cải tiến mô hình hệ thống phanh thủy lực phục vụ giảng dạy thực hành

+ Hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực bằng chân không.. Hệ thống phanh dẫn động thủy lực không có hệ thống trợ lực yêu cầu một lực đạp mạnh từ bàn đạp phanh trong trường hợp cần một

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GVHD: Th.S THÁI HUY PHÁT SVTH: NGUYỄN TÂN ANH TRẦN TRƯƠNG PHONG

S K L 0 1 2 3 1 3

CẢI TIẾN MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC PHỤC VỤ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GVHD: ThS THÁI HUY PHÁT

CẢI TIẾN MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC PHỤC VỤ GIẢNG DẠY THỰC HÀNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

GVHD: ThS THÁI HUY PHÁT

LỜI CẢM ƠN

Chúng em muốn bắt đầu bằng cách bày tỏ lòng biết ơn của mình đối với ba mẹ chúng em, những người đã hỗ trợ về mặt vật chất và tinh thần cho chúng em trong suốt quá trình học tập Chúng em muốn bày tỏ lòng biết ơn của mình đối với các thầy cô đang giảng dạy tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, cũng như các thầy đang giảng dạy tại Khoa Cơ khí động lực Chúng em rất biết ơn các thầy đã dành thời gian và tâm huyết để giảng dạy chúng em trong quá trình học tại trường

Cuối cùng, nhóm chúng em muốn bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đến ThS Thái Huy Phát, người Thầy đã đóng vai trò là giảng viên hướng dẫn đề tài Chúng em đã thành công trong việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhờ kiến thức chuyên môn của thầy, sự hỗ trợ về trang thiết bị và sự nhiệt tình giúp đỡ chỉ bảo và đưa ra lời khuyên Ngoài ra, chúng em cũng được khuyến khích nghiên cứu các chủ đề mới, hiện đại

Chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp nhờ sự cố gắng và nỗ lực của cả nhóm, đặc biệt là nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy ThS Thái Huy Phát Tuy nhiên, do hạn chế về thời gian và kiến thức, không thể tránh khỏi những sai sót Chúng em rất mong muốn nhận được sự hướng dẫn từ thầy và sử dụng ý kiến của thầy để cải thiện đồ án

TÓM TẮT

Ngành ô tô là một trong những lĩnh vực luôn đi đầu trong thời đại phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trong việc áp dụng các công nghệ hiện đại và an toàn để đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của con người Đây vừa là cơ hội vừa là thách thức đối với việc kết hợp sự phát triển của ngành công nghệ kỹ thuật ô tô với những tiến bộ và lợi ích đối với xã hội, đặc biệt là đảm bảo khoa học ổn định và hiện đại cũng như thiết bị dạy học phù hợp Theo yêu cầu, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật TP.HCM đã hỗ trợ sinh viên năm cuối K19 niên khóa 2019-2023 hoàn thành đồ án tốt nghiệp Trường cũng đã hỗ trợ một số sinh viên đăng ký tại xưởng khung gầm thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp liên quan đến việc cải tiến mô hình để phục vụ cho việc giảng dạy

Mô hình Hệ thống phanh thủy lực sẽ cung cấp các kiến thức cơ bản về chức năng, cấu tạo, nguyên lí hoạt động, quy trình bảo dưỡng

Nội dung đề tài bao gồm:

- Mô hình hệ thống phanh thủy lực hoàn chỉnh - Một tập thuyết minh về nội dung của đề tài: + Chương 1: Tổng Quan Đề Tài

+ Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết Hệ Thống Phanh Thủy Lực + Chương 3: Quá Trình Cải Tiến Mô Hình

+ Chương 4: Quy Trình Tháo Lắp Và Bảo Dưỡng Hệ Thống Phanh Thủy Lực + Chương 5: Kết luận và kiến nghị

1.5 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC 3

2.1 Tổng quan về hệ thống phanh 3

2.1.1 Vai trò của hệ thống phanh trên ô tô 3

2.1.2 Kết cấu của hệ thống phanh 3

2.1.3 Phân loại hệ thống phanh 3

2.1.4 Yêu cầu hệ thống phanh 4

2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh thủy lực trên ô tô 5

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh thủy lực 5

2.2.2 Bàn đạp phanh 5

2.2.3 Xy lanh chính 6

2.2.4 Bộ trợ lực chân không 7

2.2.5 Van điều hòa lực phanh 9

2.2.6 Cơ cấu của xy lanh con 10

2.2.7 Phanh trống 11

2.2.8 Phanh đĩa 13

2.2.9 Các chi tiết khác 16

2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh thủy lực 17

2.4 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phanh thủy lực 18

CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH CẢI TIẾN MÔ HÌNH 19

3.1 Ý tưởng cải tiến 19

3.2 Thiết bị vật dụng sử dụng trên mô hình 19

3.3 Cải tiến mô hình 22

3.3.1 Cải tiến khung của mô hình 22

3.3.2 Quy trình lắp ráp 24

3.3.3 Hoàn thiện mô hình cải tiến 27

3.4 Quy trình tháo lắp và bảo dưỡng hệ thống phanh 30

3.4.1 Mục đích của việc bảo dưỡng hệ thống phanh 30

3.4.2 Chu kì bảo dưỡng hệ thống phanh 31

3.4.3 Quy trình tháo lắp và bảo dưỡng hệ thống phanh 31

CHƯƠNG 4: CÁC BÀI TẬP ỨNG DỤNG TRÊN MÔ HÌNH 73

4.1 Bài tập ứng dụng về quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh 73

4.2 Bài tập ứng dụng về quy trình bảo dưỡng vành và bánh xe 75

4.3 Bài tập về quy trình kiểm tra bầu trợ lực 76

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

5.1 Kết luận 77

5.2 Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2 1 Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh thủy lực trên ô tô 5

Hình 2 2 Bàn đạp phanh 6

Hình 2 3 Các thành phần chính của xy lanh chính loại hai buồng 7

Hình 2 4 Cấu tạo bộ trợ lực phanh chân không 8

Hình 2 5 Van điều hòa lực phanh 9

Hình 2 6 Van điều hòa lực phanh trên ô tô và biểu đồ áp suất phanh khi có và không có

van điều hòa lực phanh 10

Hình 2 7 Cấu tạo xy lanh con 10

Hình 2 8 Xy lanh bánh xe (xy lanh con) 11

Hình 2 9 Thành phần cơ cấu phanh tang trống 12

Hình 2 10 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh tang trống 13

Hình 2 11 Hai loại cơ cấu phanh đĩa 14

Hình 2 12 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động 14

Hình 2 13 Phanh đĩa có giá đỡ cố định 15

Hình 2 14 Cơ cấu phanh tay 16

Hình 2 15 Xy lanh chính khi không có sự tác động vào bàn đạp phanh 17

Hình 3 1 Bầu trợ lực phanh chân không 20

Hình 3 14 Trước (trên) và sau (dưới) khi đi lại hệ thống đường dầu 26

Hình 3 15 Lắp đặt cơ cấu phanh tay 26

Hình 3 16 Lắp đặt bánh xe 27

Hình 3 17 Hoàn thiện mô hình cải tiến 30

Hình 3 18 Bộ dụng cụ chuyên sửa chữa YATO 32

Hình 3 26 Tháo các tấm đỡ má phanh đĩa 35

Hình 3 27 Tháo các chốt trượt xy lanh phanh đĩa 35

Hình 3 28 Tháo các cao su chắn bụi bạc phanh đĩa ra khỏi giá bắt xy lanh 35

Hình 3 29 Tháo giá bắt xy lanh 36

Hình 3 30 Đo chiều dày má phanh đĩa 36

Hình 3 31 Vệ sinh má phanh bằng giấy nhám 37

Hình 3 32 Má phanh trước (trên) và sau (dưới) khi vệ sinh bằng giấy nhám 37

Hình 3 33 Kiểm tra độ đảo của đĩa phanh 38

Hình 3 34 Đo độ dày của đĩa phanh 38

Hình 3 35 Kiểm tra cao su chắn bụi ở piston (bên trái) và thanh trượt (bên phải) 39

Hình 3 36 Lắp ráp giá đỡ xy lanh phanh đĩa 40

Hình 3 37 Lắp các cao su chắn bụi ở thanh trượt 40

Hình 3 38 Lắp đặt các tấm đỡ má phanh vào cơ cấu phanh 41

Hình 3 39 Bôi mỡ chịu nhiệt lên thanh trượt và lắp đặt thanh trượt vào cơ cấu phanh 41 Hình 3 40 Lắp đặt cụm xy lanh phanh đĩa 42

Hình 3 41 Lắp đặt má phanh vào cơ cấu phanh đĩa 43

Hình 3 42 Lắp đặt bu lông giữ cụm xy lanh 43

Hình 3 43 Tháo bu lông giữ trống phanh 44

Hình 3 44 Tháo trống phanh ra khỏi cơ cấu phanh 45

Hình 3 45 Tháo các lò xo hồi vị 46

Hình 3 46 Tháo các chốt và lò xo giữ guốc phanh 47

Hình 3 47 Bộ điều chỉnh guốc phanh (trái) và guốc phanh (phải) 47

Hình 3 48 Tháo cơ cấu phanh tay 48

Hình 3 49 Kiểm tra cao su chắn bụi và rò rỉ dầu tại khu vực xy lanh con 49

Hình 3 50 Piston, cuppen và lò xo 50

Hình 3 51 Cuppen bị rách 50

Hình 3 52 Đo đường kính trong của trống phanh và đo độ dày guốc phanh 51

Hình 3 53 Vệ sinh guốc phanh bằng giấy nhám 51

Hình 3 54 Guốc phanh trước (bên trái) và sau (bên phải) khi vệ sinh bằng giấy nhám 52 Hình 3 55 Vệ sinh trống phanh bằng giấy nhám 52

Hình 3 56 Lắp cơ cấu thắng tay và guốc phanh vào cơ cấu phanh trống 53

Hình 3 57 Lắp bộ điều chỉnh guốc phanh vào cơ cấu phanh trống 53

Hình 3 58 Lắp các lò xo hồi vị vào cơ cấu phanh trống 54

Hình 3 59 Lắp lò xo hồi vị của bộ điều chỉnh 54

Hình 3 60 Lắp đặt các chốt và lò xo giữ guốc phanh 55

Hình 3 61 Lắp trống phanh vào cơ cấu phanh trống 55

Hình 3 62 Lắp vòng bi vào moayơ 56

Hình 3 63 Lắp bu lông giữ trống phanh 56

Hình 3 64 Bộ dụng cụ xả gió hệ thống phanh 57

Hình 3 65 Thực hiện xả gió bằng tay 58

Hình 3 66 Đo độ sâu hoa lốp 68

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Danh sách các thiết bị, vật dụng để thi công mô hình 19 Bảng 2 Phiếu kiểm tra đánh giá hư hỏng của hệ thống phanh 73 Bảng 3 Phiếu kiểm tra đánh giá mức độ hư hỏng của vành và bánh xe 75

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lí do chọn đề tài

Ngày nay, việc kết hợp thực hành và lí thuyết là cần thiết cho việc giảng dạy Được học thực hành về các mô hình và trang thiết bị tốt sẽ đặc biệt có lợi cho việc làm sau khi ra trường, đặc biệt là trong ngành kỹ thuật và ô tô Việc sử dụng mô hình hệ thống phanh thủy lực trên ô tô trong giảng dạy sẽ giúp sinh viên có được cái nhìn thực tế về một hệ thống trên ô tô, điều này sẽ góp phần nâng cao kiến thức chuyên môn và kỹ năng của sinh viên Mô hình sẽ cho phép sinh viên quan sát vị trí các bộ phận, cấu tạo, nguyên lý và cách lắp đặt chúng thành hệ thống phanh thủy lực hoàn chỉnh

Ngoài ra, sinh viên sẽ học cách bảo dưỡng hệ thống phanh thủy lực ngay trên mô hình Điều này sẽ cho phép sinh viên hiểu rõ hơn về các bộ phận thường bị hư hỏng và cần phải thay thế Việc phát triển mô hình phanh thủy lực là cần thiết để nâng cao chất lượng giảng dạy cũng như khả năng hiểu biết của sinh viên

• Cải tiến, hoàn thiện mô hình Phanh thủy lực trên ô tô

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Hệ thống phanh được lắp đặt và bố trí tùy theo kết cấu của ô tô hoặc xe tải, điều này sẽ gây khó khăn và phức tạp trong việc giảng dạy Do đó, chúng em sẽ tháo các bộ phận ra khỏi xe và lắp đặt trên mô hình mà không thay đổi cách chúng được bố trí hoặc hoạt động, giống như hệ thống phanh trên xe ô tô Điều này sẽ giúp sinh viên dễ hình dung và tăng khả năng tiếp thu Đây là phương pháp khả thi mà sinh viên có thể học tập và nghiên cứu trên mô hình

1.4 Phạm vi nghiên cứu

Trong đề tài đồ án tốt nghiệp này, phạm vi nghiên cứu là thiết kế cải tiến mô hình hệ thống phanh thủy lực giúp tìm hiểu được chức năng, nhiệm vụ, nguyên lý làm việc và cũng như là cách tiến hành tháo lắp và bảo dưỡng hệ thống phanh

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Chúng em phải kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu để hoàn thành đề tài bao gồm đặc biệt các phương pháp tham khảo tài liệu, thu thập thông tin liên quan, cập nhật thông tin trên mạng, học hỏi từ các thầy cô và bạn bè, xem xét các hệ thống thực tế trên ô tô và mô hình cũng như là học hỏi các ý tưởng mới để hình thành đề cương và hoàn thành luận án

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC 2.1 Tổng quan về hệ thống phanh

2.1.1 Vai trò của hệ thống phanh trên ô tô

Để đảm bảo an toàn cho cả người lái và hành khách trên xe, hệ thống phanh ô tô rất quan trọng Hệ thống phanh ô tô có một số tác động quan trọng sau:

+ Dừng hoặc giảm tốc độ: Hệ thống phanh cho phép người lái dừng hoặc giảm tốc độ an toàn

+ Kiểm soát ô tô: Trong quá trình lái xe, người lái có thể kiểm soát và duy trì độ ổn định của ô tô thông qua hệ thống phanh

+ Tránh tai nạn: Hệ thống phanh cung cấp lực phanh mạnh và nhanh chóng cho người lái khi phát hiện một tình huống nguy hiểm để giúp họ tránh va chạm

+ Phân phối lực phanh: Một số ô tô hiện đại có hệ thống phân phối lực phanh tự động, giúp phân phối lực phanh điều chỉnh cho từng bánh xe, tạo ra quá trình phanh hiệu quả và ổn định

+ Hỗ trợ phanh khẩn cấp: Khi một tình huống nguy hiểm xuất hiện, một số xe có hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp, hệ thống này tự động tăng áp lực phanh để giúp người lái dừng xe an toàn và nhanh chóng

Tóm lại, hệ thống phanh ô tô rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách trên xe bằng cách ngăn chặn tai nạn và duy trì độ ổn định của xe trong quá trình di chuyển

2.1.2 Kết cấu của hệ thống phanh

Ô tô có hai hệ thống phanh: phanh chính và phanh dừng Phanh chính, còn được gọi là phanh bánh xe hoặc phanh chân, là cách thường được sử dụng để điều khiển tốc độ của xe Phanh dừng, còn được gọi là phanh tay, thường được tìm thấy ở các bánh xe hoặc sau trục thứ cấp của hộp số Khi sử dụng cả hai loại phanh này sẽ giữ cho xe an toàn khi di chuyển và khi dừng lại

Hai thành phần chính của hệ thống phanh là cơ cấu phanh và dẫn động phanh Cơ cấu phanh được đặt bên trong các bánh xe để tạo ra mô men hãm khi xe phanh Dẫn động phanh được sử dụng để truyền lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh Dẫn động cơ khí, thủy lực, khí nén hoặc kết hợp có thể có các thành phần khác nhau

2.1.3 Phân loại hệ thống phanh

- Phân loại theo chức năng

+ Hệ thống phanh làm việc: Đây là hệ thống phanh chính, còn được gọi là hệ thống phanh làm việc Hệ thống được sử dụng cho mọi chế độ chuyển động và thường được điều khiển bằng bàn đạp

+ Hệ thống phanh dừng: Phanh phụ là một thuật ngữ khác, được sử dụng để giữ cho xe dừng yên tại chỗ Phanh này thường được gọi là phanh tay do tay điều khiển

+ Hệ thống dự trữ: được sử dụng để phanh xe khi phanh chính hỏng

+ Hệ thống phanh chậm dần: được sử dụng trên các phương tiện tải trọng lớn hoặc trên đồi núi để giữ cho tốc độ của xe không vượt quá giới hạn khi xuống dốc bằng cách giảm tốc độ dần trước khi dừng hẳn

- Phân loại theo dẫn động

+ 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-khí nén

+ Hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực bằng áp thấp + Hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực bằng chân không + Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa

2.1.4 Yêu cầu hệ thống phanh

Các tiêu chuẩn cơ bản cho hệ thống phanh bao gồm: Làm việc đáng tin cậy và bền vững

+ Trong bất kỳ tình huống nào, khi phanh gấp, phải nhanh chóng dừng xe để đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất có thể

+ Hiệu quả phanh cao vẫn êm dịu

+ Điều khiển phanh nhẹ nhàng và phù hợp với cả phanh tay và phanh chân

+ Độ nhạy phản ứng phải được đảm bảo bởi hệ thống phanh Giữa các lần phanh, hiệu quả phanh không thay đổi

+ Đảm bảo rằng xe không phải bó cứng khi phanh nhẹ nhàng khi xe bị trượt lết trên đường

+ Phanh tay và phanh chân không ảnh hưởng đến nhau

+ Cơ cấu phanh có khả năng thoát nhiệt tốt và có thể được thay thế dễ dàng khi gặp hư hỏng

+ Ô tô có khả năng đứng yên ngay cả khi trên đường dốc

+ Để đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh, dẫn động phanh phải có độ nhạy cao

2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh thủy lực trên ô tô 2.2.1 Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh thủy lực

Hình 2 1 Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh thủy lực trên ô tô

Một hệ thống phanh thủy lực điển hình luôn được chia thành hai thành phần chính cơ bản như sau:

- Dẫn động phanh: + Bàn đạp

+ Xy lanh chính + Bộ trợ lực phanh + Đường ống dầu

+ Van điều hòa lực phanh - Cơ cấu phanh:

+ Phanh đĩa + Phanh trống

2.2.2 Bàn đạp phanh

Hình 2 2 Bàn đạp phanh

Bàn đạp phanh hoạt động với vai trò như một cánh tay đòn để tăng lực đạp cung cấp cho pít-tông của xy lanh chính Bàn đạp phanh được gắn trực tiếp vào xy lanh chính và lắp phía dưới chân của người lái

+ Giữ cho hệ thống luôn đầy dầu phanh khi bố thắng mòn

+ Luôn tồn tại một áp suất nhỏ trong hệ thống để ngăn nước hoặc không khí xâm nhập vào

Xy lanh chính loại hai buồng:

Hình 2 3 Các thành phần chính của xy lanh chính loại hai buồng

Ngày nay, xy lanh chính loại hai buồng thường được sử dụng vì chúng có thể duy trì sự hoạt động phanh trong trường hợp một nhánh bị rò rỉ Thay vào đó, xy lanh chính loại một buồng đơn có thể gây ra hiện tượng mất phanh khi xe đang di chuyển, đặc biệt là ở tốc độ cao, gây nguy hiểm

Xy lanh chính loại hai buồng còn được gọi là xy lanh phanh trước sau bao gồm 2 tông thủy lực riêng biệt Với mỗi một pít-tông tác dụng cho 2 xy lanh phanh con ở hai bánh xe và cái còn lại tiếp tục duy trì hoạt động cho 2 xy lanh phanh con ở hai bánh còn lại

pít-Sự hoạt động của các pít-tông, cup-pen và các cổng dầu trong xy lanh chính loại hai buồng cũng tương tự như bộ xy lanh phanh dùng pít-tông đơn Khi hệ thống không bị hư hỏng, hai pít-tông tạo ra áp lực cho bốn cơ cấu phanh ở bốn bánh xe

Khi đạp phanh: Pít-tông số 1 tiến tới đóng kín cửa bù, tạo áp suất thủy lực ở các xy lanh bánh xe trước Đồng thời tạo áp suất thủy lực phía sau pít-tông số 2 đẩy pít-tông này tới bịt kín cửa bù và tạo áp suất xy lanh bánh xe sau

2.2.4 Bộ trợ lực chân không

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực không có hệ thống trợ lực yêu cầu một lực đạp mạnh từ bàn đạp phanh trong trường hợp cần một lực phanh lớn, do đó chỉ được áp dụng trên những ô tô cỡ nhỏ Trên các dòng xe cỡ lớn, lực phanh cần để đáp ứng lớn nên các

kỹ sư đã bố trí thêm bộ trợ lực trong hệ thống phanh dẫn động thủy lực để làm tăng lực phanh trong khi người lái chỉ cần lực nhỏ để đạp lên bàn đạp

Bộ trợ lực chân không tạo ra một lực mạnh tỉ lệ thuận với lực nhấn của bàn đạp phanh bằng cách sử dụng độ chênh lệch áp suất giữa chân không động cơ và áp suất khí quyển Đường ống nạp của động cơ có thể cung cấp chân không hoặc bơm chân không riêng có thể hoạt động cho động cơ

Hình 2 4 Cấu tạo bộ trợ lực phanh chân không

Cấu tạo bộ trợ lực chân không:

- Cần đẩy đầu ra (thanh đẩy xy lanh chính) - Van chân không

- Màng ngăn - Pít-tông trợ lực - Đĩa tựa

- Van điều khiển - Lọc khí nạp - Cần đẩy đầu vào - Khoang chân không - Khoang công tác

Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không như sau:

- Khi đạp bàn đạp phanh: Lực bàn đạp sẽ đẩy cần đẩy (nối với bàn đạp phanh) di chuyển sang trái Van không khí sẽ được mở ra, còn van chân không sẽ bị đóng lại

Không khí đi vào ngăn bên phải (buồng công tác) của bộ trợ lực, từ đó hình thành sự chênh lệch áp suất giữa hai ngăn bên phải (khoang công tác) và bên trái (khoang chân không) của tấm màng Trong khi tấm màng ngăn di chuyển về phía bên trái, cần đẩy (nối với pít-tông của xy lanh chính) cũng di chuyển về phía bên trái do sự chênh lệch áp suất

- Khi nhả bàn đạp phanh: Đẩy (nối với bàn đạp phanh) di chuyển sang phía bên phải do lò xo hồi vị Van chân không sẽ mở ra khi van không khí bị đóng Khoang chân không bên trái và khoang công tác bên phải sẽ thông với nhau Màng ngăn bị lò xo hồi vị chuyển sang phải và sau đó trở lại vị trí ban đầu

2.2.5 Van điều hòa lực phanh

Hình 2 5 Van điều hòa lực phanh

Van điều hòa lực phanh trang bị trên các dòng xe có phanh đĩa ở phía trước, phanh trống ở phía sau Do khi hãm phanh đột ngột, phần lớn trọng lượng của ô tô sẽ dồn về phía hai bánh trước Điều này đồng nghĩ với việc hai bánh trước sẽ cần lực phanh lớn hơn so với hai bánh sau

Van điều hòa lực phanh được lắp đặt giữa các cơ cấu phanh phía sau và xy lanh chính Nhằm tạo ra lực phanh ổn định, van điều hòa lực phanh phân phối áp suất thủy lực đúng cách đến các cơ cấu phanh của cả bánh trước và sau Áp suất thủy lực được đặt thấp hơn so với các cơ cấu phanh trước vì cơ cấu phanh sau thường bị bó cứng khi giảm tốc

Hình 2 6 Van điều hòa lực phanh trên ô tô và biểu đồ áp suất phanh khi có và không có

van điều hòa lực phanh.

1 Trợ lực phanh; 2 Xy lanh phanh chính; 3 Van điều hòa; 4 Phanh trước trái; 5 Phanh sau trái

2.2.6 Cơ cấu của xy lanh con

Hình 2 7 Cấu tạo xy lanh con

Xy lanh phanh con lợi dụng áp lực từ xy lanh chính tác động lên đẩy guốc phanh để phanh xe Xy lanh con bao gồm: pít-tông – xy lanh – cuppen – lò xo – vít xả gió – cao su che bụi

Thân xy lanh con bao bọc các cơ cấu phía trong: xy lanh chứa pít-tông, cuppen và lò xò bên trong

Chụp chắn bụi: ngăn không cho nước và bụi bẩn bên ngoài vào trong xy lanh con,

được bọc bên ngoài của thân xy lanh con

Cup-pen là một chén chặn bằng cao su đặc biệt để ngăn dầu phanh không bị rò rỉ qua pít-tông Chúng được ráp vào bên trong xy lanh tựa lưng vào pít-tông

Pít-tông xy lanh con được làm bằng kim loại hay bằng nhựa có tác dụng truyền lực từ xy lanh con ra Chúng tác dụng lực làm đẩy thanh nối guốc phanh hay tác động trực tiếp guốc phanh

Lò xo xy lanh con giữ chén chặn cao su luôn tựa lưng vào pít-tông khi mà không tạo áp lực nữa

Ốc xả gió có công dụng xả gió cho hệ thống phanh, được gắn ở phía sau xy lanh con Khi vặn nới ốc xả gió ra cho phép áp lực của dầu phanh đẩy không khí và cả dầu phanh ra khỏi hệ thống Khi bên trong đường dẫn dầu phanh có chứa không khí, điều này sẽ làm giảm hiệu quả của hệ thống phanh

Hình 2 8 Xy lanh bánh xe (xy lanh con) 2.2.7 Phanh trống

Bộ phận quay của cơ cấu phanh trống được gọi là tang trống, trong khi bộ phận cố định được gọi là guốc phanh Trong quá trình đạp bàn đạp phanh, các pít-tông trong xy lanh công tác khiến tấm vật liệu ma sát của guốc phanh bị áp sát vào mặt trong của tang trống Điều này khiến tang trống quay chậm lại hoặc dừng quay hẳn

Các thành phần chính của cơ cấu phanh tang trống bao gồm như sau: tang trống (được gắn cố định trên moay-ơ bánh xe), guốc phanh, tấm vật liệu ma sát (được lắp trên guốc phanh) xy lanh công tác, còn được gọi là xy lanh con và lò xo hồi vị guốc phanh

Hình 2 9 Thành phần cơ cấu phanh tang trống

Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh tang trống như sau:

- Khi bàn đạp phanh không được đạp (hoặc khi người lái nhả bàn đạp phanh): xy lanh chính không bơm dầu vào đường ống dẫn dầu phanh khi bàn đạp phanh ở trạng thái tự do Guốc phanh bị kéo bởi lực kéo của lò xo hồi vị, tạo một khoảng hở giữa tang trống và guốc phanh Do đó, tang trống có thể quay tự do với bánh xe

- Khi người lái đạp bàn đạp phanh, cần đẩy đẩy pít-tông của xy lanh chính về phía trước Điều này khiến dầu phanh chảy qua đường ống dẫn dầu vào các xy lanh công tác tại các cơ cấu phanh của bánh xe Pít-tông của xy lanh công tác bị đẩy ra ngoài do áp suất thủy lực Để dễ dàng tì vào guốc phanh, pít-tông của xy lanh công tác được thiết kế lõm vào Khi lực đẩy của pít-tông được kéo từ các lò xo, guốc phanh sẽ bung ra và áp sát vào bề mặt bên trong của tang trống Chúng sẽ quay quanh chốt bản lề Lực ma sát được tạo ra với tang trống đang quay bởi vật liệu ma sát trên guốc phanh Điều này khiến tang trống quay chậm dần hoặc ngừng quay hoàn toàn

Hình 2 10 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh tang trống

Đặc điểm của phanh tang trống:

-Trong quá trình phanh, hầu hết tải trọng của toàn bộ xe được chuyển đến bánh xe trước do tác động của lực quán tính Cơ cấu phanh bánh trước cần áp dụng lực phanh cao hơn so với cơ cấu phanh bánh sau Cơ cấu phanh bánh sau thường chỉ có tác dụng phụ trợ Vì vậy, nhiều công ty sử dụng cơ cấu phanh đĩa ở bánh trước và cơ cấu phanh tang trống ở bánh sau để giảm chi phí sản xuất

- Cơ cấu phanh tang trống có hiệu suất phanh thấp, khả năng tản nhiệt thấp và độ tin cậy thấp Điều khiển xe trở nên khó khăn do lực phanh biến đổi nhiều do điều kiện đường khác nhau Cơ cấu phanh tang trống cũng tạo ra nhiệt lượng lớn trong quá trình phanh vì chúng không tản nhiệt tốt

- Sự biến dạng của tang trống và moay-ơ khi bị nhiệt độ cao gây rung lắc và mất tính bắt phanh, làm giảm hiệu suất phanh Cần điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và tang trống sau thời gian sử dụng Bên cạnh đó, các chi tiết có thể tháo rời để làm sạch tang trống

- Tấm ma sát có thể thay thế và sửa chữa dễ dàng

- Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của đĩa phanh và má phanh có thể được bố trí dễ dàng

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xy lanh con di động và cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xy lanh con cố định

Hình 2 11 Hai loại cơ cấu phanh đĩa

2.2.8.1 Phanh đĩa có giá di động

Hình 2 12 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động

1 Giá xy lanh; 2 Tấm má phanh; 3 Đĩa phanh; 4 Pít-tông; 5 Buồng xy lanh thủy lực; 6 Tấm che bụi; 7 Giá dẫn hướng; a) Trước khi hoạt động; b) Trong khi hoạt động

Nguyên lý làm việc:

- Khi phanh: Lực từ bàn đạp phanh được chuyển đến xy lanh công tác, đẩy dầu phanh từ xy lanh chính vào buồng (5) của xy lanh công tác Đồng thời, áp lực dầu phanh trong buồng (5) đẩy pít-tông (4) di chuyển sang phía trái, làm má phanh tiếp xúc với đĩa phanh Đồng thời, áp lực dầu phanh tác động lên mặt sau của buồng (5) làm đẩy giá dịch chuyển sang phải, đẩy má phanh phía bên phải vào đĩa phanh

- Khi ngừng phanh, khe hở nhỏ khoảng 0,5–1 mm của ổ bi bánh xe làm má phanh rung lắc theo phương dọc trục, tạo hiện tượng tấm ma sát rời khỏi đĩa phanh

2.2.8.2 Phanh đĩa có giá cố định

Hình 2 13 Phanh đĩa có giá đỡ cố định

1 Đĩa phanh; 2 Má phanh; 3 Đường dẫn đầu; 4 Phớt bao kín dầu; 5 Giá đỡ; 6 Giá trục bánh xe; 7 Pít-tông; 8 Xy lanh bánh xe

Nguyên lý làm việc:

- Khi đạp phanh, dầu phanh sẽ truyền áp suất cao từ ống dẫn dầu phanh (3) đến các xy lanh bánh xe (8) Sau đó, các pít-tông (7) sẽ đẩy má phanh (2) theo hai chiều ngược nhau vào đĩa phanh (1), gây ra hiện tượng hãm phanh

- Khi không phanh nữa, áp suất dầu điều khiển sẽ giảm khi dầu từ các xy lanh bánh xe trở về buồng chứa

- Má phanh và đĩa phanh có cấu tạo như sau:

+ Đĩa phanh thông thường được gắn vào moay-ơ bánh xe Có hai loại đĩa phanh: đĩa phanh đặc và đĩa phanh có lỗ rỗng Đĩa phanh có lỗ rỗng có khả năng tản nhiệt tốt hơn do có nhiều không gian tiếp xúc với không khí hơn

+ Má phanh có cấu tạo là một cơ cấu phanh đĩa hình chữ nhật phẳng Chúng được tạo thành từ một tấm thép dày và một tấm má phanh bằng vật liệu ma sát Tấm thép và má

phanh được gắn với nhau bằng một loại keo Má phanh có thể là một tấm liền hoặc một tấm với rãnh phân chia Trong một số ô tô, pít-tông tác động vào má phanh thông qua một tấm lót trung gian thay vì tiếp xúc trực tiếp

2.2.9 Các chi tiết khác

*Dầu phanh

Dầu phanh phải đạt được các đặc tính sau: + Không ăn mòn

+ Không tác hại đến vật liệu mà chúng tiếp xúc

+ Có đủ chất nhờn để bôi trơn pít-tông và xy lanh, pít-tông và xy lanh con + Không làm hỏng cuppen

+ Không gây rỉ sét xy lanh phanh

*Đồng hồ đo áp suất dầu phanh

Đồng hồ đo áp suất dầu phanh hiển thị áp suất của dầu phanh trong đường ống dầu của hệ thống phanh khi nhả phanh hoặc khi đạp phanh

Trên các dòng xe đời cũ, áp suất dẫn động phanh trong đường ống dầu khoảng từ 60 – 90 kg/cm2 Ngày nay do công nghệ chế tạo các phớt dầu có độ chính xác và độ bền cao hơn nên áp suất dẫn động phanh có thể lên đến 100 – 120 kg/cm2

*Phanh tay:

Công dụng chủ yếu của phanh tay là dùng cho việc đỗ xe Hoạt động bằng cách kéo cần phanh tay, thông qua các cơ cấu cơ khí để khóa các bánh sau

Hình 2 14 Cơ cấu phanh tay

1 Cần phanh tay; 2 Cáp phanh tay; 3 Phanh sau

2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh thủy lực

Khi người lái tác dụng lực đẩy vào bàn đạp phanh, lực đẩy được truyền qua sẽ đẩy pít-tông vào xy lanh chính Áp suất thủy lực được tạo ra trong xy lanh chính và được truyền đến các xy lanh con thông qua các ống dẫn dầu phanh tại cơ cấu phanh của mỗi bánh xe

Ở điều kiện hoạt động bình thường, hệ thống phanh thủy lực vận hành như sau:

Hình 2 15 Xy lanh chính khi không có sự tác động vào bàn đạp phanh

- Các cup-pen của pít-tông số 1 và số 2 được đặt giữa cửa vào và cửa bù, tạo một đường đi giữa xy lanh chính và bình chứa khi không có tác động lực vào bàn đạp phanh Pít-tông số 2 được đẩy sang bên phải bởi lò xo hồi số 2 và bu lông chặn

- Pít-tông số một dịch chuyển sang trái khi nhấn bàn đạp phanh Điều này khiến cup-pen của pít-tông này chặn đường dầu giữa xy lanh này và bình chứa Khi chúng bị đẩy thêm, pít-tông này làm tăng áp suất thủy lực trong xy lanh chính Áp suất này đẩy pít-tông số 2, khiến pít-tông số 2 hoạt động giống như pít-tông số 1, và tác động vào các xy lanh con của cơ cấu phanh bánh trước Áp suất thủy lực tác động đến các pít-tông của các xy lanh con khi chúng bị đẩy ra khỏi các đường ống dẫn dầu, gây ra lực phanh hãm cho bánh xe Lực phanh hãm được tạo ra tại các bánh xe khi má phanh được ép vào đĩa phanh và guốc phanh áp sát trống phanh

- Áp suất thủy lực và lực hồi về của các lỗ hồi đẩy các pít-tông về vị trí ban đầu khi nhả bàn đạp phanh Khi dầu phanh không chảy về bình chứa ngay lập tức, độ chân không xảy ra Do đó, dầu phanh bên trong bình chứa chảy vào xy lanh chính thông qua một số lỗ ở đỉnh pít-tông và quanh chu vi của cup-pen pít-tông Sau khi pít-tông trở về vị trí ban đầu, dầu phanh chảy từ xy lanh con về xy lanh chính và sau đó về bình chứa qua các cửa

bù Cửa bù này cũng giúp giảm thiểu thể tích dầu phanh thay đổi do nhiệt độ thay đổi trong xy lanh chính Điều này làm giảm áp suất thủy lực trong trường hợp không sử dụng phanh

Trong trường hợp dầu phanh bị rò rỉ ở một trong các hệ thống này:

- Dầu phanh rò rỉ ở phía sau: Khi nhả bàn đạp phanh, pít-tông số 1 di chuyển sang bên trái nhưng không tạo ra áp suất thủy lực ở phía sau Do đó, pít-tông số 1 đẩy pít-tông số 2 khi lò xo hồi tiếp xúc với pít-tông số 1 Điều này làm tăng áp suất thủy lực ở phía trước của xy lanh chính Điều này ảnh hưởng đến hai phanh bằng lực của xy lanh chính

- Dầu phanh rò rỉ ở phía trước: pít-tông số 2 di chuyển ra phía trước cho đến khi tiếp xúc với vách ở cuối của xy lanh chính do áp suất thủy lực không được tạo ra ở phía trước Khi pít-tông số 1 bị đẩy về phía bên trái, áp suất thủy lực ở phía sau xy lanh chính tăng lên Điều này khiến hai phanh bị tác động bằng lực từ phía sau xy lanh chính

2.4 Ưu điểm và hạn chế của hệ thống phanh thủy lực

*Ưu điểm:

- Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm phanh êm dịu, kết cấu gọn dễ bố trí

- Độ nhạy cao do dầu không bị nén khi tăng áp suất, áp suất được truyền tức thời nên thời gian đáp ứng nhanh

- Có thể điều chỉnh bảo trì cũng như sửa chữa một cách dễ dàng *Hạn chế:

- Tỷ số truyền của hệ thống dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy, hệ thống phanh dẫn động thủy lực thường được sử dụng trên ô tô du lịch hoặc ô tô tải nhỏ

- Nếu dầu phanh bị rò rỉ sẽ dẫn đến tình trạng mất phanh

CHƯƠNG 3: QUÁ TRÌNH CẢI TIẾN MÔ HÌNH 3.1 Ý tưởng cải tiến

Với nhiệm vụ là cải tiến và xây dựng mô hình hệ thống phanh thủy lực nhằm phục vụ cho việc giảng dạy về quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh trên ô tô nên đây phải là mô hình nhỏ gọn, dễ di chuyển để phù hợp với không gian diện tích của xưởng và đáp ứng đầy đủ nhu cầu học tập của các sinh viên

Cùng với việc tận dụng lại các mô hình cũ trước đây và sửa chữa các thiết bị hư hỏng giúp tiết kiệm một phần chi phí trong quá trình thi công Do mô hình dùng cho mục đích giáo dục nên một số đặc điểm về cấu tạo chỉ mang tính chất tương đối

Tuy nhiên, mô hình vẫn phải nêu bật lên được chức năng và cách thức hoạt động của hệ thống phanh cũng như là quy trình bảo trì, bảo dưỡng hệ thống Qua đó có thể giúp các sinh viên được tiếp cận tốt hơn với kiến thức cũng như là cách hoạt động và cách vận hành mô hình

3.2 Thiết bị vật dụng sử dụng trên mô hình

Danh sách các thiết bị, vật dụng dùng để cải tiến mô hình

Bảng 1 Danh sách các thiết bị, vật dụng để thi công mô hình

STT Tên vật dụng Số lượng sử dụng

1 Xy lanh chính 1 2 Bầu trợ lực chân không 1 3 Van điều hòa lực phanh 1 4 Đồng hồ đo áp suất dầu 4

13 Bu long, ốc vít các loại

- Bầu trợ lực chân không

Hình 3 1 Bầu trợ lực phanh chân không

- Xy lanh chính

Hình 3 2 Xy lanh chính

- Van điều hòa lực phanh

Hình 3 3 Van điều hòa lực phanh

- Phanh trống