Thiết kế hệ thống phanh xe con” dựa trên xe tham khảo là xe vios của hãng TOYOTA

MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU ..........................................................................................................3 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ............................................4 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu.....................................................................5 1.2 Kết cấu của hệ thống phanh ........................................................................5 1.2.1. Cơ cấu phanh........................................................................................6 1.2.2. Các dạng dẫn động phanh..................................................................13 Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO XE TOYOTA VIOS .............19 2.1. Thông số kĩ thuật.....................................................................................19 2.2. Cơ cấu phanh của xe tham khảo.............................................................20 Chương 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH...............................293.1. Tính toán hệ thống phanh........................................................................293.1.1. Tính toán cơ mômen phanh theo lực bám.....................................293.1.2. Tính toán lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ...........................................................303.1.3. kiểm tra hiện tượng tự xiết.............................................................353.1.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh............................363.2. Thiết kế tính toán dẫn động phanh.........................................................393.2.1 Đường kính các xi lanh ...................................................................39 3.2.2.Thiết kế trợ lực phanh......................................................................433.3. Tính bền một số chi tiết............................................................................473.3.1 Tính bền guốc phanh .......................................................................473.3.2 Tính bền trống phanh ......................................................................563.3.3 Tính bền chốt phanh.........................................................................573.3.4 Tính bền đường ống dẫn động phanh ............................................58 Chương 4 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT.....................60 4.1 Phân tích kết cấu – Chọn dạng sản xuất.................................................60 4.2 Lập quy trình công nghệ..........................................................................60 Chương 5 :BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH...................68 5.1. Hướng dẫn sử dụng...............................................................................68 5.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống phanh..................................................69 5.3. Điều chỉnh hệ thống phanh....................................................................71 5.4. Những hư hỏng của hệ thống phanh trong quá trình sử dụng..........72 5.5. Những hư hỏng của hệ thống phanh đỗ...............................................78 KẾT LUẬN CHUNG..............................................................................................79 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................80

MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 3 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 4 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 5 1.2 Kết cấu của hệ thống phanh 5 1.2.1. Cơ cấu phanh 6 1.2.2. Các dạng dẫn động phanh 13 Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO XE TOYOTA VIOS 19 2.1. Thông số kĩ thuật 19 2.2. Cơ cấu phanh của xe tham khảo 20 Chương 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH 29 3.1. Tính toán hệ thống phanh 29 3.1.1. Tính toán cơ mômen phanh theo lực bám 29 3.1.2. Tính toán lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ 30 3.1.3. kiểm tra hiện tượng tự xiết 35 3.1.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh 36 3.2. Thiết kế tính toán dẫn động phanh 39 3.2.1 Đường kính các xi lanh 39 3.2.2.Thiết kế trợ lực phanh 43 3.3. Tính bền một số chi tiết 47 3.3.1 Tính bền guốc phanh 47 3.3.2 Tính bền trống phanh 56 3.3.3 Tính bền chốt phanh 57 1 3.3.4 Tính bền đường ống dẫn động phanh 58 Chương 4 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 60 4.1 Phân tích kết cấu – Chọn dạng sản xuất 60 4.2 Lập quy trình công nghệ 60 Chương 5 :BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH 68 5.1. Hướng dẫn sử dụng 68 5.2. Kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống phanh 69 5.3. Điều chỉnh hệ thống phanh 71 5.4. Những hư hỏng của hệ thống phanh trong quá trình sử dụng 72 5.5. Những hư hỏng của hệ thống phanh đỗ 78 KẾT LUẬN CHUNG 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 2 LỜI NÓI ĐẦU Ngành công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh tế của một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam. Ôtô phục vụ cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con người. Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước. Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí .trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết. Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh xe con” dựa trên xe tham khảo là xe Vios của hãng TOYOTA. Sau qúa trình nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Phạm Huy Hường và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình. Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy bổ sung giúp đỡ, để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Huy Hường cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Hà Nội, ngày 12 tháng 5 năm 2012. Sinh viên thực hiện Trần Ngọc Toàn 3 Chương I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1. Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn ôtô hoặc giữ ôtô đứng yên trên một độ dốc nhất định. 1.1.2 Phân loại a). Theo công dụng Hệ thống phanh được chia thành : - Hệ thống phanh chính (phanh chân). - Hệ thống phanh dừng (phanh tay). - Hệ thống phanh dự phòng. - Hệ thống phanh chậm dần(phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ). b). Theo cơ cấu của cơ cấu phanh: Hệ thống phanh được chia thành hai loại sau: - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc. - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. c). Theo dẫn động phanh: Hệ thống phanh được chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động cơ khí. - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực. - Hệ thống phanh dẫn động khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực. - Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá. 4 d). Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh: Theo khả khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS). 1.1.3. Yêu cầu Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh cao nhất. - Phanh êm dịu để đảm bảo sự ổn định chuyển động của ôtô. - Điều khiển nhẹ nhàng (lực tác động nhỏ) - Dẫn động phanh có độ nhạy cao. - Phân bố mômen phanh hợp lý để tận dụng tối đa trọng lượng bám tại các bánh xe và không xảy ra hiện tượng trượt lết khi phanh. - Không có hiện tượng tự xiết khi phanh. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt. - Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao - Lực phanh trên các bánh xe tỷ lệ thuận với lực điều khiển trên bàn đạp. 1.2. Kết cấu của hệ thống phanh Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe. Việc dùng cả hai phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn của xe khi chuyển động và dừng hẳn. Hệ thống phanh có hai phần cơ bản là cơ cấu phanh và dẫn động phanh. - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô. 5 - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. 1.2.1. Cơ cấu phanh a). Cơ cầu phanh đĩa: Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm các bộ phận chính : - Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe. - Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xy lanh bánh xe. - Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của xy lanh bánh xe. Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động: * Loại giá đỡ cố định Hình 1.1 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định Khi phanh, áp suất chất lỏng tác động lên các piston trong các xy lanh công tác và đẩy các má phanh ép vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh. 6 áp suất thuỷ lực Giá cố định Đĩa phanh Má phanh Pittông Giá bắt * Loại giá đỡ di động ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xy lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ. Hình 1.2 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động b).Cơ cấu phanh guốc- Phanh tang trống: * Nguyên lí hoạt động: Trong trường hợp dẫn động bằng thuỷ lực, khi phanh áp suất chất lỏng trong xylanh công tác tác dụng lên piston và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh. *)Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục: Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình. Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng bằng cam lệch tâm. 7 Chuyển động áp suất thuỷ lực Giá di động Pittông Má phanh Đĩa phanh Giá dẫn hướng a a Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục 1.Má phanh; 2. Guốc phanh; 3. Lò xo; 4. Phớt làm kín; 5. Trống phanh; 6. chốt; 7. Xecmang; 8. Piston; 9. Phớt chắn dầu; 10. Lò xo; 11. Xilanh; 12. Phớt chắn bụi; 13. Lò xo; 14. Đinh tán; 15. Tấm đệm; 16. Chốt phanh; 17. Bạc lêch tâm; 18 Bulong; 19. Van xả khí; 20. Tấm chắn bụi; Ở hình (hình 1.3) trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài hơn 8 bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn. *)Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình. Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm. Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ. 9 Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 1. ống nối; 2. vít xả khí; 3. xi lanh bánh xe; 4. má phanh; 5. phớt làm kín; 6. pittông; 7. lò xo guốc phanh; 8. tấm chặn; 9. chốt guốc phanh; 10. mâm phanh. *)Cơ cấu phanh guốc loại bơi: Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt . Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình b). Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình b). – Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pittông. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. – Loại hai mặt tựa tác dụng kép: 10 Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại bơi [...]... phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng tuỳ động, điều khiển phanh rơ moóc Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực: - Kết hợp được nhiều ưu điểm của hai hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắc phục được nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực: - Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dưỡng và... cố, tuy nhiên hiệu quả phanh chung của ô tô sẽ giảm 2.26 Dẫn động phanh của xe Vios: Xe Vios sử đụng hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực Hệ thống phanh dẫn động thủy lực có các ưu điểm: – Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu; – Hiệu suất cao; – Độ nhậy tốt, kết cấu đơn giản; – Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ôtô khác... cấu phanh dừng (phanh tay) Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không di chuyển trên các loại đường khác nhau Về cấu tạo phanh đỗ cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh – Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bố trí trên trục ra của. .. hộp số – Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay 12 Hình 1.7 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh đỗ ( phanh tay) 1.2.2 Các dạng dẫn động phanh a) Dẫn động phanh cơ khí: Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp Dẫn động phanh cơ khí ít... chính; Xe tham khảo được chọn là xe Toyota Vios xe có 2 dạng cơ cấu phanh đó là - Cơ cấu phanh trước sử dụng phanh đĩa : có kết cấu đơn giản rất dễ tháo lắp kiểm tra và thay thế má phanh trong quá trình sử dụng - Cơ cấu phanh sau sử dụng cơ cấu phanh guốc truyền thống Xe được bố trí dẫn động thủy lực 2 dòng độc lập sử dụng xilanh chính, có trợ lực chân không để làm giảm lực bàn đạp phanh cho người... chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính (tổng phanh) , các ống dẫn, các xylanh công tác (xylanh bánh xe) *Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực: Có thể đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bổ lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu, tuỳ theo kích thước xylanh công tác Phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy tốt *Nhược điểm của. .. đổi cơ cấu phanh Khuyết điểm của hệ thống phanh thủy lực: 27 – Tỷ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh; – Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp Hình2.6 Sơ dồ hệ thống phanh dẫn động dầu 1 Bàn đạp phanh, 4 Guốc phanh , 2 Xilanh phanh chính, 5 Đường ống dẫn dầu, 3 Xilanh phanh bánh xe , 6 Phanh đĩa 7 Cụm má phanh Nguyên lý hoạt động của dẫn động... khiển nhiều cơ cấu phanh vì nó khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe, vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu phanh Sử dụng ở hệ thống phanh dừng b).Dẫn động phanh thuỷ lực: * Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực được thể hiện trên hình 13 Hình 1.8 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ... đẩy các guốc phanh 4 ép sát vào trống phanh thực hiện phanh, hay ép sát má phanh vào thực hiện quá trình phanh 28 Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ ép dầu từ xilanh bánh xe 3, và xylanh phanh đĩa về xilanh chính 2 Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh Áp suất trong sơ đồ dẫn động được truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là như nhau,... phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình – Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép: 11 Cơ cấu phanh 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 một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du . tài này có nhiệm vụ Thiết kế hệ thống phanh xe con” dựa trên xe tham khảo là xe Vios của hãng TOYOTA. Sau qúa trình nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Phạm Huy Hường. điều khiển trên bàn đạp. 1.2. Kết cấu của hệ thống phanh Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng. guốc. - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. c). Theo dẫn động phanh: Hệ thống phanh được chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động cơ khí. - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực. - Hệ thống phanh dẫn động