ĐỒ ÁN PHANH TANG TRỐNG MAZDA BT50

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1.1. Công dụng - Giúp cho xe dừng đỗ tại một vị trí nhất định lâu dài trên đường, đặc biệt trên các con đường dốc. - Hệ thống tổng phanh trên chiếc xe ô tô đảm bảo sự an toàn nhất cho chiếc xe luôn vận hành tốt. - Hệ thống tổng phanh trên xe có công dụng chính là giảm tốc độ của xe xuống giúp xe chậm dần đến một tốc độ nào đó hoặc dừng hẳn. 1.2. Phân loại * Theo công dụng: - Hệ thống phanh dừng (phanh tay); - Hệ thống phanh chính (phanh chân); - Hệ thống phanh chậm dần hay hệ thống phanh rà (phanh bằng thủy lực, động cơ hoặc điện từ) sử dụng trên các xe tải trọng lớn và trên các cung đường dốc dài; - Hệ thống phanh dự phòng; * Theo kết cấu của cơ cấu phanh: - Cơ cấu phanh đĩa. - Cơ cấu phanh tang trống. * Theo dẫn động phanh: - Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí. - Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực. - Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động liên hợp (khí nén - thủy lực) - Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực. * Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh Hệ thống tổng phanh trên những chiếc xe ô tô luôn được hoàn thiện nhằm nâng cao chất lượng an toàn khi điều khiển xe, do đó được trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh: - Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh). - Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS). 1.3. Yêu cầu - Đạt hiệu quả phanh tại tất cả các bánh xe đảm bảo cho việc quãng đường khi phanh ngắn nhất và khoảng thời gian khi phanh là ít nhất trong mọi tình huống. - Lực tác động lên bàn đạp phù hợp với cảm giác của người điều khiển xe đảm bảo cho việc điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi nhất. - Hệ thống dẫn động phanh đối với phanh chính cần dẫn động hai dòng độc lập và có độ nhạy cao, hiệu quả cao và ổn định giữa các lần tác động phanh của người lái. - Không có hiện tượng tự xiết khi phanh. - Việc phân bố momen phanh cần hợp lý để đảm bảo rằng tận dụng được tối đa trọng lượng bám ở các bánh xe công tác và không để xảy ra hiện tượng trượt lết bánh khi phanh. Việc trượt lết bánh xe khiến lốp bị mòn và mất khả năng dẫn hướng của xe. - Thoát nhiệt tốt là điều cần thiết tại các cơ cấu phanh, điều này giúp cho các hệ thống xung quanh cơ cấu phanh không bị ảnh hưởng, cơ cấu phanh cần dễ điều chỉnh và có thể dễ dàng sửa chữa các chi tiết khi gặp hư hỏng. - Hệ thống phanh cần độ bền cao, trọng lượng nhỏ, chiếm ít không gian và đảm bảo yêu cầu chung của chế tạo cơ khí. 1.4. Cấu tạo chung của hệ thống phanh Hệ thống tổng phanh trên những chiếc xe ô tô gồm 2 thành phần chính: cơ cấu phanh, dẫn động phanh. Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh 1. Phanh đĩa; 2. Phanh tang trống; 3. Cần phanh tay; 4. Bàn đạp phanh; 5. Trợ lực phanh; 6. Van điều hòa lực phanh; 7. xilanh phanh chính; 8. Cáp phanh tay - Cơ cấu phanh: là bộ phận thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mômen phanh hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh. - Dẫn động phanh:là bộ phận có chức năng truyền và khuếch đại lực tác động của người lái từ bàn đạp phanh, cần phanh tay đến cơ cấu phanh. 1.5. Cơ cấu phanh 1.5.1 Cơ cấu phanh tang trống * Các cơ cấu phanh tang trống- Phân loại: Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống a. Đối xứng qua trục; b. Đối xứng qua tâm; c. Dạng bơi; d,e. Dạng tự cường hóa a) Cơ cấu phanh tang trống đặt đối xứng qua trục Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục (hình 1.3) gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục, được sử dụng trên dẫn động phanh thủy lực và khí nén. Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục 1,5. Guốc phanh; 2. xilanh bánh xe; 3. Mâm phanh; 4. Lò xo hồi vị; 6, 8. Má phanh; 7. Trụ dẫn hướng; 9. Bu lông quay cam điều chỉnh; 10. Lò xo của cam điều chỉnh; 11. Cam điều chỉnh; 12. Vòng lệch tâm; 13. Chốt lệch tâm; 14. Đai ốc hãm. Cơ cấu phanh được đặt trên trống phanh. Đĩa này được cố định trên mặt bích của dầm cầu, guốc phanh đặt trên trục lệch tâm (13) dưới tác dụng của lò xo (4), guốc phanh luôn ép hai pittông của xilanh phanh làm việc gần nhau. Má phanh luôn tì sát vào cam điều chỉnh (11). Cam điều chỉnh (11) cùng với chốt (13) có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh. Trên bề mặt guốc phanh có các tấm ma sát cố định, giữa các pittông của xilanh (2) có các lò xo nhỏ để ép các pittông tì sát guốc phanh. Má phanh được gắn trên bề mặt của guốc phanh. Để đảm bảo má phanh mòn đều, guốc phanh trước được trang bị má phanh dài hơn. Vì phía bên trái luôn chịu lực ma sát lớn hơn. Khi nhấn bàn đạp phanh, một chất lỏng có áp suất cao được truyền đến xilanh phanh (2), tạo ra áp suất lên các pittông và đẩy guốc phanh (1) và (5) ép má phanh vào trống phanh, nhờ đó quá trình phanh được thực hiện. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo (4) sẽ kéo guốc phanh (1) và (5) trở về vị trí ban đầu và kết thúc quá trình phanh. Trong quá trình sử dụng, má phanh bị mòn ảnh hưởng đến tiêu chuẩn khiến khe hở giữa má phanh và tang trống. Để khe hở theo đúng tiêu chuẩn cần điều chỉnh khe hở phía trên má phanh. Bằng cách quay cam điều chỉnh (11) và ở phía dưới bằng cách xoay chốt lệch tâm (13). b) Cơ cấu phanh tang trống đặt đối xứng qua tâm Cơ cấu phanh tang trống dạng đặt đối xứng qua tâm (hình 1.4) có guốc phanh được lắp ở một vị trí nhất định trên mâm phanh. Đầu còn lại pittông luôn tì xilanh bánh xe nhờ lò xo hồi vị. Việc điều chỉnh khe hở phía trên giữa guốc phanh với trống phanh nhờ cơ cấu tự động điều chỉnh và khe hở dưới giữa trống phanh với má phanh bằng bạc lệch tâm. Hình 1.4 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm 1. Ống nối; 2. Vít xả khí; 3. xilanh bánh xe; 4. Má phanh; 5. Phớt làm kín; 6. Pittông; 7. Lò xo hồi vị; 8. Tấm chắn bụi; 9. Chốt guốc phanh; 10. Mâm phanh Khi đạp phanh, dầu có áp suất sẽ được bơm vào từng xilanh bánh thông qua vít (2), áp suất dầu lớn tác dụng với từng pittông phanh lực kéo của lò xo hồi vị sẽ ép pittông (6) tì sát phần trên của guốc phanh, ép má phanh ma sát với trống phanh và thực hiện quá trình phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, áp suất dầu trong xilanh (3) hạ, lò xo hồi vị (7) kéo các guốc phanh về vị trí ban đầu, tạo ra khe hở giữa má phanh với trống phanh và kết thúc quá trình phanh. c) Cơ cấu phanh tang trống đặt bơi Cơ cấu phanh tang trống đặt bơi (hình 1.5) có đặc điểm là guốc phanh có 2 bậc tự do và không có điểm tựa cố định. Hình 1.5 Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi 1.xilanh phanh; 2. Lò xo hồi vị Khi phanh, xilanh tác dụng đồng thời lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, ép má phanh ma sát vào trống phanh. Sự liên kết lực điều khiển P qua các xilanh thủy lực cho phép pittông xilanh và điểm tì guốc phanh có những chuyển động nhỏ (cấu trúc bơi), đảm bảo lực điều khiển đồng đều ngay cả khi di chuyển tiến và lùi. Lò xo hồi vị có độ cứng cao đảm bảo có thể cố định guốc phanh khi không phanh. Khe hở ban đầu giữa trống phanh và má phanh khoảng 0.12mm thường được kiểm tra và thực hiện bằng thước lá. d) Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa (hình 1.6) có nghĩa là khi quá trình được thực hiện, guốc phanh thứ hai sẽ được guốc phanh thứ nhất tăng cường lực tác dụng. Đối với cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa sẽ có hai loại: cơ cấu phanh dạng tự cường hóa tác dụng kép và cơ cấu phanh dạng tự cường hóa tác dụng đơn. Hình 1.6 Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa - Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong cùng xilanh công tác bánh xe. Cơ cấu phanh tang trống loại này thường được sử dụng trên các dòng xe của ô tô tải trọng nhỏ đến trung bình, xe du lịch. - Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai chiếc guốc phanh được liên kết với nhau thông qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh khe hở di động. Hai đầu còn lại của hai chiếc guốc phanh lần lượt một đầu tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xilanh công tác, đầu còn lại được tựa vào mặt tựa di trượt của pittông trong xilanh công tác. Cơ cấu phanh tang trống loại này thường được sử dụng trên các dòng xe du lịch và xe tải trọng nhỏ đến trung bình. * Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh tang trống - Trống phanh Trống phanh (hình 1.7) là một chi tiết luôn quay cùng bánh xe, chịu lực ép của các guốc phanh từ trong ra, vì thế vật liệu chế tạo trống phanh phải có bề mặt ma sát, độ bền cao, ít biến dạng. Trống phanh thường được chế tạo từ vật liệu như gang. Trống phanh liên kết trên moay ơ nhờ các bu lông định vị đồng tâm với trục quay bánh xe. Hình 1.7 Trống phanh - Guốc phanh và má phanh Phần guốc phanh liên kết với má phanh nhờ phương pháp dán hoặc tán. Vật liệu để chế tạo má phanh cần phải có độ bền cao và chịu mài mòn tốt, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể đạt được đến 0,4. Cấu trúc tiết diện thường gặp là dạng chữ T. Hình 1.8 Guốc phanh 1.Guốc phanh; 2. Má phanh guốc nhả; 3. Má phanh guốc xiết Chế tạo guốc phanh dạng hàn thường dùng các lá thép có độ dày 3-5mm , có cấu trúc gồm: xương tăng cứng và bề mặt cong tròn . Guốc phanh dạng hàn được dùng cho ô tô con. Hình 1.9 Guốc phanh liên kết với má phanh 1.Má phanh; 2. Đinh tán; 3. Guốc phanh Khi chế tạo liên kết guốc phanh với má phanh bằng đinh tán (hình 1.9) thì đinh tán cần nằm sâu bên trong và cách bề mặt má phanh 1 khoảng cho phép đảm bảo khi má phanh bị mòn, đinh tán sẽ không cọ sát vào bề mặt trụ của tang trống. - Xilanh bánh xe Hình 1.10 xilanh phanh a. xilanh kép dạng trụ đối xứng; b. xilanh đơn; c. xilanh kép dạng trụ có bậc Xilanh công tác trong cơ cấu phanh guốc được bố trí trên xe với dẫn động thủy lực. Khi tác dụng lực lên bàn đạp thực hiện quá trình phanh, áp lực từ dầu phanh tại xilanh đẩy các pittong đẩy các guốc phanh trong cơ cấu phanh guốc ép chặt má phanh vào bề mặt trống phanh. Đối với xilanh đơn (hình 1.10b) được bố trí trên cơ cấu phanh guốc dạng đối xứng qua tâm trục với một pittông: guốc phanh được tác dụng bởi lực điều khiển từ hệ thống dẫn động. Như vậy trên mỗi một cơ cấu phanh dạng này, mỗi guốc phanh sẽ được bố trí một xilanh. Đối với xilanh kép dạng trụ đối xứng (hình 1.10a) bao gồm một đường xả không khí khi cần và đường dầu được dẫn vào giữa hai pittông. Luôn có khoảng cách giữa hai pittông để tạo không gian dẫn dầu vào khi phanh. Trong khoảng không gian này có thể hình thành bởi lò xo ngăn cách hoặc kết cấu đỉnh pittông. Trong xilanh bố trí các pittông. Giữa xilanh và pittông được bao kín bởi phớt cao su dạng vành khăn hay phớt cao su tròn kín, nằm trong rãnh pittông. Đối với xilanh kép dạng trụ có bậc (hình 1.10c) trong một số cơ cấu phanh guốc sẽ tác dụng lực điều khiển lên các guốc phanh khác nhau. Với guốc siết sử dụng đường kính trụ nhỏ, nhằm để hạn chế sự sai lệch độ mòn của các má phanh và chia đều lực điều khiển. Yêu cầu làm việc của cặp xilanh pittông cần độ kín khít cao, do đó khi gia công bề mặt của pittông và xilanh cần đạt được độ trơn bóng và bề mặt cần làm sạch kĩ càng trước khi lắp. Trên xilanh bố trí ốc xả e (không khí). Ốc xả e khi mở ra giúp ta khi cần xả không khí bên ngoài có lẫn trong hệ thống dẫn động phanh thủy lực điều khiển, còn khi không sử dụng thì thường ốc xả sẽ được vặn chặt để đảm bảo không rò rỉ dầu phanh. xilanh thường được chế tạo từ gang, pittông được chế tạo từ hợp kim nhôm. Lực tác dụng lên đầu của các guốc phanh được thực hiện thông qua chốt trụ. - Điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh + Điều chỉnh bằng tay với hệ thống phanh thủy lực ● Điều chỉnh thông qua cơ cấu cam Khi muốn điều chỉnh khe hở phía trên giữa trống phanh và má phanh guốc ta sẽ điều chỉnh cam lệch tâm, mặt cong của guốc phanh sẽ được cam lệch tâm tỳ vào. Khi thay đổi khe hở trên ta quay ốc xoay cam để guốc phanh dịch chuyển theo. Bạc lệch tâm được ăn khớp quay cùng chốt khi điều chỉnh. Khi chốt quay, bạc lệch tâm sẽ quay và kéo phần phía dưới của guốc di chuyển, từ đó khe hở dưới được thay đổi. ● Điều chỉnh vị trí chốt đẩy giữa guốc phanh và xilanh Cơ cấu phanh guốc dạng tự cường hóa, dạng bơi thường sử dụng kết cấu điều chỉnh này. Tác dụng của chốt đẩy trong xilanh công tác giúp liên kết pittông với một đầu của guốc. Trên pittông bố trí một vành răng, khi điều chỉnh xoay vành răng, pittông quay theo. Rãnh ăn khớp của đầu chốt với guốc phanh giữ chốt không xoay. Trên mâm phanh có lỗ nhỏ, có thể tỳ tua vít bẩy vành răng xoay khi điều chỉnh. Tác dụng của lò xo lá kẹp chặt trên xilanh và tỳ đàn hồi với vành răng giúp giữ nguyên trạng thái khi đã được điều chỉnh đúng. + Các dạng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở ● Sử dụng đòn chống giữa hai guốc phanh Trên một số loại ô tô, việc tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh được thực hiện nhờ đòn chống giữa hai guốc phanh (hình 1.11). Hình 1.11 Tự động điều chỉnh khe hở má phanh bằng đòn chống hai guốc phanh 1,4. Guốc phanh; 2. Thanh đẩy; 3. xilanh công tác; 5. Thanh gạt; 6. Mâm phanh; 7.Bánh răng; 8. Lò xo hồi vị thanh đẩy; 9. Đòn kéo phanh tay Thanh đẩy 2 được chia thành 3 phần, hai đầu của thanh đẩy liên kết với guốc phanh, phần ở giữa là một trục vít với bánh răng 7 có nhiệm vụ điều chỉnh khoảng cách giữa hai đầu thanh đẩy. Thanh gạt 5 liên kết với đòn kéo phanh tay 9 có tác dụng điều chỉnh bánh răng 7 quay. Khi kéo phanh tay hoặc đạp phanh chân. Thanh gạt 5 quay một góc, qua đó làm quay bánh răng 7 và làm tăng khoảng cách giữa hai đầu thanh đẩy 2. Qua đó khe hở giữa má phanh và guốc phanh được điều chỉnh. ● Sử dụng lẫy gạt điều chỉnh tự động khi phanh bằng phanh chân Hình 1.12 Tự động điều chỉnh khe hở bằng lẫy gạt khi phanh bằng phanh chân 1.Lẫy điều chỉnh; 2. Bánh răng; 3. xilanh; 4. Thanh kéo; 5. Lò xo; 6. Chốt xoay; Vị trí không phanh; B. Vị trí phanh Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở sử dụng lẫy gạt (hình 1.12) có cấu tạo các chi tiết được đặt toàn bộ trên thân của xilanh công tác 3. Cơ cấu hoạt động dựa trên nguyên lí làm thay đổi khoảng cách giữa chốt đẩy và pittông của xilanh công tác. Khi đạp phanh, pittông tì vào thanh kéo 4. Lực tì này phanh lực lò xo 5 và kéo lẫy điều chỉnh 1 xoay một góc quanh chốt xoay 6. Khi khe hở lớn hơn giới hạn cho phép, góc quay của lẫy điều chỉnh 1 sẽ đẩy vành răng của pittông quay thêm một răng. Lò xo 5 tác động thêm lực thực hiện điều chỉnh vị trí của chốt đẩy. Chốt đẩy lúc này đã có một vị trí mới làm thay đổi khe hở má phanh. ● Sử dụng kẹp ma sát Trục kẹp 2 được đặt cố định trên mâm phanh 4. Guốc phanh 1 có thể dịch chuyển được trên trục kẹp 2. Trên trục kẹp 2 có hai má ma sát 3 có thể điều chỉnh được lực kẹp ban đầu. Lực ma sát giữa má ma sát 3 của trục kẹp 2 và guốc phanh 1 chỉ cho phép guốc phanh 1 dịch chuyển khi có lực đẩy của pittông trong xilanh. Hình 1.13 Tự động điều chỉnh khe hở má phanh bằng kẹp ma sát 1.Guốc phanh; 2. Trục kẹp; 3. Má ma sát; 4. Mâm phanh; 5. Má phanh; 6. Ê cu tạo lực ép; 7. Ống kẹp; 8. Lò xo đĩa Khi trở về ban đầu, guốc phanh 1 dịch chuyển trở lại bằng khe hở trong cơ cấu kẹp. Khi khe hở vượt quá cho phép trong cơ cấu kẹp, lò xo hồi vị guốc phanh không thể phanh được lực ma sát, do vậy hình thành khe hở mới nhỏ hơn.

NGHIÊM TIẾN HẢI

NGHIÊM TIẾN HẢI

ĐỒ ÁN

Tính toán thiết kế hệ thống phanh sau

XE BÁN TẢI MAZDA BT-50 4WD MT 2.2L 2020

HÀ NỘI, NĂM 2024Ngành : Kĩ thuật ô tô

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: Ths Nguyễn Tuấn Anh

Lớp: 61KTO-CN2 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô

1 TÊN ĐỀ TÀI:

Tính toán thiết kế hệ thống phanh sau xe bán tải Mazda BT-50 4WD MT2.2L 2020

2 CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN:

[1] PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, Kết cấu ô tô, Hà nội, 2009.[2] PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Tính toán thiết kế ô tô, 2021.3 NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

CHƯƠNG 1: Tổng quan về hệ thống phanh

CHƯƠNG 2: Tính toán và thiết kế hệ thống phanh

CHƯƠNG 3: Quy trình bảo dưỡng và sửa chữa, lắp ráp hệ thống phanh4 BẢN VẼ

 Bản vẽ tổng thể ô tô, khổ A0

 Bản vẽ lắp cơ cấu phanh sau xe Mazda BT-50 4WD MT 2.2L 2020, khổA0

 Bản vẽ chi tiết (4 chi tiết), khổ A0

 Bản vẽ kết quả kiểm bền một chi tiết, khổ A0Bản vẽ lắp bộ điều hòa lực phanh, khổ A0

5 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn Đồ án tốt nghiệp đồ: ThS Nguyễn Tuấn Anh

Sinh viên đã hoàn thành và nộp bản Đồ án tốt nghiệp.

Hà Nội, ngày tháng năm 20

Sinh viên làm Đồ án tốt nghiệp

(Ký và ghi rõ Họ tên)

Em xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp đây là của bản thân em thực hiện Nộidung và kết quả tính toán trong bài Đồ án tốt nghiệp đây là trung thực và khôngsao chép dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có)đã được em thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo theo đúng quyđịnh.

Tác giả

Nghiêm Tiến Hải

LỜI CÁM ƠN

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Th.s Nguyễn TuấnAnh, người đã hướng dẫn và chỉnh sửa tận tình cho em trong suốt thời gian emthực hiện làm Đồ án tốt nghiệp.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại họcThủy Lợi nói chung và các thầy cô bộ môn chuyên ngành Kỹ thuật ô tô nóiriêng đã tạo điều kiện cho em có nơi để học tập và tiếp thu thêm kiến thứcchuyên ngành thật tốt trong suốt quá trình em theo học tại trường.

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1

1.1 Công dụng 1

1.2 Phân loại 1

1.3 Yêu cầu 2

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh 3

1.5 Cơ cấu phanh 3

1.5.1 Cơ cấu phanh tang trống 3

1.5.2 Cơ cấu phanh đĩa 13

1.6 Phanh tay 16

1.6.1 Phanh tay trên trục truyền 17

1.6.2 Phanh tay có cơ cấu phanh ở các bánh xe sau 17

1.7 Trợ lực phanh 18

1.7.1 Tổng quan 18

1.7.2 Trợ lực phanh kiểu chân không 18

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng thủy lực 21

1.10 Lựa chọn phương án thiết kế 25

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH 27

2.1 Tổng quan về Xe Mazda BT-50 4WD MT 2.2L 2020 27

2.2 Tính toán cơ cấu phanh 28

2.2.1 Xác định mô men phanh theo điều kiện bám 28

2.2.2 Tính toán cơ cấu phanh bằng phương pháp họa đồ 31

2.2.3 Tính bền cơ cấu phanh 40

2.3 Tính toán dẫn động phanh 49

2.3.1 Đường kính các xilanh 49

2.4 Tính toán thiết kế bộ trợ lực phanh 51

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA, LẮP RÁP HỆTHỐNG PHANH 56

3.1 Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa 56

3.2 Chẩn đoán hệ thống phanh trên xe 57

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh 3

Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống 3

Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục 4

Hình 1.4 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm 5

Hình 1.5 Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi 6

Hình 1.14 Phanh đĩa có giá đỡ cố định 13

Hình 1.15 Phanh đĩa có giá đỡ di động 14

Hình 1.16 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh đĩa 15

Hình 1.17 Đĩa phanh 15

Hình 1.18 Má phanh 16

Hình 1.19 Dẫn động cơ khí được lắp trên trục thứ cấp hộp số 17

Hình 1.20 Phanh tay tại cơ cấu phanh bánh sau 18

Hình 1.21 Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không 19

Hình 1.22 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái không phanh) 19

Hình 1.23 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái đạp phanh) 20

Hình 1.24 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái giữ phanh) 20

Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh 29

Hình 2.3 Các thông số hình học của cơ cấu phanh 32

Hình 2.4 Xác định điểm đặt lực 32

Hình 2.5 Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh sau 36

Hình 2.6 Hình ảnh trống phanh trong không gian 3 chiều 41

Hình 2.7 Chọn vật liệu cho trống phanh 41

Hình 2.8 Chọn kiểu gá cho chi tiết 42

Hình 2.9 Chọn lực phân bố 42

Hình 2.10 Chia lưới cho chi tiết 43

Hình 2.11 Hiển thị kết quả ứng suất 43

Hình 2.12 Hiển thị kết quả chuyển vị 44

Hình 2.13 Hiển thị kết quả biến dạng 44

Hình 2.14 Hình ảnh guốc phanh trong không gian 3 chiều 45

Hình 2.15 Chọn kiểu gá đặt cho chi tiết 46

Hình 2.16 Chọn lực tác dụng 46

Hình 2.17 Chia lưới cho chi tiết 47

Hình 2.18 Hiển thị kết quả ứng suất 47

Hình 2.19 Hiển thị kết quả chuyển vị 48

Hình 2.20 Hiển thị kết quả biến dạng 48

Hình 2.21 Sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh bằng thuỷ lực 49

Hình 2.22 Sơ đồ tính toán bộ trợ lực phanh chân không 51

Hình 2.23 Biểu đồ thể hiện 53

Hình 3.1 Cụm phanh sau 59

Hình 3.2 Cụm xilanh phanh sau 59

Hình 3.3 Đo đường kính trong và ngoài của tang trống 60

Hình 3.4 Ngắt lò xo guốc phanh 60

Hình 3.5 Tháo guốc phanh 61

Hình 3.6 Tháo bộ thanh giằng guốc phanh sau 61

Hình 3.7 Tháo má phanh sau 62

Hình 3.8 Ngắt cáp phanh 62

Hình 3.9 Tháo đệm chữ C 63

Hình 3.10 Tháo cần đẩy má phanh đỗ phía sau 63

Hình 3.11 Tháo bulông bánh xe 63

Hình 3.12 Tháo cúppen xilanh 64

Hình 3.13 Tháo nút nắp xả khí 64

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE THAM KHẢO: MAZDA BT-504WD MT 2.2L 2020 28Bảng 2.2 Bảng thông số lực tác dụng 36Bảng 3.1 Các hư hỏng thường gặp của phanh tang trống và cách khắc phục 56Bảng 3.2 Bảo dưỡng và sửa chữa 65

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

- Hệ thống phanh dự phòng;* Theo kết cấu của cơ cấu phanh:- Cơ cấu phanh đĩa.

- Cơ cấu phanh tang trống.* Theo dẫn động phanh:

- Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí.- Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực.

- Hệ thống phanh dẫn động liên hợp (khí nén - thủy lực)- Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực.

* Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh

Hệ thống tổng phanh trên những chiếc xe ô tô luôn được hoàn thiệnnhằm nâng cao chất lượng an toàn khi điều khiển xe, do đó được trang bị thêmcác bộ điều chỉnh lực phanh:

- Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh).- Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS).

1.3 Yêu cầu

- Đạt hiệu quả phanh tại tất cả các bánh xe đảm bảo cho việc quãngđường khi phanh ngắn nhất và khoảng thời gian khi phanh là ít nhất trong mọitình huống.

- Lực tác động lên bàn đạp phù hợp với cảm giác của người điều khiểnxe đảm bảo cho việc điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi nhất.

- Hệ thống dẫn động phanh đối với phanh chính cần dẫn động hai dòngđộc lập và có độ nhạy cao, hiệu quả cao và ổn định giữa các lần tác động phanhcủa người lái.

- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh.

- Việc phân bố momen phanh cần hợp lý để đảm bảo rằng tận dụng đượctối đa trọng lượng bám ở các bánh xe công tác và không để xảy ra hiện tượngtrượt lết bánh khi phanh Việc trượt lết bánh xe khiến lốp bị mòn và mất khảnăng dẫn hướng của xe.

- Thoát nhiệt tốt là điều cần thiết tại các cơ cấu phanh, điều này giúp chocác hệ thống xung quanh cơ cấu phanh không bị ảnh hưởng, cơ cấu phanh cầndễ điều chỉnh và có thể dễ dàng sửa chữa các chi tiết khi gặp hư hỏng.

- Hệ thống phanh cần độ bền cao, trọng lượng nhỏ, chiếm ít không gianvà đảm bảo yêu cầu chung của chế tạo cơ khí.

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Hệ thống tổng phanh trên những chiếc xe ô tô gồm 2 thành phần chính:cơ cấu phanh, dẫn động phanh.

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh

1 Phanh đĩa; 2 Phanh tang trống; 3 Cần phanh tay; 4 Bàn đạp phanh;5 Trợ lực phanh; 6 Van điều hòa lực phanh; 7 xilanh phanh chính;

1.5 Cơ cấu phanh

1.5.1 Cơ cấu phanh tang trống

* Các cơ cấu phanh tang trống- Phân loại:

Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống

a Đối xứng qua trục; b Đối xứng qua tâm; c Dạng bơi; d,e Dạng tự cường hóa

a) Cơ cấu phanh tang trống đặt đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục (hình 1.3) gồm hai guốcphanh bố trí đối xứng qua đường trục, được sử dụng trên dẫn động phanh thủylực và khí nén.

Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục

1,5 Guốc phanh; 2 xilanh bánh xe; 3 Mâm phanh; 4 Lò xo hồi vị; 6, 8 Má phanh; 7.Trụ dẫn hướng; 9 Bu lông quay cam điều chỉnh; 10 Lò xo của cam điều chỉnh;

11 Cam điều chỉnh; 12 Vòng lệch tâm; 13 Chốt lệch tâm; 14 Đai ốc hãm.

Cơ cấu phanh được đặt trên trống phanh Đĩa này được cố định trên mặtbích của dầm cầu, guốc phanh đặt trên trục lệch tâm (13) dưới tác dụng của lòxo (4), guốc phanh luôn ép hai pittông của xilanh phanh làm việc gần nhau Máphanh luôn tì sát vào cam điều chỉnh (11) Cam điều chỉnh (11) cùng với chốt(13) có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh Trên bề mặtguốc phanh có các tấm ma sát cố định, giữa các pittông của xilanh (2) có các lòxo nhỏ để ép các pittông tì sát guốc phanh Má phanh được gắn trên bề mặt củaguốc phanh Để đảm bảo má phanh mòn đều, guốc phanh trước được trang bịmá phanh dài hơn Vì phía bên trái luôn chịu lực ma sát lớn hơn Khi nhấn bànđạp phanh, một chất lỏng có áp suất cao được truyền đến xilanh phanh (2), tạora áp suất lên các pittông và đẩy guốc phanh (1) và (5) ép má phanh vào trốngphanh, nhờ đó quá trình phanh được thực hiện Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo (4)sẽ kéo guốc phanh (1) và (5) trở về vị trí ban đầu và kết thúc quá trình phanh.

Trong quá trình sử dụng, má phanh bị mòn ảnh hưởng đến tiêu chuẩn khiến khehở giữa má phanh và tang trống Để khe hở theo đúng tiêu chuẩn cần điềuchỉnh khe hở phía trên má phanh Bằng cách quay cam điều chỉnh (11) và ởphía dưới bằng cách xoay chốt lệch tâm (13).

b) Cơ cấu phanh tang trống đặt đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh tang trống dạng đặt đối xứng qua tâm (hình 1.4) có guốcphanh được lắp ở một vị trí nhất định trên mâm phanh Đầu còn lại pittông luôntì xilanh bánh xe nhờ lò xo hồi vị Việc điều chỉnh khe hở phía trên giữa guốcphanh với trống phanh nhờ cơ cấu tự động điều chỉnh và khe hở dưới giữatrống phanh với má phanh bằng bạc lệch tâm.

Hình 1.4 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

1 Ống nối; 2 Vít xả khí; 3 xilanh bánh xe; 4 Má phanh; 5 Phớt làm kín; 6 Pittông;7 Lò xo hồi vị; 8 Tấm chắn bụi; 9 Chốt guốc phanh; 10 Mâm phanh

Khi đạp phanh, dầu có áp suất sẽ được bơm vào từng xilanh bánh thôngqua vít (2), áp suất dầu lớn tác dụng với từng pittông phanh lực kéo của lò xohồi vị sẽ ép pittông (6) tì sát phần trên của guốc phanh, ép má phanh ma sát vớitrống phanh và thực hiện quá trình phanh Khi nhả bàn đạp phanh, áp suất dầutrong xilanh (3) hạ, lò xo hồi vị (7) kéo các guốc phanh về vị trí ban đầu, tạo rakhe hở giữa má phanh với trống phanh và kết thúc quá trình phanh.

c) Cơ cấu phanh tang trống đặt bơi

Cơ cấu phanh tang trống đặt bơi (hình 1.5) có đặc điểm là guốc phanh có2 bậc tự do và không có điểm tựa cố định.

Hình 1.5 Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi1 xilanh phanh; 2 Lò xo hồi vị

Khi phanh, xilanh tác dụng đồng thời lên đầu trên và đầu dưới của guốcphanh, ép má phanh ma sát vào trống phanh Sự liên kết lực điều khiển P quacác xilanh thủy lực cho phép pittông xilanh và điểm tì guốc phanh có nhữngchuyển động nhỏ (cấu trúc bơi), đảm bảo lực điều khiển đồng đều ngay cả khidi chuyển tiến và lùi.

Lò xo hồi vị có độ cứng cao đảm bảo có thể cố định guốc phanh khikhông phanh Khe hở ban đầu giữa trống phanh và má phanh khoảng 0.12mmthường được kiểm tra và thực hiện bằng thước lá.

d) Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa

Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa (hình 1.6) có nghĩa là khiquá trình được thực hiện, guốc phanh thứ hai sẽ được guốc phanh thứ nhất tăngcường lực tác dụng.

Đối với cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa sẽ có hai loại: cơ cấuphanh dạng tự cường hóa tác dụng kép và cơ cấu phanh dạng tự cường hóa tácdụng đơn.

Hình 1.6 Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa

- Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa tác dụng kép có hai đầucủa hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trongcùng xilanh công tác bánh xe Cơ cấu phanh tang trống loại này thường đượcsử dụng trên các dòng xe của ô tô tải trọng nhỏ đến trung bình, xe du lịch.

- Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầucủa hai chiếc guốc phanh được liên kết với nhau thông qua hai mặt tựa di trượtcủa một cơ cấu điều chỉnh khe hở di động Hai đầu còn lại của hai chiếc guốcphanh lần lượt một đầu tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xilanh công tác, đầucòn lại được tựa vào mặt tựa di trượt của pittông trong xilanh công tác Cơ cấuphanh tang trống loại này thường được sử dụng trên các dòng xe du lịch và xetải trọng nhỏ đến trung bình.

* Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh tang trống- Trống phanh

Trống phanh (hình 1.7) là một chi tiết luôn quay cùng bánh xe, chịu lựcép của các guốc phanh từ trong ra, vì thế vật liệu chế tạo trống phanh phải cóbề mặt ma sát, độ bền cao, ít biến dạng Trống phanh thường được chế tạo từvật liệu như gang Trống phanh liên kết trên moay ơ nhờ các bu lông định vịđồng tâm với trục quay bánh xe.

Hình 1.7 Trống phanh

- Guốc phanh và má phanh

Phần guốc phanh liên kết với má phanh nhờ phương pháp dán hoặc tán.Vật liệu để chế tạo má phanh cần phải có độ bền cao và chịu mài mòn tốt, hệ sốma sát giữa má phanh với gang có thể đạt được đến 0,4 Cấu trúc tiết diệnthường gặp là dạng chữ T.

Hình 1.8 Guốc phanh

1 Guốc phanh; 2 Má phanh guốc nhả; 3 Má phanh guốc xiết

Chế tạo guốc phanh dạng hàn thường dùng các lá thép có độ dày 3-5mm ,có cấu trúc gồm: xương tăng cứng và bề mặt cong tròn Guốc phanh dạng hànđược dùng cho ô tô con.

Hình 1.9 Guốc phanh liên kết với má phanh1 Má phanh; 2 Đinh tán; 3 Guốc phanh

Khi chế tạo liên kết guốc phanh với má phanh bằng đinh tán (hình 1.9)thì đinh tán cần nằm sâu bên trong và cách bề mặt má phanh 1 khoảng chophép đảm bảo khi má phanh bị mòn, đinh tán sẽ không cọ sát vào bề mặt trụcủa tang trống.

- Xilanh bánh xe

Hình 1.10 xilanh phanh

a xilanh kép dạng trụ đối xứng; b xilanh đơn; c xilanh kép dạng trụ có bậc

Xilanh công tác trong cơ cấu phanh guốc được bố trí trên xe với dẫnđộng thủy lực Khi tác dụng lực lên bàn đạp thực hiện quá trình phanh, áp lựctừ dầu phanh tại xilanh đẩy các pittong đẩy các guốc phanh trong cơ cấu phanhguốc ép chặt má phanh vào bề mặt trống phanh.

Đối với xilanh đơn (hình 1.10b) được bố trí trên cơ cấu phanh guốcdạng đối xứng qua tâm trục với một pittông: guốc phanh được tác dụng bởi lựcđiều khiển từ hệ thống dẫn động Như vậy trên mỗi một cơ cấu phanh dạng này,mỗi guốc phanh sẽ được bố trí một xilanh.

Đối với xilanh kép dạng trụ đối xứng (hình 1.10a) bao gồm một đườngxả không khí khi cần và đường dầu được dẫn vào giữa hai pittông Luôn cókhoảng cách giữa hai pittông để tạo không gian dẫn dầu vào khi phanh Trongkhoảng không gian này có thể hình thành bởi lò xo ngăn cách hoặc kết cấu đỉnhpittông Trong xilanh bố trí các pittông Giữa xilanh và pittông được bao kínbởi phớt cao su dạng vành khăn hay phớt cao su tròn kín, nằm trong rãnhpittông.

Đối với xilanh kép dạng trụ có bậc (hình 1.10c) trong một số cơ cấuphanh guốc sẽ tác dụng lực điều khiển lên các guốc phanh khác nhau Với guốc

siết sử dụng đường kính trụ nhỏ, nhằm để hạn chế sự sai lệch độ mòn của cácmá phanh và chia đều lực điều khiển Yêu cầu làm việc của cặp xilanh pittôngcần độ kín khít cao, do đó khi gia công bề mặt của pittông và xilanh cần đạtđược độ trơn bóng và bề mặt cần làm sạch kĩ càng trước khi lắp Trên xilanh bốtrí ốc xả e (không khí) Ốc xả e khi mở ra giúp ta khi cần xả không khí bênngoài có lẫn trong hệ thống dẫn động phanh thủy lực điều khiển, còn khi khôngsử dụng thì thường ốc xả sẽ được vặn chặt để đảm bảo không rò rỉ dầu phanh.xilanh thường được chế tạo từ gang, pittông được chế tạo từ hợp kim nhôm.Lực tác dụng lên đầu của các guốc phanh được thực hiện thông qua chốt trụ.- Điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh

+ Điều chỉnh bằng tay với hệ thống phanh thủy lực● Điều chỉnh thông qua cơ cấu cam

Khi muốn điều chỉnh khe hở phía trên giữa trống phanh và má phanhguốc ta sẽ điều chỉnh cam lệch tâm, mặt cong của guốc phanh sẽ được cam lệchtâm tỳ vào Khi thay đổi khe hở trên ta quay ốc xoay cam để guốc phanh dịchchuyển theo Bạc lệch tâm được ăn khớp quay cùng chốt khi điều chỉnh Khichốt quay, bạc lệch tâm sẽ quay và kéo phần phía dưới của guốc di chuyển, từđó khe hở dưới được thay đổi.

● Điều chỉnh vị trí chốt đẩy giữa guốc phanh và xilanh

Cơ cấu phanh guốc dạng tự cường hóa, dạng bơi thường sử dụng kết cấuđiều chỉnh này Tác dụng của chốt đẩy trong xilanh công tác giúp liên kếtpittông với một đầu của guốc Trên pittông bố trí một vành răng, khi điều chỉnhxoay vành răng, pittông quay theo Rãnh ăn khớp của đầu chốt với guốc phanhgiữ chốt không xoay Trên mâm phanh có lỗ nhỏ, có thể tỳ tua vít bẩy vànhrăng xoay khi điều chỉnh Tác dụng của lò xo lá kẹp chặt trên xilanh và tỳ đànhồi với vành răng giúp giữ nguyên trạng thái khi đã được điều chỉnh đúng.+ Các dạng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở

● Sử dụng đòn chống giữa hai guốc phanh

Trên một số loại ô tô, việc tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống

phanh được thực hiện nhờ đòn chống giữa hai guốc phanh (hình 1.11).

Hình 1.11 Tự động điều chỉnh khe hở má phanh bằng đòn chống hai guốc phanh1,4 Guốc phanh; 2 Thanh đẩy; 3 xilanh công tác; 5 Thanh gạt; 6 Mâm phanh;

7 Bánh răng; 8 Lò xo hồi vị thanh đẩy; 9 Đòn kéo phanh tay

Thanh đẩy 2 được chia thành 3 phần, hai đầu của thanh đẩy liên kết vớiguốc phanh, phần ở giữa là một trục vít với bánh răng 7 có nhiệm vụ điều chỉnhkhoảng cách giữa hai đầu thanh đẩy Thanh gạt 5 liên kết với đòn kéo phanhtay 9 có tác dụng điều chỉnh bánh răng 7 quay.

Khi kéo phanh tay hoặc đạp phanh chân Thanh gạt 5 quay một góc, quađó làm quay bánh răng 7 và làm tăng khoảng cách giữa hai đầu thanh đẩy 2.Qua đó khe hở giữa má phanh và guốc phanh được điều chỉnh.

●Sử dụng lẫy gạt điều chỉnh tự động khi phanh bằng phanh chân

Hình 1.12 Tự động điều chỉnh khe hở bằng lẫy gạt khi phanh bằng phanh chân1 Lẫy điều chỉnh; 2 Bánh răng; 3 xilanh; 4 Thanh kéo; 5 Lò xo; 6 Chốt xoay;

Vị trí không phanh; B Vị trí phanh

Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở sử dụng lẫy gạt (hình 1.12) có cấu tạocác chi tiết được đặt toàn bộ trên thân của xilanh công tác 3 Cơ cấu hoạt độngdựa trên nguyên lí làm thay đổi khoảng cách giữa chốt đẩy và pittông củaxilanh công tác.

Khi đạp phanh, pittông tì vào thanh kéo 4 Lực tì này phanh lực lò xo 5và kéo lẫy điều chỉnh 1 xoay một góc quanh chốt xoay 6.

Khi khe hở lớn hơn giới hạn cho phép, góc quay của lẫy điều chỉnh 1 sẽđẩy vành răng của pittông quay thêm một răng Lò xo 5 tác động thêm lực thựchiện điều chỉnh vị trí của chốt đẩy Chốt đẩy lúc này đã có một vị trí mới làmthay đổi khe hở má phanh.

● Sử dụng kẹp ma sát

Trục kẹp 2 được đặt cố định trên mâm phanh 4 Guốc phanh 1 có thểdịch chuyển được trên trục kẹp 2 Trên trục kẹp 2 có hai má ma sát 3 có thểđiều chỉnh được lực kẹp ban đầu Lực ma sát giữa má ma sát 3 của trục kẹp 2và guốc phanh 1 chỉ cho phép guốc phanh 1 dịch chuyển khi có lực đẩy củapittông trong xilanh.

Hình 1.13 Tự động điều chỉnh khe hở má phanh bằng kẹp ma sát

1 Guốc phanh; 2 Trục kẹp; 3 Má ma sát; 4 Mâm phanh; 5 Má phanh; 6 Ê cu tạolực ép; 7 Ống kẹp; 8 Lò xo đĩa

Khi trở về ban đầu, guốc phanh 1 dịch chuyển trở lại bằng khe hở trongcơ cấu kẹp Khi khe hở vượt quá cho phép trong cơ cấu kẹp, lò xo hồi vị guốcphanh không thể phanh được lực ma sát, do vậy hình thành khe hở mới nhỏhơn.

1.5.2 Cơ cấu phanh đĩa

+ Áp suất phân bố đồng đềutrên bề mặt ma sát của má phanh

+ Tản nhiệt nhanh, khả năngthoát nước tốt.

+ Lực phanh đều nên các hiệntượng trượt bánh hay lệch khi phanhgấp ít xảy ra

+ Việc thay thế, điều chỉnh sẽdễ dàng hơn.

+ Hiệu quả cao, kết hợp đượcvới các công nghệ phanh: hệ thốngphân bố lực phanh EBD, chống bócứng phanh ABS,….

* Phanh đĩa bao gồm hai loại cơ cấua) Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Trên giá đỡ (hình 1.14) bố trí gồm 2 xilanh công tác đặt 2 bên đĩa phanh ,số xilanh có thể là 4 đặt đối xứng nhau hoặc 3 xilanh trong đó bố trí 1 bên gồm1 xilanh lớn và 1 bên gồm 2 xilanh bé.

Hình 1.14 Phanh đĩa có giá đỡ cố định

1 Má phanh; 2 Đĩa phanh; 3 Pittông phanh; 4 hướng di chuyển của pittông;5 Giá đỡ cố định; A xilanh phanh số 1; B xilanh phanh số 2

Xilanh công tác (A và B) được dầu từ xilanh chính cấp đến thông quacác đường dẫn dầu phanh Để chịu áp suất cao và bao kín khoang các pittôngthường sử dụng phớt cao su dạng vành khăn dày , và phớt cao su chắn bụi từbên ngoài ngăn bụi lọt vào bề mặt làm việc.

Khi đạp phanh, áp suất dầu thông qua ống dẫn đồng thời đến các xilanhbánh xe, đẩy các pittông ép các má phanh từ 2 phía ép chặt vào đĩa phanh, quátrình phanh được thực hiện.

Khi nhả chân khỏi bàn đạp, dầu từ xilanh công tác được hồi về, lúc nàyáp suất dầu không tồn tại, kết thúc quá trình phanh.

b) Phanh đĩa có giá đỡ di động

Cơ cấu giá đỡ di động (hình 1.15) gồm một bên má phanh được tác độngbởi pittông phanh, còn lại má phanh ở phía đối diện được lắp trực tiếp trên giáđỡ di động Các má phanh được định vị nhờ các rãnh định vị trên giá di động,hoặc nhờ chốt trượt và các lò xo giữ.Giá đỡ di chuyển phương ngang trên cáctrục hướng dẫn nhỏ.

Hình 1.15 Phanh đĩa có giá đỡ di động

1 Má phanh; 2 Đĩa phanh; 3 Pittông phanh; 4 Giá bắt moay ơ; 5 Áp suất dầu

Khi chưa đạp phanh, do không có áp suất dầu nên pittông không có lựctác dụng ép má phanh nên giữa má phanh và đĩa phanh sẽ có khoảng hở, quátrình chưa được thực hiện.

Khi đạp phanh, dầu theo ống dẫn vào xilanh đẩy pittông dịch chuyểnđồng thời đẩy giá di động di chuyển theo phương ngang, cùng lúc 2 má phanhđược ép vào đĩa phanh, quá trình phanh được thực hiện.

Khi nhả phanh, áp suất dầu điều khiển giảm nhỏ, các phớt bao kín có khảnăng đàn hồi kéo pittông trở về vị trí ban đầu, đồng thời các đĩa phanh quaytrơn với độ đảo rất nhỏ, giữa má phanh với đĩa phanh có khoảng hở.

* Cấu tạo phanh đĩa

Hình 1.16 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh đĩa

1 Má phanh; 2 Cụm xilanh; 3 Ắc phanh; 4 Vít xả không khí;5 Giá đỡ má phanh; 6 Nẹp chống rung

- Đĩa phanh

Đĩa phanh (Hình 1.17) được bắt chặt với moay ơ bánh xe, đĩa phanh cóhai bề mặt làm việc được mài phẳng với độ bóng cao.

Hình 1.17 Đĩa phanha Đĩa đặc; b Đĩa thông gió

Tiết diện của đĩa có dạng gấp nhằm tạo nên đường truyền nhiệt gẫy khúc,tránh truyền nhiệt ra các cơ cấu , bộ phận xung quanh gây hỏng do nhiệt độ.Phần lớn các đĩa phanh được chế tạo có rãnh rỗng giữa giúp khả năng thoátnhiệt ra ngoài tốt hơn.

1.6 Phanh tay

- Công dụng:

Hệ thống phanh trên ô tô phải có tối thiểu phanh chính và phanh dựphòng, hai hệ thống này cần được hoạt động một cách riêng biệt Yêu cầu nàygiúp cho ô tô có thể dừng xe kể cả khi phanh chính gặp sự cố.

Trong đời sống thực tế, cơ cấu phanh tay được thiết kế ra chỉ có mụcđích duy nhất là yêu cầu là giữ xe đứng yên khi xe đã dừng hẳn Nếu phanh taykhông nhả ra hoàn toàn khi xe đang chạy sẽ dẫn đến sớm bị mòn, bố phanhláng bóng do hiện tượng trượt bố phanh, nhưng điều nguy hiểm hơn là nhiệtphát sinh có thể làm sôi dầu phanh dẫn đến hậu quả là phanh mất tác dụng.

1.6.1 Phanh tay trên trục truyền

* Dẫn động cơ khí được lắp trên trục thứ cấp hộp số

Đĩa tĩnh (3) được bắt chặt vào các-te hộp số Trên đĩa tĩnh lắp hai guốcphanh (8) đối xứng nhau sao cho có khoảng hở giữa má phanh với mặt tangtrống (6) Đầu dưới của má phanh tì lên đầu hình côn của chốt điều chỉnh (7),đầu trên tì vào mặt một cụm đẩy guốc phanh gồm một chốt (4) và hai viên bicầu Chốt đẩy guốc phanh thông qua hệ thống tay đòn được nối với tay điềukhiển (2).

Hình 1.19 Dẫn động cơ khí được lắp trên trục thứ cấp hộp số1 Nút ấn; 2 Tay điều khiển; 3 Đĩa tĩnh; 4 Chốt; 5 Lò xo; 6 Tang trống;7 Vít điều khiển; 8 Guốc phanh; 9 Cần điều chỉnh; 10 Quả đào hãm; 11 Lò xo kéo;

12 Cốt má hãm; 13 Càng kéo; 14 Bánh răng rẻ quạt

- Nguyên lý hoạt động:

Khi kéo cần phanh tay (2) hệ thống tay đòn kéo chốt (4) đẩy đầu trên củaguốc phanh hãm cứng trục truyền động Cơ cấu con cóc chèn vào vành răngcủa bộ khóa sẽ khóa chặt vị trí hãm của cần phanh tay Khi nuốn nhả phanh taychỉ cần ấn vào nút (1) trên cần kéo phanh tay để nhả con cóc rồi đẩy tay điềukhiển (2) về vị trí ban đầu Lò xo (5) sẽ kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu.

1.6.2 Phanh tay có cơ cấu phanh ở các bánh xe sau

Trên các dòng xe nhất là một số dòng xe du lịch, cơ cấu phanh tay cơ khíđược sử dụng làm phanh dừng ở cơ cấu phanh sau của xe Ở cơ cấu phanh,ngoài phần dẫn động bằng thủy lực còn có các chi tiết của cơ cấu phanh dừng.

Hình 1.20 Phanh tay tại cơ cấu phanh bánh sau1 Guốc phanh; 2 Vành răng; 3 Đòn quay; 4 Thanh chống

Cơ cấu phanh được bố trí thêm các đòn quay (3) và thanh chống (4) nốigiữa cáp kéo và guốc phanh (1) Khi kéo phanh tay, cáp dẫn chuyển động theochiều mũi tên Lúc đầu đòn quay (3) quay quanh điểm D, dịch chuyển thanhchống (4), ép guốc phanh trái vào tang trống, tạo thành điểm tựa cố định Đầunối B di chuyển, điểm D quay và ép guốc bên phải vào trống phanh Hai guốcphanh được ép vào trống phanh và thực hiện quá trình phanh xe Các dạng kếtcấu kết hợp giữa phanh tay và phanh chân hiện nay rất đa dạng.

1.7 Trợ lực phanh1.7.1 Tổng quan

* Công dụng

Được bố trí ở vị trí giữa bàn đạp phanh và xilanh chính Có công dụngkhuếch đại lực ép từ bàn đạp phanh giúp thao tác đạp phanh một cách nhẹnhàng hơn.

1.7.2 Trợ lực phanh kiểu chân không

Bộ trợ lực kiểu chân không được thiết kế ra với mục đích giảm bớt lựcbàn đạp cần tác động của người điều khiển khi thực hiện quá trình giảm tốc độxe.

Trợ lực phanh chân không hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp suất giữaáp suất từ động cơ và của áp suất không khí từ đó tạo ra một lực giúp tăngcường lực đạp phanh của người điều khiển.

1.21 Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không

1 Thanh đẩy xilanh; 2.Van chân không; 3 Màng ngăn; 4 Pit tông trợ lực5 Van điều khiển; 6 Lọc khí nạp; 7 Thanh đẩy bàn đạp; 8 Chân không.

* Nguyên lí làm việc

- Trợ lực phanh chân không thường có 3 trạng thái hoạt động+ Trạng thái nhả phanh (a).

+ Trạng thái đạp phanh (b).+ Trạng thái duy trì phanh (c).a) Khi không phanh

Hình 1.22 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái không phanh).1 Buồng A; 2 Buồng B;

3 Cửa chân không (mở); 4 Cửa khí quyển (đóng)

Khi người điều khiển không tác động lên bàn đạp phanh (hình 1.22) , lúcnày cửa không khí đóng và cửa chân không mở Giữa hai buồng A và B lúc

này không có sự chênh lệch áp suất, pittông được lò xo hồi vị đẩy về bên phải ,trên thanh đẩy lúc này không có áp suất.

b) Khi đạp phanh

Hình 1.23 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái đạp phanh).1 Buồng A; 2 Buồng B;

3 Cửa chân không (đóng); 4 Cửa khí quyển (mở)

Khi người điều khiển đạp phanh (hình 1.23) , cần đẩy dịch sang trái làmcửa chân không đóng , cửa khí quyển mở Buồng khí nạp được thông vớibuồng A, áp suất tại buồng B bằng áp suất khí quyển Sự chênh lệch áp suấtgiữa hai buồng đã tạo lên lực cường hóa đẩy pittông và màng cao su dịch vềbên trái giúp tăng lực đẩy cho cần xilanh chính.

c) Khi giữ phanh

Hình 1.24 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái giữ phanh)1 Cửa chân không (đóng); 2 Cửa khí quyển (đóng)

Khi người điều khiển giữ chân phanh (hình 1.24) , lúc này trạng thái cảhai cửa đều đóng , do đót ở phía bên phải của màng áp suất không có sự thayđổi

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng thủy lực1.8.1 Dẫn động một dòng

Dẫn động phanh một dòng sử dụng một đường dẫn dầu chung đến tất cảcác xilanh công tác Nếu một đường ống dẫn dầu bị hở với bất kì một lý do gì,dầu trong hệ thống sẽ mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh Cấutạo của dẫn động một dòng có đơn giản, nhưng độ an toàn không cao nên ngàynay hệ thống phanh trên ô tô được trang bị tối thiểu hai dòng phanh dẫn độngđộc lập.

Trong các dạng sơ đồ trên,

Các dạng a và b là dạng dẫn độc độc lập- các cơ cấu phanh bánh xe chỉđược dẫn một đường dầu độc lập vào.

Các dạng c,d và e là dạng dẫn động hỗn hợp - trong đó có một số hoặctoàn bộ được dẫn bằng hai đường dầu từ các dòng khác nhau vào.

a) Kết nối TT tiêu chuẩn – cầu trước được dẫn động bởi một đường dẫndầu, cầu sau được dẫn động bởi một đường dẫn dầu

b) kết nối chéo K – dẫn động chéo, mỗi một dòng dẫn động một bánh xetrước và một bánh xe chéo sau

Sơ đồ (a) và (b) thường được sử dụng trên các dòng xe con thông thườngdo có cấu trúc đơn giản và giá thành thấp.

c) Kết nối HT – một đường dẫn dầu dẫn động riêng cầu trước, mộtđường dẫn dầu chung cho tất cả 2 cầu.

d) Kết nối LL – mỗi dòng dẫn động ba bánh xe, hai bánh trước và mộtbánh sau.

e) Kết nối HH – dẫn động hỗn hợp hai dòng song song cho cả bốn bánhxe.

Các sơ đồ c, d, e được sử dụng cho các xe có yêu cầu về độ tin cậy vàchất lượng an toàn cao Khi một dòng gặp sự cố hư hỏng, hiệu quả phanh giảmkhông đáng kể hoặc không giảm (đối với sơ đồ e).

Ở sơ đồ a, nếu hư hỏng dòng phanh dẫn động cầu trước, có thể xảy raquay vòng trên đường, nếu hư hỏng dòng phanh dẫn động cầu sau có thể dẫntới mất khả năng dẫn hướng của xe khi phanh gấp.

Với các ưu nhược điểm trên, các xe ngày nay thường có xư hướng dùngsơ đồ dạng dẫn động chéo K (sơ đồ b).

1.9 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh1.9.1 Bộ điều chỉnh lực phanh

Trong thời đại ngày nay, trên các dòng xe ô tô sử dụng xilanh chính haidòng hoặc van phân phối với áp suất ra các dòng như nhau với bộ điều hòa lựcphanh Bộ điều hòa lực phanh có nhiều dạng cấu trúc, ví dụ là:

+ Loại bộ điều hòa hai thông số làm việc trên cơ sở của sự thay đổi ápsuất sau xilanh chính, và tải trọng tác dụng lên các bánh xe của các cầu, lựcphanh được điều hòa bằng van hạn chế áp suất.

+ Loại bộ điều hòa tĩnh làm việc dựa trên cơ sở của sự thay đổi áp suấtsau xilanh chính, lực phanh được điều hòa bằng van hạn chế áp suất.

Bộ điều hòa tĩnh chỉ có khả năng điều chỉnh áp lực dầu theo áp suất saucủa xilanh chính, nên ngay cả khi tải trọng trên các bánh xe sau thay đổi lớn, ápsuất dầu sẽ không thay đổi theo Bộ điều hoà hai thông số ngày nay được sửdụng phổ biến hơn vì chúng hoạt động hiệu quả hơn bộ điều hoà tĩnh.

Hình 1.27 Đường đặc tính của bộ điều hòa lực phanh hai thông số

Đường đặc tính của bộ điều hòa lực phanh thể hiện thông qua(Hình 1.27).Trên biểu đồ, nét đứt thể hiện mối quan hệ giữa áp suất p trong xilanh bánh xesau và trước khi không có bộ điều hoà Mối quan hệ áp suất trong xilanh côngtác bánh xe sau và trước trong điều kiện lý tưởng được thể hiện bởi đường cong

liền Mối quan hệ giữa áp suất trong xilanh công tác bánh xe trước và sau khicó bộ điều hòa lực phanh được thể hiện thông qua đường liền gãy khúc Chấtlượng phanh được cải thiện do đường này đã bám sát đường lý tưởng.

1.9.2 Bộ chống hãm cứng bánh xe ABS

Trong quá trình phanh, mômen phanh của cơ cấu phanh ngăn cản khôngcho bánh xe chuyển động mà mômen phanh lại phụ thuộc vào điều kiện bámgiữa bánh xe và mặt đường,nghĩa là phụ thuộc vào độ trượt của bánh xe trênmặt đường.

Khi phanh xe đang chuyển động, nếu bánh xe bị bó cứng hoàn toàn thìđộ trượt giữa bánh xe với mặt đường là 100%, lực dọc F giới hạn, lực ngang Ygiới hạn giữa bánh xe với mặt đường giảm xuống rất thấp Điều này làm giảmhiệu quả phanh và giảm độ ổn định của xe Như vậy sự lăn của bánh xe khiphanh cần thiết được xem xét với mối quan hệ tối ưu giữa lực phanh, lực dọcvới độ trượt bánh xe Từ đồ thị nhận rõ: khi độ trượt nằm trong khoảng từ 15 ÷30%, lực dọc F và lực ngang Y đều có thể đạt lớn Khi độ trượt lớn hơn 50%,lực dọc và lực ngang bắt đầu giảm và có thể giảm mạnh.

Hình 1.28 Bộ chống bó cứng bánh xe

*Thành phần cơ bản của bộ ABS

Để nâng cao chất lượng phanh trên ô tô được trang bị các hệ thống điệntử điều khiển sự quay của các bánh xe độc lập hoặc chung một số bánh xe saocho trong quá trình phanh, mômen phanh được điều khiển đảm bảo độ trượtnằm trong giới hạn 15 ÷ 30%

Hình 1.29 Thành phần cơ bản của bộ ABS

1 Công tắc đèn phanh; 2.Công tắc đèn báo mức dầu phanh;3 Bộ chấp hành của phanh; 4.ECU điều khiển trượt; 5 Đồng hồ táp lô

Ngoài các cụm của hệ thống phanh thủy lực thông thường, hệ thốngphanh có ABS còn bao gồm: các cảm biến tốc độ của bánh xe và bộ điều khiểntrung tâm ECU-ABS, các van điều chỉnh áp suất bố trí trước xilanh bánh xe.

+ Cụm van điều chỉnh hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ ECU vàđiều chỉnh áp suất dầu để đảm bảo độ trượt tối ưu

1.10 Lựa chọn phương án thiết kế

Dựa trên tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô đã phân tích ở trên Với

đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống phanh sau xe bán tải Mazda BT-50 4WD

MT 2.2L 2020”, ta lựa chọn cho hệ thống phanh sau xe bán tải Mazda BT-504WD MT 2.2L 2020

+ Cơ cấu phanh tang trống đặt đối xứng qua trục

+ Dẫn động thủy lực điều khiển 2 dòng kiểu kết nối chéo K – dẫn độngchéo, mỗi một dòng dẫn động một bánh xe trước và một bánh xe chéo sau.

+ Trợ lực phanh chân không để hỗ trợ người lái trong quá trình thực hiệnphanh.

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

2.1 Tổng quan về Xe Mazda BT-50 4WD MT 2.2L 2020

Mazda BT-50 2020 là dòng xe bán tải có mặt trên thị trường Việt Nam ,trở thành mẫu xe bán tải đa dụng - mạnh mẽ - tiện nghi sở hữu những đườngcong mềm mại thay vì góc cạnh cạnh tranh trực tiếp với những cái tên nhưFord Ranger hay Toyota Hilux.

Bảng 2.1 THÔNG SỐ KỸ THUẬT XE THAM KHẢO: MAZDA BT-50 4WD MT 2.2L2020

Kích thước tổng thể:Dài x Rộng x Cao

thủy lực 2 dòng, trợ lựcchân không

động cơ khíĐộng cơ

2.2 Tính toán cơ cấu phanh

2.2.1 Xác định mô men phanh theo điều kiện bám

Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốcđộ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.