đồ án đầy đủ, nội dung đầy đủ hoàn thiện để tham khảo, đồ án môn học chuyên nghành công nghệ kỹ thuật ô tô . trường đại học công nghệ hutech tphcm........................................................................... đồ án công nghệ kỹ thuật ô tô?, đồ án môn học?, kỹ thuật ô tô?
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Mục tiêu đề tài
- Giới thiệu cho các bạn biết về các bộ phận và nguyên lý hoạt động của Hệ thống phanh tang trống trên xe Vios
- Trình bày nhiệm vụ hệ thống phanh tang trống trên xe Vios
Nội dung đề tài
- Giới thiệu sơ lượt và cấu tạo của hệ thống phanh tang trống trên xe Vios.
- Phân loại, nhiêm vụ, yêu cầu, nguyên lí làm việc.
Phương pháp nghiên cứu
- Tìm kiếm thông tin trên mạng và tài liệu do giảng viên cung cấp.
- Dùng các kiến thức đã học từ các môn tiên quyết để đưa ra hướng giải quyết thích hợp.
- Tham khảo các tài liệu liệu của ô tô
Kết cấu đồ án
- Chương 1 Giới thiệu đề tài
- Chương 2 Cơ sở lý thuyết
- Chương 3 Tính toán và Phương pháp thiết kế
- Chương 4 Thiết kế và mô phỏng
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Giới thiệu tổng quan về hệ thống phanh tang trống
2.1.1 Lịch sử ra đời của hệ thống phanh tang trống
Phanh tang trống ô tô hiện đại lần đầu tiên được sử dụng trên ô tô do Maybach sản xuất vào năm 1900, mặc dù nguyên lý này sau đó chỉ được cấp bằng sáng chế vào năm
1902 bởi Louis Renault Ông đã sử dụng lớp lót amiăng dệt cho lớp lót phanh tang trống vì không có vật liệu thay thế nào tản nhiệt hiệu quả hơn, mặc dù Maybach đã sử dụng phanh tang trống ít phức tạp hơn Ở phanh tang trống đầu tiên, đòn bẩy và thanh truyền hoặc dây cáp vận hành guốc một cách cơ học Từ giữa những năm 1930, áp suất dầu trong xi lanh bánh xe nhỏ và pít tông vận hành hệ thống phanh, mặc dù một số phương tiện vẫn tiếp tục sử dụng hệ thống cơ khí thuần túy trong nhiều thập kỷ Một số thiết kế có hai xi lanh bánh xe.
Do guốc phanh tang trống bị mòn nên phanh cần được điều chỉnh bằng tay thường xuyên cho đến khi phanh tang trống tự điều chỉnh ra đời vào những năm 1950 Phanh tang trống cũng dễ bị phai màu khi sử dụng nhiều lần.
Jaguar Cars đã đưa ra thị trường ba chiếc xe được trang bị phanh đĩa tại Le Mans vào năm 1953, nơi họ đã giành chiến thắng, phần lớn nhờ khả năng phanh vượt trội so với các đối thủ trang bị phanh tang trống Điều này đánh dấu sự khởi đầu cho sự kết thúc của phanh tang trống trên ô tô du lịch Từ những năm 1960 đến những năm 1980, phanh đĩa dần thay thế phanh tang trống ở bánh trước của ô tô (nhận phần lớn lực phanh) Hiện nay thực tế tất cả ô tô đều sử dụng phanh đĩa ở bánh trước và nhiều xe sử dụng phanh đĩa ở cả 4 bánh.
Tại Hoa Kỳ, Jeep CJ-5 là chiếc ô tô cuối cùng sử dụng phanh tang trống phía trước khi nó bị loại bỏ vào năm 1986 Tuy nhiên, phanh tang trống vẫn thường được sử dụng ở bánh sau và phanh đỗ Một số phương tiện sử dụng phanh đỗ, trong đó guốc phanh được bố trí bên trong phần trung tâm của rôto.
Trong suốt thập kỷ qua, công nghệ phanh ô tô đã trải qua nhiều cải tiến Hệ thống phanh tang trống đã được thay thế bằng hệ thống phanh đĩa, nhờ vào khả năng phanh tốt hơn và hiệu suất làm mát tốt hơn.
Tuy nhiên, hệ thống phanh tang trống vẫn được sử dụng trên một số loại xe, đặc biệt là trên các xe tải và xe hơi cổ điển Nó vẫn được coi là một phần quan trọng của hệ thống phanh và tiếp tục được cải tiến để đáp ứng yêu cầu an toàn và hiệu suất của các phương tiện hiện đại.
Hình 2 1 Jeep CJ-5 chiếc ô tô cuối cùng sử dụng phanh tang trống phía trước khi nó bị loại bỏ vào năm 1986.
2.1.2 Công dụng của hệ thống phanh
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đấy Ngoài ra hệ thống phanh còn dùng để giữ ô tô đứng ở các dốc Đối với ô tô hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất, bởi vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển
Hệ thống phanh gồm có cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đấy của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động và điều khiển các cơ cấu phanh hoạt động
2.1.3 Yêu cầu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm Muốn có quãng đường phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại
- Phanh êm dịu trong bất kỳ 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 không lớn
- Thời gian nhạy cảm nhỏ, nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn
- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào
- Không có hiện tượng tự siết phanh khi ô tô chuyển động tịnh tiến hoặc quay vòng.
- Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt
- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe
- Có khả năng phanh khi xe đứng trong thời gian dài
2.2 Cấu tạo của hệ thống phanh tang trống
Phanh tang trống được cấu tạo bởi các bộ phận: Trống phanh, má phanh, guốc phanh, mâm phanh và một số bộ phận truyền lực khác.
Trống phanh: Phần trống phanh có cấu tạo dạng hộp rỗng và được cố định với trục dẫn động Mặt trong của trống phanh thường được làm bằng kim loại và có bề mặt nhám nhằm tăng hiệu quả của phanh.
Guốc phanh: Guốc phanh được chế tạo từ vật liệu thép không gỉ và được phủ một lớp chất liệu có khả năng chịu ma sát tốt lên trên bề mặt Guốc phanh hoạt động nhờ vào piston thủy lực hay dây cáp bằng cách tạo lực bung nhất định ép guốc phanh vào trống phanh.
Má phanh: Má phanh của phanh tang trống là gì? Đây là bộ phận giữ nhiệm vụ ép chặt vào trống phanh để khiến bánh xe giảm tốc độ hoặc ngừng quay Má phanh thường được làm từ nhôm đúc, có trọng lượng nhẹ và khả năng tản nhiệt tốt Chúng được dán hoặc vít cố định lên guốc phanh và sẽ mòn dần theo thời gian sử dụng.
Mâm phanh: Mâm phanh được gắn vào trục bánh xe thông qua các bulong Trên mâm phanh có các lỗ và vấu lồi để gắn xi lanh thủy lực, lò xo giữ guốc phanh và cáp phanh tay.
Một số bộ phận truyền lực của phanh tang trống có thể kể đến như: piston, xi lanh phanh, cuppen, lò xo hồi vị,… Trong đó, piston được kết nối với guốc phanh làm nhiệm vụ đẩy má phanh và ép vào trống phanh để giảm tốc hoặc giúp xe dừng hẳn Lò xo hồi vị giúp piston có thể dịch chuyển về vị trí ban đầu khi người điều khiển nhả phanh.
Hình 2 2 Cấu tạo phanh tang trống
2.2.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh tang trống
TÍNH TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ
Tổng quan về lý thuyết
Tuỳ vào sự kết hợp, mục đích của guốc dẫn và kéo tạo ra mà phanh tang trống được chia thành 4 loại như sau:
- Loại dẫn và kéo: Đây là loại phanh tang trống có xi lanh bánh xe và neo cố định.
- Loại hai guốc dẫn: Loại phanh này có hai bánh xi lanh cố định, được liên kết thông qua một bộ điều chỉnh Chúng có khả năng tạo ra lực phanh rất lớn.
- Loại một trợ động: Phanh tang trống loại này có cấu trúc gồm xi lanh bánh xe cố định, xi lanh điều chỉnh, một trợ động.
- Loại hai trợ động: Được cấu tạo bởi xi lanh bánh xe cố định, xi lanh điều chỉnh và hai trợ động.
Hình 3 1 Các loại guốc phanh a) Phanh trống kiểu dẫn hướng
"Guốc dẫn hướng (hoặc sơ cấp)" là thuật ngữ dùng để chỉ guốc chuyển động theo hướng quay khi nó được ép vào trống “Guốc kéo (phụ)” Guốc dẫn đầu được ép cùng chiều với chuyển động quay của tang trống, và chuyển động quay này giúp guốc ép vào tang trống với áp lực lớn hơn để tạo ra lực phanh mạnh hơn Đây được gọi là hiệu ứng servo (hiệu ứng trợ động) giúp nhận ra lực phanh mạnh mẽ của phanh tang trống.
Về mặt cấu trúc, nó có một xi lanh bánh xe chứa một piston tạo ra áp suất thủy lực để đẩy hai guốc vào bề mặt bên trong của tang trống.
Hai chiếc guốc này hoạt động theo cách mà cả hai đều trở thành guốc kéo hoặc guốc dẫn đầu tùy thuộc vào việc xe đang di chuyển tiến hay lùi Phanh trống tạo ra lực phanh ổn định cho dù xe di chuyển tiến hay lùi Điều này là do phanh tang trống tạo ra lực phanh như nhau ở cả hai hướng Thông thường, loại này được sử dụng cho phanh sau của ô tô du lịch.
Hình 3 2 Phanh trống kiểu dẫn hướng b) Phanh tang trống loai guốc đôi
Loại phanh tang trống này có hai xi lanh bánh xe và hai guốc dẫn đầu Mỗi xi lanh bánh xe ép lên một guốc, sao cho cả hai guốc đóng vai trò dẫn dắt khi xe di chuyển về phía trước, mang lại lực phanh vượt trội.
Mỗi pít-tông đặt trong xi-lanh bánh xe dịch chuyển theo một hướng, vì vậy khi xe lùi, cả hai guốc đều đóng vai trò là bánh sau Loại này được sử dụng chủ yếu cho phanh trước của xe tải cỡ nhỏ và vừa.
Loại guốc dẫn hướng đôi có pít-tông dịch chuyển theo cả hai hướng, giúp cả hai guốc có thể hoạt động như guốc dẫn đầu, bất kể hướng di chuyển Loại này chủ yếu được sử dụng cho phanh sau của xe tải cỡ nhỏ và vừa.
Hình 3 3 Phanh tang trống loai guốc đôi c) Phanh trống loai trợ động đôi
Loại trợ động đôi có cấu trúc trong đó hai guốc phanh, được gọi là guốc chính và guốc phụ, được liên kết thông qua bộ điều chỉnh Áp lực mạnh từ của guốc chính được truyền tới guốc phụ được liên kết, do đó tạo ra một lực phanh rất lớn.
Loại này chủ yếu dùng làm phanh đỗ trên ô tô khách, phanh trung tâm trên xe tải và phanh trên xe nâng.
Hình 3 4 Phanh trống loai trợ động đôi
3.1.2 Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh tang trống
Hệ thống phanh tang trống trên ô tô có những ưu điểm và nhược điểm sau: a) Ưu điểm:
- Đơn giản và giá thành thấp: Hệ thống phanh tang trống có cấu trúc đơn giản và sử dụng ít bộ phận, do đó giá thành sản xuất và bảo dưỡng thấp hơn so với hệ thống phanh đĩa.
- Tính ổn định: Hệ thống phanh tang trống có khả năng tự điều chỉnh và giữ được hiệu suất phanh ổn định trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau, bao gồm cả trong điều kiện mưa.
- Khả năng làm việc tốt trong điều kiện nhiệt đới: Hệ thống phanh tang trống có khả năng xử lý tốt trong điều kiện nhiệt đới, nơi nhiệt độ cao và độ ẩm cao có thể gây ra sự mài mòn và hao mòn. b) Nhược điểm:
- Hiệu suất phanh không cao: So với hệ thống phanh đĩa, hệ thống phanh tang trống có hiệu suất phanh thấp hơn Điều này có thể dẫn đến quãng đường phanh dài hơn và cảm giác phanh không đáng tin cậy hơn trong một số tình huống.
- Tản nhiệt kém: Hệ thống phanh tang trống không có khả năng tản nhiệt tốt như hệ thống phanh đĩa Do đó, trong điều kiện phanh liên tục hoặc phanh gấp, hệ thống phanh tang trống có thể gây ra quá nhiệt và làm giảm hiệu suất phanh.
- Trọng lượng lớn: Hệ thống phanh tang trống có trọng lượng lớn hơn so với hệ thống phanh đĩa Điều này có thể làm tăng trọng lượng không cần thiết của ô tô và ảnh hưởng đến hiệu suất nhiên liệu.
Tuy nhiên, các nhược điểm này đã được cải thiện qua thời gian và hệ thống phanh tang trống vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại xe ô tô hiện nay, đặc biệt là trên các xe hạng nhỏ và xe cỡ nhỏ.
So sánh phanh tang trống và phanh đĩa
So sánh Phanh tang trống Phanh đĩa
Thiết kế dạng hộp kín để chứa các bộ phận piston, xi lanh
Bảo vệ các bộ phận khỏi bụi bẩn, nước, bùn đất, hạn chế han gỉ và hư hỏng.
Thiết kế với ba bộ phận chính phanh đía, má phanh, cùm phanh.
Thiết kế hở nên dễ bám bùn đất nên yêu cầu bảo dưỡng nhiều hơn.
Hiệu quả phanh thấp hơn so với phanh đĩa Đặc biệt là khi leo dốc, đổ đèo hoặc phanh gấp
Phanh hoạt động tốt hơn, sử dụng được mọi điều kiện địa hình và thời tiết.
Chi phí sản xuất và bảo dưỡng thấp hơn Chi phí sản xuất và bảo dưỡng cao hơn
3.1.3 Những vấn đề lỗi thường gặp của hệ thống phanh tang trống a) Âm thanh lạ khi hoạt động
Các thông số tính toán
TÊN CHI TIẾT THÔNG SỐ
THIẾT KẾ
Hệ thống phanh tang trống
Hình 4 1 Heo dầu phanh Kớch thước: cao 67mm x ỉ36, ống dẫn dầu ỉ8
Heo dầu phanh: Heo dầu phanh là một bộ phận quan trọng trong hệ thống phanh tang trống Nhiệm vụ của nó là tạo ra áp lực dầu phanh để đẩy lực vào bộ phận phanh và giúp xe dừng lại Heo dầu phanh thường được kích hoạt bằng chân lái.
Hình 4 2 Guốc Phanh Kích thước:chiều cao 135mm x ngang 51mm x R85mm
Guốc phanh: Guốc phanh là bộ phận chịu lực trực tiếp từ bộ phận phanh và tạo ma sát với mâm sau Khi áp lực phanh được áp dụng, guốc phanh sẽ bị ép vào mâm sau, tạo ra lực ma sát để giảm tốc độ của xe.
Hình 4 3 Lo xo hồi vị
Lò xo hồi vị: Lò xo hồi vị là một lò xo có nhiệm vụ đẩy các bộ phận phanh trở lại vị trí ban đầu sau khi áp lực phanh được giải phóng Lò xo này giúp đảm bảo rằng bộ phận phanh không còn tiếp xúc với bề mặt phanh và giúp xe chạy mượt hơn.
Kớch thước: dày 13mm x ỉ190mm – kớch thước lỗ trong ỉ40mm x 4 ỉ12mm
Mâm sau: Mâm sau là bộ phận quay cùng với bánh xe và được guốc phanh ép vào để tạo lực ma sát Mâm sau có vai trò chịu lực từ bộ phận phanh và truyền lực vào bánh xe để dừng lại xe.
Tang trống: Tang trống là bộ phận hình trụ nằm bên trong mâm sau Khi áp lực phanh được áp dụng, tang trống sẽ quay cùng với mâm sau và tạo lực ma sát với guốc phanh để giảm tốc độ của xe.
Kích Thước: Chiều cao 108mm x ngang 40mm
Bàn đạp phanh: Bàn đạp phanh là bộ phận mà người lái sử dụng để áp dụng lực phanh.
Khi người lái đạp xuống bàn đạp phanh, nó sẽ tạo ra áp lực dầu phanh và truyền điều này đến các bộ phận khác trong hệ thống phanh để dừng lại xe Bàn đạp phanh thường được kết nối với heo dầu phanh để tạo ra áp lực cần thiết.
Kớch Thước: Cao 100.09mm x ỉ 17.50 x 37.50x ngang 74mm
Bình chứa dầu phanh: Bình chứa dầu phanh là nơi chứa dầu phanh trong hệ thống phanh Nhiệm vụ của nó là cung cấp dầu phanh cho heo dầu phanh khi cần thiết Khi người lái đạp xuống bàn đạp phanh, dầu phanh từ bình chứa sẽ được đẩy vào heo dầu phanh để tạo ra áp lực phanh Bình chứa dầu phanh thường được đặt ở một vị trí cao hơn so với các bộ phận khác trong hệ thống phanh để đảm bảo luồng dầu phanh liên tục.
4.1.8 Bản vẽ lắp của hệ thống phanh tang trống
Hình 4 8 Bản vẽ lắp của hệ thống phanh tang trống