe Khi nhả bàn đạp phanh, áp lực lên pittông giảm, vòng cao su hồi vị kéo pittông về vị trí ban đầu, nhả má phanh ra và duy trì khe hở tối thiểu quy định.
Hình 2.3:Sơ đồ điều chỉnh phanh
Vòng bít cao su của pittông tự động điều chỉnh khe hở phanh, loại bỏ nhu cầu điều chỉnh thủ công Khi đạp phanh, áp suất thuỷ lực di chuyển pittông, đẩy đệm phanh vào rôto Pittông thay đổi hình dạng vòng bít trong quá trình này, và khi nhả phanh, vòng bít trở lại hình dạng ban đầu, giúp pittông rời khỏi đệm phanh Nhờ đó, khoảng cách giữa đệm phanh và rôto luôn được duy trì ổn định, bất kể độ mòn của đệm phanh.
* Ưu điểm của phanh đĩa so với phanh của tang trống
Cơ cấu phanh đĩa mang lại mômen phanh ổn định ngay cả khi hệ số ma sát thay đổi, vượt trội hơn so với phanh kiểu tang trống Điều này đảm bảo rằng bánh xe bị phanh hoạt động ổn định, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ cao.
Khối lượng nhẹ và thiết kế gọn gàng của các chi tiết nhỏ giúp giảm tổng khối lượng không treo, từ đó nâng cao tính êm ái và khả năng bám đường của bánh xe.
-Khả năng thoát nhiệt ra môi trường dễ dàng.
- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát.
- Công nghệ chế tạo gặp ít khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong sản xuất.
- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự điều chỉnh tự động khe hở của má phanh và đĩa phanh.
* Cơ cấu phanh bánh sau :
- Phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS.
- Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
Hình 2.4: Cơ Cấu Phanh Đĩa 1- Đĩa phanh, 2- Giá đỡ, 3- Đường dầu vào, 4- Bu lông, 5- Má phanh, 6- Càng phanh,7- Tấm chắn dầu, 8-Phớt dầu, 9-Vít xả khí, 10-Piston,
Dẫn động phanh cần nhẹ nhàng, nhanh chóng và đồng bộ giữa các cơ cấu phanh, đồng thời phân bố lực phanh hợp lý giữa các bánh xe Ngoài ra, cần đảm bảo tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực dẫn động cho các cơ cấu phanh, nhằm tối ưu hóa hiệu suất làm việc.
Hệ thống phanh chính bao gồm các thành phần quan trọng như bàn đạp phanh, bộ trợ lực chân không, xi lanh phanh chính, cơ cấu tín hiệu, cùng với các đường ống dẫn và ống mềm kết nối giữa xi lanh phanh chính và các xi lanh bánh xe.
Hình 2.5: Sơ đồ cấu tạo tổng thể cơ cấu phanh và dẫn động phanh
Dẫn động của xe sử dụng hệ thống dẫn động hai dòng độc lập, trong đó hai đường dầu riêng biệt từ xi lanh chính dẫn đến các bánh xe Hệ thống này áp dụng xi lanh chính kép (tandem), cho phép duy trì hiệu suất phanh ngay cả khi một trong hai dòng bị rò rỉ, đảm bảo lực phanh vẫn được sinh ra ở các bánh xe trước và sau một cách đồng bộ.
Xi lanh phanh có nhiệm vụ nhận lực từ bàn đạp phanh và tạo ra dầu có áp suất cao, truyền vào hai đường dẫn động thủy lực đến các xi lanh công tác ở bánh xe Dầu phanh được cung cấp cho các buồng của xi lanh chính từ bình dầu riêng biệt được lắp trên thân xi lanh.
Hình 2.6: Kết cấu xi lanh phanh chính
1 Lò xo pít tông thứ cấp 2 Bình dầu
3 Lắp bình dầu 4 Pít tông sơ cấp
5 Phớt làm kín 6.Phanh hãm
7 Lỗ bù dầu 8 Tấm chắn hình sao
9 Lò xo pít tông sơ cấp 10 Cốc đỡ lò xo
11 Bu lông hạn chế hành trình 12 Pít tông thứ cấp
13 Phớt dầu 14 Xi lanh chính ,
Trong xi lanh chính của hệ thống, có hai pít tông: pít tông sơ cấp (số 1) và pít tông thứ cấp (số 2) Mỗi khoang pít tông đều có hai lỗ dầu: lỗ bù dầu và lỗ nạp dầu, kết nối với một bình chứa dầu chung Hai lò xo hồi vị giúp đẩy pít tông về vị trí bên phải khi không hoạt động Pít tông số 1 được giữ bởi vòng chặn và vòng hãm, trong khi pít tông số 2 được giữ bởi bulông từ vỏ xi lanh Để hệ thống phanh hoạt động chính xác, áp suất dầu phải được tạo ra đồng đều ở cả hai pít tông Lò xo hồi vị của pít tông số 1 thường được hỗ trợ bởi cốc chặn lò xo, kết nối với pít tông qua bu lông nối, nhằm đảm bảo độ cứng lắp ghép lớn hơn để vượt qua sức cản ma sát của pít tông số 2.
Hình 2.7 minh họa tổng quan về xi lanh phanh chính Trong trạng thái không hoạt động, cả hai pít tông số 1 và số 2 đều ở vị trí tận cùng bên phải, lúc này các lỗ bù dầu và nạp dầu của cả hai pít tông đều thông với khoang trước và sau tương ứng.
Khi đạp phanh, pít tông số 1 di chuyển sang trái qua lỗ bù dầu, làm tăng áp suất dầu ở khoang phía trước, đồng thời tác động lên pít tông thứ cấp số 2 cũng di chuyển sang trái Khi pít tông số 2 đi qua lỗ bù dầu, khoang phía trước của nó được làm kín và áp suất bắt đầu tăng Dầu từ hai cửa ra của xi lanh chính được dẫn tới các xi lanh bánh xe Khi các pít tông trong các xi lanh bánh xe đẩy má phanh áp sát vào đĩa phanh, áp suất dầu trong hệ thống tăng lên, tạo ra lực phanh cần thiết.
- Khi nhả bàn đạp phanh
Hình 2.9: Trạng thái nhả phanh
Dưới tác động của các lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh, pít tông 1 và 2 được đẩy trở về vị trí ban đầu, và dầu từ xi lanh bánh xe được hồi về xi lanh chính, kết thúc quá trình phanh Đối với xi lanh chính loại "tandem", nếu một dòng bị rò rỉ, dòng còn lại vẫn có khả năng hoạt động để phanh các bánh xe của dòng đó.
Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm và các thông số ban đầu
3.1.1 Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm.
Sơ đồ khảo sát quá trình phanh xe được thể hiện trên hình 3.1:
Hình 3.1: Sơ đồ lực tác dụng lên xe.
Hình 3.2: Sơ đồ tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh.
3.1.2 Các thông số ban đầu.
- Chiều dài cơ sở : L= 2600 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước a= 1045 mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau b= 1555 mm
- Chiều cao trọng tâm xe= 620 mm
- Trọng lượng toàn bộ xe G= 1530 kg
- Khoảng cách từ tâm bàn đạp đến khớp quay = 240 mm
- Khoảng cách từ tâm khớp quay tới đường tâm thanh đẩy píttông xi lanh chính
- Đường kính xi lanh phanh chính D= 25.4 mm
- Đường kính xi lanh công tác trước= 50 mm
- Đường kính xi lanh công tác sau = 50 mm
- Đường kính trong của đĩa phanh trước0 mm
- Đường kính ngoài của đĩa phanh trước= 290 mm
- Đường kính trung bình của đĩa phanh trước= 225 mm
- Đường kính trong của tang trống sau= 150 mm
- Đường kính ngoài của tang trống sau )0 mm
- Đường kính trung bình của tang trống sau= 220 mm
- Góc ôm của má phanh trước là= = 1.04 rad
- Góc ôm của má phanh sau là == 1,04 rad
- Bán kính ngoài của tấm ma sát ở phanh đĩa R= 145 mm
- Bán kính trong của tấm ma sát ở phanh đĩa r = 95 mm
- Bán kính trung bình của tấm ma sát ở phanhđĩa Rtb = 120mm
Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát
Lực ép tác dụng lên tấm ma sát của phanh đĩa :
Trong đó : Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước.
: Đường kính xi lanh phanh bánh xe.
: Áp suất trong xi lanh phanh chính cũng là áp suất dầu trên đường ống dẫn với xi lanh phanh bánh xe [ N/]
Với Q : Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp phanh Q = 200 [ N ]
D : Đường kính xi lanh phanh chính [ cm ]
: Hiệu suất truyền động thuỷ lực
: Lực của trợ lực phanh [ N ]
: Độ chênh lệch áp suất giữa không khí với độ chân không
Với : Đường kính bên trong của bộ trợ lực chân không,
00 mm = 30 (cm) d: Đường kính của van điều khiển, d= 30 mm = 3 (cm)
Thay các giá trị vào công thức (3.2), (3.3), (3.4) ta xác định được : i9,79
Thay các giá trị vào công thức (2.1) ta xác định được:
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước là : 18075,175 [N]
Tương tự đối với cơ cấu phanh sau :
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh sau là : 18075,175 [N]3.3 Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh.
3.3.1 Xác định mô men phanh thực tế do cơ cấu phanh sinh ra.
- Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
Trong đó : 0,3 , hệ số ma sát của tấm ma sát.
: Lực ép má phanh vào đĩa [ N ].
: Bán kính trung bình của đĩa phanh 2,5mm =0,1125 [m]
: Số lượng bề mặt ma sát cho một cơ cấu phanh , ở đây=2
Thay các giá trị vào công thức (2.5) ta được :
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh trước là : 1220,075[ Nm ].
Tương tự đối với cơ cấu phanh sau :
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh sau là : 1203,807[ Nm ].
Vậy mô men phanh thực tế ở toàn xe là :
3.3.2 Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh. Để đảm bảo phanh xe có hiệu quả nhất trong bất kỳ điều kiện nào , lực phanh yêu cầu trên các bánh xe được xác định như sau:
- Lực phanh cực đại tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau là :
Theo tài liệu [2] ta có : và (3.6)
Trong đó : Trọng lượng phân bố trên cầu trước và cầu sau [ N ].
Hệ số phân bố tải trọng lên cầu trước và cầu sau khi phanh.
Hệ số bám giữa lốp và mặt đường ,0,7 theo tài liệu [2]
Như vậy lực phanh yêu cầu trên hai bánh xe cầu trước và cầu sau là: và (3.7)
- Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh là:
+ Đối với cơ cấu phanh banh trước
+ Đối với cơ cấu phanh bánh sau
(3.10) Ở đây là bán kính thiết kế của bánh xe :
Với bánh trước : dùng lốp 205/55R16
B 5 mm : Chiều rộng của lốp, 55% : Tỉ lệ giữa chiều cao so với chiều rộng của lốp => ta có: H U 205/100 = 112.75 mm d : Đường kính vành bánh xe , d = 16 inch = 16.25,4 = 406,4 mm.
: Hệ số biến dạng của lốp ,xem gần đúng biến dạng của lốp là như nhau chọn 0,93
Hệ số phân bố tải trọng lên các cầu khi phanh , theo tài liệu [ 2 ] ta có :
Trong đó : : Chiều cao trọng tâm ô tô , = 620 mm a , b : Khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ô tô đến các cầu
: Gia tốc chậm dần khi phanh ,= 6,86 () g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81 ()
: Hệ số đặc trưng cường độ phanh ,
Thay các giá trị vào công thức (3.12) v à (3.13) ta được :
Thay các giá trị đã tính toán được vào công thức (3.8) và (3.9) ta có :
Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là :
Mô men phanh thực tế : N = 2423,882 Nm >1828,557 Nm
Mô men do cơ cấu phanh sinh ra lớn hơn mô men phanh yêu cầu của phanh Vậy mô men của phanh đạt yêu cầu đặt ra.
Tính toán xác định công ma sát riêng
Công ma sát riêng được xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô ở vận tốc nào đó
Theo tài liệu [ 3 ] ta có :
G 30 9,81= 15001 N = 15 [KN ] Vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh [ m/s ].
( Lấy= 80 km/h = 22,2 m/s ). g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81
: Tổng diện tích toàn bộ má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ô tô.
Thay các giá trị vào công thức (2.14) ta có :
Theo tài liệu [3] - Trị số cho phép công ma sát riêng với cơ cấu phanh như sau : Ô tô con và ô tô du lịch có [Lms ] = 4000 15000
Do vậy công ma sát riêng tính trên thoả mãn điều kiện cho phép.
Thời gian sử dụng của má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng; khi công ma sát tăng cao, nhiệt độ phát sinh cũng sẽ lớn hơn, dẫn đến việc má phanh nhanh chóng bị hỏng.
Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh
Giả thiết áp suất trên bề mặt má phanh phân bố đều Theo tài liệu [2] ta có :
Trong đó : : Mô men sinh ra ở một cơ cấu phanh [ Nm ].
: Diện tích má phanh [ rad ].
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước :
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước :
Giá trị cho phép áp suất trên bề mặt má phanh theo tài liệu [ II ] thì :
Do đó áp suất trên bề mặt tính toán các má phanh thoả mãn.
3.6 Tính toán nhiệt trong quá trình phanh.
Trong quá trình phanh, ô tô chuyển đổi động năng thành nhiệt năng, chủ yếu ở đĩa phanh và các bộ phận khác, trong khi một phần năng lượng này cũng thoát ra môi trường không khí.
[2] phương trình cân bằng năng lượng có dạng sau :
Trong đó : G : Trọng lượng của ô tô ; G = 1530 kg = 15300 N g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81 ().
: Vận tốc ban đầu và vận tốc cuối quá trình phanh.
: Khối lượng của đĩa phanh và các chi tiết bị nung nóng.
C : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng Đối với thép , gang thì C = 500 [J/kg.độ].
: Diện tích làm mát đĩa phanh [].
K : Hệ số truyền nhiệt của đĩa phanh ra ngoài không khí.
Năng lượng nung nóng đĩa phanh là số hạng thứ nhất trong phương trình, trong khi số hạng thứ hai đại diện cho năng lượng truyền ra không khí Khi phanh gấp trong thời gian ngắn, năng lượng truyền ra môi trường gần như không đáng kể, do đó số hạng thứ hai có thể bị bỏ qua Dựa trên điều này, có thể xác định sự tăng nhiệt độ của đĩa phanh trong quá trình phanh.
Thay các giá trị vào công thức (3.17) ta được :
Theo tài liệu, đối với xe con khi phanh ở tốc độ 30 km/h, độ tăng nhiệt độ cho phép không được vượt quá mức quy định Vì vậy, nhiệt độ tính toán ở trên hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu đề ra.
