Tính toán thiết hệ thông phanh cho xe ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH -  - KHÓA LUẬN TỚT NGHIỆP TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỚNG PHANH CHO XE Ô TÔ Giáo viên hướng dẫn: Lê Thái Hà Sinh viên thực hiện : Hoàng Văn Lịch Lớp : 63 – CTO Hà Nội, 2022 Mục Lục Mục Lục i LỜI NÓI ĐẦU v I MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Mục tiêu đề tài 1.2 Nội dung nghiên cứu 1.3 Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 2.1 Công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống phanh 2.1.1 Công dụng 2.1.2 Yêu cầu 2.1.3 Phân loại 2.2 Các cấu phanh 2.2.1 Loại phanh trống – guốc 2.2.2 Loại phanh đĩa 10 13 2.3 Dẫn động phanh 13 2.3.1 Dẫn động thủy lực 13 2.3.2 Dẫn động khí nén 21 2.3.3 Phanh dừng phanh phụ 23 III GIỚI THIỆU VỀ CÁC HỆ THỐNG TRÊN XE HONDA CIVIC RS 2020 24 3.2 Động lắp xe HONDA CIVIC RS 2020 26 - Về khả vận hành, trái tim Honda Civic RS 2020 hệ thống động tăng áp VTEC Turbo cam kép DHOC, xy lanh thẳng hàng dung tích 1.5 lít với cơng suất tối đa 170Hp sức ngựa momen xoắn cực đại i đạt 220 Nm vòng quay 1.700 – 5.500 vòng/phút Kết hợp với hộp số vơ cấp CVT công nghệ EARTH DREAMS tiến tiến mang tới cho xe trải nghiệm vận hành vượt trội mang đậm phong cách thể thao 26 3.3 Hệ thống truyền lực xe HONDA CIVIC RS 2020 27 3.4 Hệ thống treo 27 Trên xe có Honda Civic RS 2020 Hệ thống treo phía trước (Hình 3.5) độc lập kiểu MacPherson hệ thống khung gầm đem lại đem lại cân tối ưu,hỗ trợ lái xác thoải mái Hệ thống khung phụ phía trước cứng vững bổ sung hệ thống treo sau độc lập liên kết đa điểm thiết kế với khớp nối cao su thủy lực giống đệm nước nối với bình chứa dầu tạo khả triệt tiêu rung động 27 3.5 Hệ thống lái 29 3.6 Hệ thống an toàn xe nội thất tiện nghi xe 29 - Nội thất tiện nghi xe: 30 IV CHỌN LOẠI VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH 30 4.1 Chọn loại dẫn động phanh 30 4.1.1 Dẫn động thủy lực 30 4.1.2 Dẫn động khí nén 31 4.2 Chọn sơ đồ dẫn động phanh 32 4.3.1 Cơ cấu phanh trước 37 4.3.2 Cơ cấu phanh đĩa sau 38 V.TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỚNG PHANH Đà CHỌN 39 5.1 Tính tốn mơmen phanh yêu cầu cấu phanh 39 5.1.1 Ðối với cấu phanh trước 44 5.1.2 Ðối với cấu phanh sau 44 5.2 Hệ số phân bố lực phanh lên trục bánh xe 44 5.3 Mômen phanh cấu phanh sinh lực ép yêu cầu 45 5.4 Tính tốn xác định bề rộng má phanh 47 ii 5.5 Tính tốn kiểm tra cơng trược riêng nhiệt độ hình thành cấu phanh 50 5.5.1 Tính tốn kiểm tra cơng trược riêng 50 5.5.2 Tính tốn kiểm tra nhiệt độ hình thành cấu phanh 51 5.6 Hành trình dịch chuyển đầu pittong xy-lanh công tác cấu ép 52 5.7 Đường kính xy-lanh xy-lanh cơng tác 52 5.7.1 Đường kính xy-lanh cơng tác 52 5.7.2 Đường kính xy-lanh 53 5.8 Hành trình dịch chuyển piston xy lanh 54 5.9 Hành trình tỷ số truyền bàn đạp phanh 55 5.10 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh chưa có trợ lực 55 5.11.Lưc cần thiết tác dụng lên bàn đạp có trợ lực 56 5.12 Đường kính xy- lanh bầu trợ lực 57 5.13 Tính toán tiêu phanh 58 5.13.1 Gia tốc chậm dần phanh 59 5.13.2 Thời gian phanh 59 5.13.3 Quãng đường phanh 60 VI HỆ THỐNG ABS SỬ DỤNG TRÊN ÔTÔ 61 6.1 Chức nhiệm vụ hệ thống ABS 61 6.2 Nguyên lý làm việc 64 6.3 Hệ thống ABS sữ dụng xe thuyết kế 68 6.3.1 Một số phận 68 6.3.2 Nguyên lí làm việc hệ thống ABS sữ dụng xe 73 VII NHỮNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 76 7.1 Những công việc bảo dưỡng cần thiết 78 7.2 Sửa chữa hư hỏng số chi tiết, phận 78 7.3 Kiểm tra hệ thống phanh 79 7.3.1 Kiểm tra tổng hợp xe đứng 79 7.3.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy 80 iii VIII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 8.1 Kết luận 81 8.2 Kiến nghị 81 iv LỜI NÓI ĐẦU Sau năm học tập giảng đường đại học, đồ án tốt nghiệp nhiệm vụ cuối chuyên ngành đào tạo kỹ sư trường đại học mà sinh viên trước bước vào công việc thực tế phải thực Nó giúp sinh viên tổng hợp khái quát lại kiến thức sở chuyên ngành Qua trình làm đồ án sinh viên tự rút nhận xét kinh nghiệm cho thân trước bước vào công việc kỹ sư tương lai Ngày ô tô áp dụng công nghệ tiên tiến công nghệ điện tử, điều kiển tự động, vật liệu mới… làm cho ô tơ ngày đa dạng có tiến vượt bậc công nghệ Tuy nhiên dù giai đoạn phát triển, kỹ thuật ngày hồn thiện an tồn đặt lên hàng đầu nhằm đảm bảo tính mạng người giảm thiệt hại vật chất Và nhiệm vụ yêu cầu mà hệ thống phanh ô tô cần thực Ngày 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 yêu cầu phát triển chung nay, em lựa chọn đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe tô”để làm đồ án tốt nghiệp Đề tài thực dựa sở số liệu xe Honda Civic RS với tài liệu tham khảo tính tốn Nhưng q trình thực em cịn nhiều thiếu sót, kỹ cịn hạn hẹp, em tránh sai lầm, em mong thầy thơng cảm bỏ qua cho em Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Thái Hà, thầy cô khoa Cơ điện & Cơng trình bạn, người trực tiếp giúp đỡ, dẫn góp ý cho em suốt thời gian thực đồ án vừa qua Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực v I MỤC ĐÍCH Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, tơ trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách hàng hoá ngành kinh tế nước nhà, đồng thời trở thành phương tiện giao thơng tư nhân nước có kinh tế phát triển Ở nước ta, số lượng ô tô tư nhân, đặc biệt ô tô du lịch gia tăng số lượng với tăng trưởng kinh tế đất nước, mật độ ô tô lưu thông ngày nhiều Song song với gia tăng số lượng ô tô số vụ tai nạn giao thông đường ô tô gây tăng với số báo động Trong nguyên nhân gây tai nạn giao thông đường hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật ngun nhân an toàn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn Hiện nay, hệ thống phanh trang bị ô tô ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Vì viêc tính tốn thiết kế hệ thống phanh mang ý nghĩa quan trọng thiếu nhằm cải tiến hệ thống phanh, đồng thời tìm phương án thiết kế để tăng hiệu phanh, tăng tính ổn định tăng dẫn hướng phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động tăng hiệu vận chuyển tơ Với mục đích đó, em chọn đề tài "TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO ÔTÔ” dựa xe tham khảo Honda Civic RS 2020 giúp cho em hiểu rõ kết cấu nguyên lý phận, cụm chi tiết, đến chi tiết cụ thể hệ thống phanh Từ đó, em xác định kết thông số kết cấu hệ thống phanh thơng qua từ phương pháp tính tốn hệ thống phanh Ðồng thời, nghiên cứu sâu vấn đề chưa thực ổn định, hiệu làm việc chưa cao số chi tiết, từ sở mà phân tích đề xuất khắc phục cải tiến phù hợp Bên cạnh đó, cịn cần phải khẳng định ý nghĩa tương đối thực tiễn tại, giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng sản xuất có nhận thức để cải tạo Giúp cho người cán quản lý, cán kỹ thuật việc quản lý, phát huy tối đa lực hoạt động ô tô điều kiện làm việc cụ thể Giúp cho người sử dụng có am hiểu định để vận hành ô tô, để tạo thuận lợi việc bảo dưỡng, bảo trì tơ Và đội ngũ cơng nhân, cán kỹ thuật kịp thời nhanh chóng phát hiện, tìm hư hỏng cục bộ, nguyên nhân hư hỏng biện pháp khắc phục, sửa chữa hư hỏng hệ thống phanh ô tô 1.1 Mục tiêu đề tài Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho ô tô đáp ứng yêu cầu làm việc phù hợp với địa hình giao thơng nước ta, nhằm hướng tới việc sản xuất phục vụ cho sửa chữa thay chi tiết cho hệ thống phanh nước nước 1.2 Nội dung nghiên cứu Tổng quan vấn đề nghiên cứu Đề xuất lựa chọn phương án thiết kế Tính tốn thiết kế kỹ thuật Kết luận kiến nghị 1.3 Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu Xe Honda Civic RS 2020 loại xe sedan hạng C 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Theo tìm hiểu dịng xe sedan hạng C Hoda Civic RS có số đặc điểm cụ thể chi tiết hệ thống phanh nên ta thu nhỏ phạm vi nghiên cứu phận hệ thống phanh cho xe Hoda Civic RS số phương án xe sedan loại Do thời gian ngắn nên đề tài nghiên cứu giới hạn số đề xuất phương án thiết kế gần với đối tượng nghiên cứu 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu a) Phương pháp thu thập kế thừa tài liệu: Kế thừa kết nghiên cứu cấu tạo hệ thống phanh xe Honda Civic RS b) Phương pháp tính tốn lý thuyết: Dựa vào kiến thức mơn học để vận dụng tính tốn, thiết kế hệ thống phanh cho xe tơ II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 2.1 Công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống phanh 2.1.1 Công dụng Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ô tô máy kéo dừng hẳn đến tốc độ cần thiết đó, ngồi ra, hệ thống phanh cịn giữ cho tô máy kéo đứng yên chỗ mặt đường dốc nghiêng hay mặt đường ngang Với công dụng hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng Nó đảm bảo cho tơ máy kéo chuyển động an toàn chế độ làm việc Nhờ có khả phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ khả vận chuyển ô tô 2.1.2 Yêu cầu * Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau : - Làm việc bền vững, tin cậy - Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm - Phanh êm dịu trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi an toàn cho hành khách hàng hóa - Giữ cho tơ máy kéo đứng yên cần thiết thời gian không hạn chế - Ðảm bảo tính ổn định điều khiển ô tô máy kéo phanh - Không có tượng tự siết phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng - Hệ số ma sát má phanh trống phanh cao ổn định điều kiện sử dụng - Có khả thoát nhiệt tốt - Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng bàn đạp hay địn điều khiển phải nhỏ * Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trường hợp, hệ thống phanh ô tô máy kéo có tối thiểu ba loại phanh : - Phanh làm việc: Phanh phanh chính, sử dụng thường xuyên tất chế độ chuyển động, thường điền khiển bàn đạp nên gọi phanh chân - Phanh dự trữ: Dùng để phanh trường hợp phanh bị hỏng - Phanh dừng: Còn gọi phanh phụ, dùng để giữ xe đứng yên chỗ dừng xe không làm việc thường điều khiển tay nên gọi phanh tay - Phanh chậm dần : Trên ô tô - máy kéo tải trọng lớn xe tải có trọng lượng tồn lớn 12 tấn, xe khách có trọng lượng tồn lớn xe làm việc vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống dốc dài, phải có phanh thứ tư phanh chậm dần Phanh chậm dần dùng để phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng giới hạn cho phép xuống dốc để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước dừng hẳn Các loại phanh dừng có phận chung kiêm nghiệm chức Nhưng phải có hai điều khiển dẫn động độc lập * Ðể có hiệu phanh cao phải u cầu: - Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn - Phân phối mô men phanh bánh xe phải đảm bảo tận dụng toàn trọng lượng bám để tạo lực phanh - Trong trường hợp cần thiết, dùng phận trợ lực hay dùng dẫn động khí nén bơm thủy lực để tăng hiệu phanh xe có trọng lượng tồn lớn * Ðể trình phanh êm dịu để người lái cảm giác điều khiển cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cấu đảm bảo tỷ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh tạo bánh xe, đồng thời khơng có tượng tự siết phanh * Ðể đảm bảo tính ổn định điều khiển ô tô - máy kéo phanh, phân bố lực phanh bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn điều kiện sau : - Lực phanh bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lên chúng - Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải trái cầu phải Sai lệch cho phép không vượt 15% giá trị lực phanh lớn - Khơng xảy tượng tự khóa cứng, trượt bánh xe phanh Vì phanh: Các bánh xe trước trượt trước xe bị trượt ngang, tính điều khiển Các bánh xe sau trượt trước xe bị quay đầu, tính ổn định Ngồi bánh xe bị trượt gây mòn lốp, giảm hiệu phanh giảm hệ số bám Ðể đảm bảo yêu cầu này, xe đại, người ta dùng điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System ABS ) Yêu cầu điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện đánh giá lực lớn cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển hành trình tương ứng chúng Hình – Sự thay đổi áp suất dẫn động (a) gia tốc chậm dần bánh xe (b) phanh có ABS Với hệ thống chống hãm cứng bánh xe nay, hệ số trượt thay đổi khoảng λ1-λ2= (15-30) % Tần số thay đổi áp suất dẫn động khí nén khoảng (3-8) Hz cịn dẫn động thủy lực đến 20Hz Trên hình 6.7 hình 6.8 đồ thị trình phanh xe du lịch hai trường hợp có khơng có ABS 67 Hình - Q trình phanh điển hình tơ có trang bị ABS Hình – Q trình phanh điển hình tơ có trang bị ABS 6.3 Hệ thống ABS sữ dụng xe thuyết kế ABS dùng xe thiết kế loại ABS khơng tích hợp loại dẫn động thủy lực dùng loại ABS khơng tích hợp dùng với hệ thống phanh cổ điển có xilanh Trên hình 6.9 sơ đồ điển hình loại ABS khơng tích hợp Hình – Sơ đồ ABS dùng với hệ thống phanh cổ điển có xilanh ABS khơng tích hợp loại bổ sung vào hệ thống phanh chuẩn thông thường nên gọi ABS ’’ REMOTE’’ ’’ ADD.ON’’.Nó có chức chống hãm cứng bánh xe Hệ thống thủy lực bố trí tách biệt với xilanh cổ điển 6.3.1 Một số phận 6.3.1.1 Các cảm biến 68 Các cảm biến cảm biến riêng biệt cho bánh xe, nhận truyền tín hiệu tốc độ bánh xe cho khối điều khển điện tử ECU Cảm biến tốc độ bánh xe (hình 6.10) thực chất máy phát điện cỡ nhỏ Cấu tạo gồm: - Rơ to: Có dạng vịng răng, dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyền lực - Stato: Là cuộn dây quấn nam châm vĩnh cửu Hình – 10 Cảm biến tốc độ bánh xe trước 1- Nam châm vĩnh cửu; 2- Cuộn dây điện; 3- Rôto cảm biến; 4- Rôto cảm biến; 5-Cảm biến tốc độ Bộ cảm biến làm việc sau (hình 6.11): - Khi vịng ngang qua nam châm từ thông qua cuộn dây tăng lên ngược lại, qua từ thơng giảm Sự thay đổi từ thông tạo suất điện động thay đổi cuộn dây truyền tín hiệu đến điều khiển điện tử - Bộ điều khiển điện tử sử dụng tín hiệu tần số điện áp đại lượng đo tốc độ bánh xe Bộ điều khiển điện tử kiểm tra tần số truyền tất cảm biến kích hoạt hệ thống điều khiển chống hãm cứng cảm biến cho biết bánh xe có khả bị hãm cứng - Tần số độ lớn tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe Khi tốc độ bánh xe tăng lên tần số độ lớn tín hiệu thay đổi theo ngược lại 69 +V ÅÍ täúc âäü cao ÅÍ täúc âäü tháúp -V Hình – 11 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc cảm biến tốc độ bánh xe 1- Rôto cảm biến; 2- Cuộn dậy; 3- Nam châm vĩnh cửu 6.3.1.2 Khối điều khiển điện tử ECU ECU não bộ, trung tâm điều khiển hệ thống, gồm hai vi xử lý mạch khác cần thiết cho hoạt động ECU nhận biết tốc độ quay bánh xe, tốc độ chuyển động tịnh tiến xe nhờ tín hiệu truyền từ cảm biến tốc độ bánh xe Trong phanh giảm tốc độ xe tùy theo lực đạp phanh, tốc độ xe lúc phanh, điều kiện mặt đường ECU giám sát điều kiện trượt bánh xe mặt đường nhờ kiểm tra thay đổi tốc độ bánh xe phanh Nó xử lý phát tín hiệu điều khiển cho khối thuỷ lực cung cấp giá trị áp suất tốt xi lanh bánh xe để điều chỉnh tốc độ bánh xe, trì lực phanh lớn từ 10 ÷ 30% tỷ lệ trượt Ngồi ECU cịn thực chức tự kiểm tra cho ngừng chức ABS phát hệ thống có trục trặc (như: Thiếu dầu, khơng đủ áp suất trợ lực tín hiệu từ cảm biến tốc độ, …) lúc hệ thống điều khiển điện tử ngưng hoạt động cho phép hệ thống phanh tiếp tục làm việc hệ thống phanh bình thường, khơng có ABS Những trục trặc hệ thống cảnh báo đèn ABS bảng điều khiển Việc xác định xác vị trí tình trạng hư hỏng tiến hành thơng qua mã chẩn đốn theo tần suất thời gian thể đèn cảnh báo Các tín hiệu vào đến vi xử lý xử lý cách độc lập Chỉ kết có tính đồng ECU điều khiển khối thủy lực - điện tử Nếu tín hiệu vào không đồng 70 – chẳn hạn hệ thống khóa cứng bánh xe bị lỗi cầu chì phanh đảm bảo hoạt động theo phanh bình thường Đồng thời, đèn cảnh báo táp-lô sáng lên để báo cho người lái biết Các tín hiệu truyền từ cảm biến tốc độ đến ECU chuyển đổi thành tín hiệu sóng vng khuyếch đại đường vào Tần số tín hiệu cung cấp phù hợp với giá trị tốc độ, gia tốc giảm tốc bánh xe đến ECU Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh, bánh xe giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánh tốc độ bánh xe với tốc độ tham khảo (reference speed) hệ thống ln ln kiểm tra độ trượt bánh xe Nếu lực phanh nguyên nhân làm bánh xe trượt bánh xe khác, ECU điều khiển van điện từ khối thủy lực – điện tử làm giảm lực phanh bánh trượt Hệ thống ABS can thiệp việc tính tốn ngưỡng giảm tốc, gia tốc trượt bánh xe Ngay mối liên hệ ngưỡng gia tốc/giảm tốc trượt vượt giới hạn, ECU điều khiển van điện từ khối thủy lực – điện tử cách điều chỉnh áp suất phanh theo giai đoạn gia tăng, trì giảm áp suất ECU điều khiển giai đoạn khác ứng với cung cấp xung cường độ điện khác đến van điện từ Trong điều kiện giảm lực phanh phân chia mômen không (trượtaquaplaning), ECU nhận biết nhờ cảm biến số vòng quay bánh xe với điều kiện bất thường, truyền động bánh xe chủ động có khuynh hướng quay tốc độ khác ECU trang bị mạch an tồn hệ thống kiểm sốt có hiệu lực khởi động vận hành Mạch an toàn hoạt động theo nguyên tắc tự kiểm tra Khi bật khóa, hệ thống kiểm tra ECU, van điều khiển điện từ kết nối cảm biến: Nếu kết OK, đèn cảnh báo ABS sáng lên bảng tap-lô tắt sau giây Sau khởi động động cơ, hệ thống chạy van điện từ bơm hồi để kiểm tra sau đạt tốc độ ứng với km/h Khi đạt vận tốc 24km/h hệ thống kiểm tra tín hiệu tốc độ bánh xe 71 Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra vận tốc chu vi (peripheral speed) bánh xe so với tốc độ tham khảo (reference speed), điều kiện nhớ điều khiển hoạt động hai rơle Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra điện áp bình ắc quy 6.3.1.3 Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit) Gồm có hai phần gắn liền nhau: Khối điện tử khối thủy lực-điện tử ECU điều khiển khối thủy lực-điện tử theo tín hiệu truyền từ cảm biến so với đồ mà chương trình nạp sẵn nhớ Khối thủy lực nối đến xy lanh chi tiết hệ thống phanh ABS ống dẫn hệ thống phanh Như vậy, khối thủy lực điện tử có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất dẫn động phanh theo tín hiệu điều khiển ECU, tránh cho bánh xe khỏi bị hãm cứng phanh Hệ thống bơm hồi dầu gồm có rơle mơ tơ bơm, hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU bơm dầu đến pittơng xy lanh để bù lại lượng dầu xả bình chứa ABS làm việc 6.3.1.4 Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) Khi xe trang bị ABS có nghĩa chức EBD có sẵn Chức thay van điều tải trọng (LAV) dùng thay hệ thống phanh thường Chức EBD phần mềm đưa thêm vào chương trình ABS truyền thống Khơng địi hỏi thêm phận Chức EBD cho phép kiểm soát nhạy bánh xe sau Điều có hiệu phanh trạng thái bình thường khơng có kiểm sốt ABS Ngược lại với LAV, với kiểm soát EBD lực phanh định trượt bánh xe áp lực phanh hay tải trọng xe Phân phối lực phanh điện tử cho phép giảm áp lực phanh cho phanh bánh sau phụ thuộc vào trượt bánh xe Điều cải thiện tình trạng ổn định lái so với hệ thống truyền động Việc giảm áp lực phanh cho bánh sau quy định cách thức pha giữ áp lực Sự bó cứng bánh xe sau ngăn ngừa với trợ giúp việc điều chỉnh điện tử đặc biệt 72 Động bơm không chạy EBD hoạt động.Tuy nhiên, bánh xe có liên quan có khuynh hướng bị bó cứng kiểm sốt ABS khởi động mô-tơ bơm hoạt động Trong kiểm sốt EBD hoạt động mạch dầu phanh sau kích hoạt Đèn cảnh báo hệ thống phanh EBD sáng lên trường hợp có cố hệ thống EBD Kiểm sốt EBD khơng cịn tác dụng Kiểm sốt EBD bị hỏng khơng có nghĩa chức EBD bị hỏng 6.3.2 Nguyên lí làm việc hệ thống ABS sữ dụng xe 6.3.2.1 Khi khơng phanh Khi khơng phanh, khơng có lực tác dụng lên bàn đạp phanh cảm biến tốc độ đo tốc độ bánh xe gửi khối điều khiển ECU xe hoạt động 6.3.2.2 Khi phanh thường (ABS chưa làm việc) Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy tượng trượt bánh xe giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở van nạp để vào sau khỏi cụm thủy lực mà không bị cản trở chi tiết cụm thủy lực Dầu phanh đến xi lanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt động phanh thường khơng có ABS Khi phanh xilanh bánh xe ép má phanh vào trống phanh hay đĩa phanh tạo lực ma sát phanh làm giảm tốc độ bánh xe xe Ở chế độ điều khiển ECU khơng gửi tín hiệu đến chấp hành cụm thủy lực, cảm biến tốc độ ln hoạt động gửi tín hiệu đến ECU Sơ đồ làm việc hệ thống phanh gia đoạn thể hiên hình 6.12 73 13 15 14 ECU 10 12 11 Hình – 12 Khi phanh bình thường 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11- Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14Van xả; 15- Khối ECU 6.3.2.3 Khi phanh khẩn cấp (ABS hoạt động) Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn gây nên tượng trượt Khi hệ số trượt vượt giới hạn quy định (10  30%) ABS bắt đầu làm việc chế độ làm việc ABS gồm giai đoạn sau: a Giai đoạn trì (giữ) áp suất: Khi phát thấy giảm nhanh tốc độ bánh xe từ tín hiệu cảm biến tốc độ cảm biến gia tốc gửi đến, điều khiển ECU xác định xem bánh xe bị trượt giới hạn quy định Sau đó, điều khiển ECU gữi tín hiệu đến chấp hành cụm thuỷ lực, kích hoạt rơle điện từ van nạp hoạt động để đóng van nạp (13) lại > cắt đường thơng xylanh xylanh bánh xe Như áp suất xilanh bánh xe không đổi người lái tiếp tục tăng lực đạp Sơ đồ làm việc hệ thống giai đoạn hình 6.13 b Giai đoạn giảm áp suất: 74 Nếu cho đóng van nạp mà điều khiển nhận thấy bánh xe có khả bị hãm cứng (gia tốc chậm dần lớn), tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến rơle van điện từ van xả (14) để mở van ra, chất lỏng từ xilanh bánh xe vào tích (8) vùng có áp suất thấp hệ thống > nhờ áp suất hệ thống giảm bớt Sơ đồ làm việc hệ thống giai đoạn hình 6.14 c Giai đoạn tăng áp suất: Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dịng phanh giảm), cần tăng áp suất xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây van điện từ, làm cho van nạp mở đóng van van xả lại > bánh xe lại giảm tốc độ Sơ đồ làm việc hệ thống giai đoạn hình 6.15 Chu trình giữ áp, giảm áp tăng áp lặp lặp lại, giữ cho xe phanh giới hạn trượt cục tối ưu mà khơng bị hãm cứng hồn tồn 13 15 14 ECU 10 12 11 Hình – 13 Giai đoạn trì (giữ) áp suất 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6- Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11- Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14- Van xả; 15- Khối ECU 75 13 15 ECU 14 10 12 11 Hình – 14 Giai đoạn giảm áp 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6- Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11- Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14- Van xả; 15- Khối ECU 13 15 14 ECU 10 12 11 Hình – 15 Giai đoạn tăng áp 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3-Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6- Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11- Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14- Van xả; 15- Khối ECU VII NHỮNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 76 Hệ thống phanh xe giữ vai trị quan trọng Nó dùng để giảm tốc độ chuyển động dừng giữ xe trạng thái đứng yên Vì hư hỏng làm an tồn gây tai nạn xe vận hành.Trong trình sử dụng ơtơ hệ thống phanh phát sinh hư hỏng phanh không ăn phanh ăn không phanh nhả bị kẹt Phanh không ăn khơng dừng ơtơ kịp thời điều kiện bình thường tình phức tạp nguyên nhân gây tai nạn Nguyên nhân phanh khơng ăn phần dẫn động thủy lực khơng kín để khơng khí lọt vào hệ thống thiếu dầu phận điều chỉnh cấu truyền động cấu phanh bị hỏng Ngồi cịn má phanh đĩa phanh bị mịn dính dầu Có thể phát mối nối bị hở vào rò chảy dầu phần truyền động thủy lực Nếu phần dẫn động thủy lực có khơng khí lọt vào đạp phanh khơng thấy sức cản rõ rệt Vì đạp phanh áp suất khơng truyền vào dầu cịn khơng khí lọt vào hệ thống bị nén, áp suất truyền vào cấu ép khơng đủ ép má phanh vào đĩa phanh Ðể khắc phục tượng ta phải tiến hành xả khơng khí khỏi hệ thống truyền động thủy lực Tuy nhiên cần kiểm tra dầu xy lanh phanh cần đổ thêm dầu vào.Khi thay dầu hệ thống truyền động thủy lực phải tháo rời rửa thỗi xylanh phanh xylanh phanh bánh xe ống dẫn đầu Ðổ dầu vào hệ thống tiến hành trình tự xả khơng khí Dầu lọt vào má phanh tang trống qua vòng chắn dầu bị hỏng Vòng chắn dầu hỏng phải thay dùng xăng rửa má phanh đĩa phanh đệm má phanh dùng dũa bàn chải sắt đánh Nếu má phanh bị mịn thay ý đặt đinh tán cho đầu đinh thấp bề mặt má phanh theo yêu cầu Phanh không ăn má phanh điều chỉnh cấu truyền động cấu phanh bị hỏng ống dẫn bị tắc chi tiết dẫn động bị kẹt Ðể khắc phục ta cần có điều chỉnh cấu truyền động bôi trơn chi tiết thông ống dẫn Phanh bó bị kẹt nguyên nhân lị xo hồi vị guốc phanh bị gẫy má phanh bị dính cứng với đĩa phanh, vịng làm kín bị nở piston bị kẹt xylanh bánh xe Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp dấu hiệu chủ yếu hư hỏng trợ lực 77 Những hư hỏng trợ lực chân không: - Ống dẫn từ buồng chân không tới trợ lực bị hỏng - Van khơng khí khơng hoạt động - Bình lọc trợ lực bị tắc Ngoài trợ lực làm việc không tốt điều chỉnh chạy ralăngti không 7.1 Những công việc bảo dưỡng cần thiết Hàng ngày cần phải kiểm tra trình trạng độ kín khít ống dẫn.kiểm tra hành trình tự hành trình làm việc bàn đạp phanh cần thiết phải điều chỉnh Kiểm tra cấu truyền động hiệu lực phanh tay xả cặn bẩn khỏi bầu lọc khí Kiểm tra hoạt động xy lanh Kiểm tra mức dầu bầu chứa xy lanh Kiểm tra cần điều chỉnh khe hở đĩa phanh má phanh Cũng kiểm tra hiệu lực phanh ơtơ chuyển động.Trong trường hợp cần tăng tốc độ ôtô lên tới 30 (km/h) đạp phanh hãm ôtô để kiểm tra Phanh tay coi tốt ôtô dừng đường dốc 16% mà không bị trôi 7.2 Sửa chữa hư hỏng số chi tiết, phận Các cơng việc sửa chữa bảo dưỡng phanh bao gồm: Châm thêm dầu phanh Làm hệ thống thủy lực Tách khí khỏi hệ thống thủy lực Sửa chữa thay xylanh hay xylanh bánh xe Thay má phanh Sửa chữa thay phận trợ lực phanh Ngồi cịn sửa chữa thay đường ống dầu phanh công tắc van Thay má phanh: 78 - Cốt má phanh: Bề mặt cốt sắt để tán má phanh bị vênh 0,40(mm) phải sửa chữa lỗ để lắp đệm lệch tâm khơng mịn q (0,10 ÷ 0,12)mm đầu đinh tán phải chắn không lỏng má phanh không nứt cào xướt mặt đầu đinh tán phải cao bề má phanh 2.5(mm) - Khe hở má phanh đĩa phanh điều chỉnh theo yêu cầu đầu má phanh trước sau 0,25 (mm) đầu má phanh trước sau 0,12(mm) khe hở trục quay má phanh với vòng đồng lệch tâm cho phép là: 0,06 ÷ 0,15 (mm) lớn 0,25(mm).Cùng cầu xe má phanh hai bên bánh trái bánh phải đồng chất không dùng loại khác má phanh cũ có dính dầu phải dùng xăng dầu hỏa để rửa không dùng madút xút - Thay má phanh đĩa lau chùi bụi tra dầu mỡ moayơ kiểm tra vịng phớt xem có rị dầu khơng việc sửa chữa bảo dưỡng phanh đĩa đơn giản phanh trống guốc - Xylanh xylanh bánh xe thường có hư hỏng như: Bề mặt xylanh bị cào xước, xylanh bị côn, méo lò xo hồi vị bị gẫy đàn hồi, vịng làm kín bị nở, ren ốc nối ống dẫn dầu bị tua (cháy ren) Theo yêu cầu bề mặt xylanh phải nhẵn bóng khơng có vết rỗ xước sâu q 0,5(mm) Ðường kính xy lanh khơng méo q 0,05 (mm) so với đường kính tiêu chuẩn, lò xo hồi vị phải đủ tiêu chuẩn lực đàn hồi Ðối với hư hỏng phải tiến hành sửa chữa thay khơng thể điều chỉnh Các vịng làm kín, lị xo hồi vị kiểm tra khơng đạt u cầu nên thay Các piston, xylanh bị méo phải tiến hành gia cơng trở lại Chú ý gia công khe hở xy lanh piston không vượt giá trị cho phép tối đa (0,030 ÷ 0,250) mm độ méo xy lanh bánh xe sau gia công cho phép tối đa 0,5 (mm) độ bóng phải đạt 9 Ðối với bầu trợ lực cần phải kiểm tra piston màng có tượng rạn rách phải thay để đảm bảo hiệu phanh 7.3 Kiểm tra hệ thống phanh 7.3.1 Kiểm tra tổng hợp xe đứng - Kiểm tra hệ thống cần bẩy chuyển động dàng, khơng vướng nắp tơn buồng lái 79 - Kiểm tra hành trình tự bàn đạp (đối với phanh tay) tay kéo (đối với phanh dừng) có tiêu chuẩn không - Kiểm tra khe hở bạc trục hệ thống đòn bẩy - Kiểm tra chốt hãm, chốt chẻ đầy đủ chưa - Kiểm tra đường ống dẫn dầu chứa có bị hở khơng - Kiểm tra áp lực dầu có phanh khơng đủ áp suất khơng - Ðạp bàn đạp phanh có dầu giữ nguyên bàn đạp xem áp xuất dầu đồng hồ có xuống khơng có tức hệ thống có chỗ hở cần phát sửa chữa kịp thời 7.3.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy Trước cho xe chạy thức mặt đường để điều chỉnh thử hệ thống phanh cần cho xe chạy chậm (tốc độ 10÷15(km)/hệ thống phanh) đạp thử phanh chân bỏ hờ tay lái xem hệ thống phanh chân có ăn tốt khơng hệ thống tay lái có làm lệch xe phanh không Sau hai yêu cầu đảm bảo tiến hành thử xe mặt đường Kiểm tra hệ thống phanh chân: Cho xe chạy quãng dài khoảng 15÷20 km từ từ dừng lại (khơng sử dụng phanh chân) Xuống sờ đĩa phanh thấy nóng tức điều chỉnh khe hở bị bó sát cần điều chỉnh lại khe hở má phanh đĩa phanh Cho xe chạy với tốc độ 35 ÷ 40 (km/h) phanh đột ngột hãm xe xe dừng lại hẳn với khoảng cách ÷ (m) hai bánh sau ăn cháy mặt đường độ dài cháy 1÷2(m) hai bánh trước ăn mờ Kiểm tra hệ thống phanh tay: Cho xe chạy lên dốc dùng phanh chân hãm cho xe dừng lại trả số không, kéo phanh tay, nhả phanh chân xe không bị trôi xuống dốc đạt yêu cầu Ðể kiểm tra lại cho xe xuống dốc dùng phanh chân hãm cho xe dừng lại trả số không kéo phanh tay nhả phanh chân xe không bị trôi xuống dốc bảo đảm yêu cầu 80 VIII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết luận Sau thời gian nỗ lực thân hướng dẫn tận tình thầy: Lê Thái Hà em hoàn thành đồ án theo tiến độ với đề tài “TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO XE Ô TÔ” dựa xe tham khảo HONDA CIVIC RS 2020 tập trung vào nội dung sau - Tìm hiểu tổng quát hệ thống phanh công dụng, yêu cầu, phân loại dẫn dộng phanhg - Giới thiệu thông số kỹ thuật nội ngoại thất xe Hoanda Civic RS 2020 - Chọn loại dẫn động phanh chọn cấu phanh - Tính tốn hệ thống phanh chọn: + Tính tốn mơ men phanh u cầu cấu phanh + Hệ số phân bố lực phanh lên trục bánh xe + Tính tốn xác định bề rộng má phanh + Hành trình dịch chuyển đầu piston xy-lanh cơng tác cấu ep + Đường kính xy-lanh xy-lanh cơng tác + Hành trình dịch chuyển piston xy-lanh + Hành trình tỉ số chuyển bàn đạp phanh + Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh + Tính tốn tiêu phanh 8.2 Kiến nghị Với kết đạt sau tính tốn xây dựng mơ hình, em kiến nghị đưa vào thực tiễn để kiểm tra thực tế Do thời gian tính tốn thiết kế có hạn nên khơng tránh khỏi sai sót, kính mong thầy (cơ) nhận xét, góp ý để đề tài khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 81