Đồ án tốt nghiệp nghiên cứu và thiết kế mô hình hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN VĂN GIAO Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Lê Quang Toại 1911251708 19DOTC2 Lê Thanh Tùng 1911252781 19DOTC2 Trương Thanh Vũ 1911251174 19DOTC4 TP Hồ Chí Minh, 2023 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 202 (Kí tên ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU e&f Ngành cơng nghiệp tơ chiếm vị trí quan trọng kinh tế nói chung giao thơng vận tải nói riêng Nó định phần khơng nhỏ tốc độ phát triển kinh tế quốc gia Ngày nay, ô tô áp dụng công nghệ tiên tiến công nghệ điện tử, điều khiển tự động, vật liệu mới… làm cho ô tơ ngày trở lên đa dạng có tiến vượt bậc cơng nghệ Do đó, dù giai đoạn phát triển, kỹ thuật ngày hồn thiện an tồn đặt lên hàng đầu nhằm bảo vệ tính mạng người giảm thiệt hại vật chất Và nhiệm vụ yêu cầu mà hệ thống phanh ô tô cần thực Ngày nay, hệ thống phanh tơ có tiến đáng kể, phải kể đến hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS), hệ thống cân điện tử… giúp cho tơ có an tồn cao Dựa u cầu mà nhóm chúng em lựa chọn đề tài: “Ngun cứu thiết kế mơ hình hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không” để làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp chúng em Mặt dù cố gắng hướng dẫn nhiệt tình giáo viên hướng dẫn thầy Nguyễn Văn Giao Nhưng q trình thực nhóm em cịn nhiều thiết sót định Nhóm em mong với bảo đóng góp ý kiến Thầy cô giáo môn giúp chúng em vững vàng đường công tác sau LỜI CẢM ƠN e&f Trước hết em xin cảm ơn quý thầy, cô Viện kỹ thuật HUTECH trường Đại học Công nghệ TP.HCM HUTECH giúp đỡ em trước thời gian thực tập vừa qua lời cảm ơn chân thành Và sau em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Văn Giao giúp đỡ em suốt thời gian qua để hoàn thành thực tập tốt nghiệp tốt Xin chúc thầy Nguyễn Văn Giao quý thầy cô Viện kỹ thuật HUTECH thật nhiều sức khỏe gặp nhiều may mắn sống Xin chân thành cảm ơn TÓM TẮT Hệ thống phanh hệ thông quan trọng xe tơ, đánh giá xe có thật tồn hay khơng thơng qua hệ thống này, giúp xe giảm tốc độ dừng hẳn di chuyển Hiện nay, có nhiều nghiên cứu cải tiến hệ thống phanh ngày phát triển hệ thống để đảm bảo an toàn cho xe tham gia giao thơng hạn chế tai nạn khơng đáng có xảy ra, nhiều vấn đề cần giải hệ thống phanh Đồ án cho biết tổng quan hệ thống phanh: khái quát, chức năng, phân loại hệ thống, cách thức hoạt động,… Phân tích hệ thống phanh dẫn động thủy lực có trợ lực chân không: kết cấu, cách thức hoạt động, hư hỏng quy trình tháo lắp hệ thống Sử dụng phần mêm CAD để thiết kế vẽ 2D cho cấu phanh, bầu trợ lực phanh, phần mềm Solidworks để mơ mơ hình 3D hệ thống phanh thủy lực có trợ lực chân khơng Xây dựng mơ hình thực tế hệ thống phanh thủy lưc có trợ lực chân khơng từ đưa hướng phát triển đề tài sau Abstract The braking system is a very important system for a car, assessing whether a car is really full or not is through this system, it helps the car to slow down or stop completely when moving Currently, there is a lot of research to improve the braking system and increasingly develop this system to ensure the safety of a car in traffic to limit unnecessary accidents, so there are many problems to solve for the braking system The project gives an overview of the braking system: generalization, functions, system classification, how it works, Analysis of the vacuum-assisted hydraulic drive braking system: structure, how it works, failures and system disassembly procedures Use CAD software to design 2D drawings for brake mechanisms, brake boosters, Solidworks software to simulate 3D models of hydraulic braking systems with vacuum assist Build a realistic model of the hydro braking system with vacuum power and thereby give the development direction of the project later MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG PHANH HIỆN NAY 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi .2 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.4 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.6 KẾT CẤU CỦA ĐATN 2.1 KHÁI QUÁT CHUNG 2.2 CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh có nhiệm vụ làm giảm tốc độ ô tô làm dừng hẳn chuyển động tơ Hệ thống phanh cịn đảm bảo giữ cố định xe thời gian dừng Đối với ô tô hệ thống phanh hệ thống quan trọng đảm bảo cho tơ chuyển động an tồn chế độ cao, cho phép người lái điều chỉnh tốc độ chuyển động dừng xe tình nguy hiểm 2.3 PHÂN LOẠI 2.4 YÊU CẦU 10 3.3 MỘT SỐ HƯ HỎNG, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 25 3.4 QUY TRÌNH THÁO, LẮP MỘT SỐ CỤM CƠ BẢN 31 3.4.1 Quy trình tháo [17] 31 3.4.2 Quy trình lắp 39 4.1 LỰA TRỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 40 4.1.1 Cơ cấu phanh trước 40 4.1.2 Cơ cấu phanh sau .40 4.1.3 Dẫn động phanh 41 4.2 MỤC ĐÍCH TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM .41 4.3 XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH YÊU CẦU 42 4.3.1 Cơ cấu phanh trước 45 4.3.2 Cơ cấu phanh sau .45 4.4 XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH MÀ CƠ CẤU PHANH CÓ THỂ SINH RA .47 4.4.1 Cơ cấu phanh trước 47 4.4.2 Cơ cấu phanh sau .49 4.5 TÍNH TỐN CÁC CHỈ TIÊU PHANH 50 4.5.1 Gia tốc chậm dần phanh .51 4.5.2 Thời gian phanh 52 4.5.3 Quãng đường phanh 53 4.6 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CƠ CẤU PHANH 54 4.6.1 Tính tốn xác định cơng ma sát riêng 55 Công ma sát riêng xác định sở má phanh thu tồn động ơtơ phanh ơtơ vận tốc ban đầu đó: 55 4.6.2 Tính tốn xác định áp suất bề mặt má phanh .56 4.6.3 Kiểm tra tăng nhiệt độ trống phanh 56 6.1 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM 72 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 72 6.3 KẾT LUẬN 73 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ ABS Anti-lock Braking System EBD Electronic Brakeforce Distribution BAS Brake Assist System ESP Electronic Stability Program ETS Electronic Traction System Mp1 Mômen cấu phanh trước Pp1 Lực phanh tác dụng lên cấu phanh trước Mp2 Mômen cấu phanh sau Pp2 Lực phanh tác dụng lên cấu phanh sau 10 Z1 Phản lực mặt đường tác dụng cầu trước 11 ϕ Hệ số bám lốp với mặt đường phanh 12 λ Là hệ số kể đến biến dạng chiều cao lốp, với lốp áp suất thấp 13 μ Hệ số ma sát 14 q Áp suất tác dung lên bề mặt ma sát 15 R1 Bán kính đĩa ma sát 16 R2 Bán kính ngồi đĩa ma sát 17 P Lực ép lên đĩa má phanh 18 d Đường kính xilanh bánh xe 19 p Áp suất dầu 20 P Áp suất bề mặt má phanh theo chiều dài 21  Góc ơm má phanh 22 rt Bán kính tang phanh 23 B Chiều rộng má phanh IV 5.2 CÁC CƠNG ĐOẠN XÂY DỰNG MƠ HÌNH 5.2.1 Thiết kế khung cho mơ hình - Vật dụng: Sử dụng loại sắt vuông x - Chiều dài khung mơ hình: 70 cm - Chiều rộng khung mơ hình: 56 cm - Chiều cao khung mơ hình: 60 cm - Thiết kế thêm bánh xe để tiện cho việc di chuyển mơ hình Hình 5.4 Mơ mặt đứng khung mơ hình - Vì có thêm bánh xe phụ giúp cho việc di chuyển mơ hình nên chiều cao mơ hình 70 cm 62 Hình 5.5 Mơ mặt bên khung mơ hình 5.2.2 Bố trí vị trí phụ tùng mơ hình Các phụ tùng phục vụ cho mơ hình hệ thống phanh thủy lực gồm: - Cơ cấu phanh đĩa: Hình 5.6 Cơ cấu phanh đĩa 63 - Cơ cấu phanh tang trống: Hình 5.7 Cơ cấu phanh tang trống - Bầu trợ lực phanh xi lanh phanh Hình 5.8 Bầu trợ lực phanh xi lanh phanh - Máy hút chân khơng: 64 Hình 5.9 Máy hút chân khơng - Bản vẽ xếp bố trí vị trí mơ hình: 35 cm 56 cm 70 cm Hình 5.10 Bố trí vị trí phụ tùng mơ hình Số 1: vị trí máy hút chân khơng Số 2: vị trí bầu trợ lực phanh Số 3: vị trí cấu phanh đĩa Số 4: vị trí cấu phanh tang trống 65 Hình 5.11 Mơ cách bố trí mơ hình 5.2.3 Xây dựng đường ống dầu ống hút cho mơ hình Hình 5.12 Mơ đường ống hút cho mơ hình 66 Hình 5.13 Mơ đường ống dầu phanh cho mơ hình 5.3 BẢN VẼ 3D MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHƠNG Hình 5.14 Mơ mơ hình hệ thống phanh thủy lực có trợ lực chân khơng 67 Hình 5.15 Mặt trước sau mơ hình Hình 5.16 Hai mặt bên mơ hình 68 5.3 MƠ HÌNH THỰC TẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHƠNG Hình 5.17 Mơ hình thực tế 5.4 KHAI THÁC MƠ HÌNH THỰC TẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC CĨ TRỢ LỰC CHÂN KHƠNG 5.4.1 Thay dầu thắng cho hệ thống phanh Bước 1: Vệ sinh bình dầu thắng phanh Bước 2: Châm đầy bình dầu thắng phanh, sau tiến hành xả dầu phanh phanh đĩa phanh tang trống để xả hết dầu cũ ngồi Bước 3: Tìm vị trí ốc xả dầu phanh đĩa phanh tang trống - Ốc xả dầu phanh đĩa sử dụng loại khóa 10 69 - Ốc xả dầu phanh tang trống sử dụng loại khóa Bước 4: Lấy chai nước (chai không) ống suốt để quan sát đựng lượng dầu cũ xả - Chuẩn bị đầy đủ tiến hành xả dầu phanh cũ: Khi đổ đầy dầu phanh cho bình dầu phanh tiến hành nhồi phanh quan sát màu sắt dầu phanh từ ống chảy (trong lúc nhồi phanh dầu phanh bình bị hao hụt trình châm thêm dầu phanh cho bình dầu) màu dầu chảy ngã sang màu vàng kết thúc trình xả dầu cũ, khóa ốc xả dầu cấu phanh châm lại đầy bình dầu 5.4.2 Vệ sinh má phanh đĩa - Dùng khóa 13 để mở ắc phanh tháo rời cụm phanh - Lấy má phanh tiến hành trà nhám để làm bụi, cát, … bám vào má phanh: để giấy nhám lên bề mặt phẳng sau cầm má phanh bắt đầu trà đểu má phanh theo hình số lên bề mặt giấy nhám - Má phanh đĩa loại bỏ bụi, cát … có bề mặt má phanh Sau điều giúp hiệu suất phanh hiệu - Dùng dung dịch vệ sinh phanh để rửa - Vệ sinh xong dùng giấy nhám chà sơ bề mặt đĩa phanh lắp lại má phanh cụm phanh - Kiểm tra tra mở cho ắc phanh - Hoàn thành xong tiến hành lắp lại cụm phanh dùng dịch vệ sinh phanh xịt để rửa bụi bám cụm phanh đĩa phanh 5.4.3 Vệ sinh phanh tang trống - Tiến hành tháo trống phanh - Dùng giấy nhám chà bề mặt trống phanh má phanh để loại bỏ bụi, cát … 70 - Sử dụng dung dịch vệ sinh phanh để rửa bề mặt trống phanh má phanh - Sau vệ sinh xong, lắp chi tiết vị trí ban đầu 5.4.4 Xả gió hệ thống phanh - Vị trí xả gió phanh đĩa phanh tang trống - Chuẩn bị ống nhựa chai khơng để quan sát q trình xả gió, ống nhựa chai để hứng dầu phanh chảy - Chuẩn bị xong, cần người hỗ trợ nhồi phanh nhiều lần giữ bàn đạp vị trí thấp - Dùng khóa 10 từ từ mở van xả phanh đĩa khóa mở van xả phanh tang trống: dầu phanh bọt khí theo ống nhựa vào chai Đợi đến dầu phanh ngừng chảy đóng ốc xả gió lại sau nhả bàn đạp phanh - Lặp lại trình khí khơng thấy bọt khí xuất ống nhựa hồn thành q trình xả gió 5.4.5 Tháo lắp phanh đĩa phanh tang trống 71 72 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Sau hoàn thành báo cáo tốt nghiệp mơ hình hệ thống phanh thủy lực chúng em thu kết sau: 6.1 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM  Ưu điểm: - Hồn thiện báo cáo mơ hình theo tiến độ - Mơ hình vận hành trơn tru giống với thực tế giúp người sử dụng dễ dàng hiểu rõ cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống phanh - Vận dụng mơ hình để thực tập ứng dụng kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh thủy lực  Nhược điểm: - Vì lượng kiến thức chưa nhiều thời gian thực đồ án có hạn nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót - Vì kỹ thực tế cịn với nguồn kinh phí trở ngại chúng em nên mơ hình cịn thơ, chưa hồn thiện theo ý muốn nhóm đề ra, chưa có vơ lăng thực tế, trục lái, chữ A, hệ thống treo 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Nếu có đủ lượng kiến thức, kỹ năng, thời gian tiền bạc chúng em chắn hồn thiện báo cáo mơ hình thiết thực Hướng khắc phục chúng em: - Nghiên cứu sâu bổ sung tất vấn đề liên quan đến hệ thống phanh ô tô - Mơ hình có thêm vơ lăng thực, trục lái, chữ A hệ thống treo 73 - Mô hình thực nhiều tập ứng dụng như: điều chỉnh góc đặt bánh xe, góc camber, caster, kingpin 6.3 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu tài liệu, nhóm chúng em tiến hành lập kế hoạch, thiết kế chế tạo mơ hình Cuối đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống phanh thủy lực” hoàn thành thời hạn giao đạt mục tiêu đề tài Đề tài đạt kết sau: - Hiểu rõ thành phần, phân loại nguyên lý hoạt động chi tiết có hệ thống phanh xe - So sánh ưu nhược điểm hệ thống phanh - Thiết lập quy trình chuẩn đốn, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống phanh xe - Biết cách tìm tài liệu, cách tìm mua phận, linh kiện ô tô, cách gia công khung mô hình - Tự lên ý tưởng, thiết kế, lắp đặt mơ hình hệ thống lái trợ lực thủy lực - Vận dụng lý thuyết để chế tạo mơ hình thực tế - Từ mơ hình thực tập thực tế vận hành mơ hình mô hệ thống phanh thực tế, điều chỉnh độ chụm bánh xe, kiểm tra mức dầu tượng rị rỉ dầu, xả gió, kiểm tra điều chỉnh áp suất lốp xe 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kết cấu ô tô: Ts Nguyễn Văn Nhanh, TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu, ThS Đỗ Nhật Trường NXB: ĐH Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh [2] Hệ thống an toàn ổn định ô tô, TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu NXB: ĐH Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh [3] Cơng nghệ chẩn đốn sửa chữa & kiểm định tơ, TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu NXB: ĐH Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh [4] Nguyễn Hữu Cẩn, Thiết kết tính tốn tơ máy kéo, Nhà xuất Đại học THCN, Hà nội 1987 [5] Nguyễn Phúc Hiểu, Lý thuyết ơtơ Qn (Giáo trình Phụ lục giáo trình), Nhà xuất Quân đội Nhân dân, Hà Nội 2002 [6] Vũ Đức Lập & Phạm Đình Kiên, Cấu tạo ôtô Quân sự, Tập 1,2 (lý thuyết) HVKTQS [7] Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính tốn tơ Qn sự” (Tập V: Hệ thống phanh ), Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà nội 1998 [8] Nguyễn Khắc Trai, Cấu tạo gầm xe con, NXB Giao thông vận tải 2000 [9] https://text.123docz.net/document/2055103-bai-1-he-thong-phanh-thuy-lucpps.htm? fbclid=IwAR0FKw7pw7gmgM7vBTHcgpif4z0nCnUkh8RsJvoJgMY7AdvQEeuafs t6kAI [10] https://tailieuoto.vn/ket-cau-he-thong-phanh-thuy-luc-tren-o-to/? fbclid=IwAR03XePJo0TtuFuMgh6-DFy_uu3owAbWdjPz17IQXohaNcfCrn5ri_MsjM [11] https://news.oto-hui.com/he-thong-phanh-dan-dong-thuy-luc-cau-tao-nguyenly/? 75 fbclid=IwAR1WZQcvI9QBuPYz9zLngD5szxVLz0LbdsadmtZio57EmRyY4jJLO7 FSnUU [12] Thiết kế hệ thống phanh - Lê Văn Tụy PDF | PDF (scribd.com) [13] Ford Everest 2007 (motoring.vn) [14] https://trungtamdaynghethanhxuan.vn/cau-tao-cua-he-thong-phanh-daua1916.html [15]https://trungtamdaynghethanhxuan.vn/so-do-cau-tao-va-hoat-dong-cua-dandong-phanh-dau-a1920.html [16] https://phutungoto24h.com/heo-thang-cai-innova-i143.html [17] http://oto.saodo.edu.vn/tin-moi/thao-lap-cum-phanh-dia-tren-o-to-437.html 76