Thiết kế,chế tạo mô hình hệ thống phanh thủy lực và bảo dưỡng, sửa chữa xilanh phanh chính, bộ trợ lực phanh trên xe toyota corolla

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………….6MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………….7 1. Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu………………………………..7 2. Ý nghĩa của đề tài……………………………………………………….............8 3.Đối tượng và khánh thể của đề tài ……………………………………………..8 4.Giả thiết khoa học ..……………………………………………………………...8 5. Nhiệm vụ nghiên cứu ..………………………………………………………....9 5.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn ..………………………….……………....9 5.2. Phương án nghiên cứu tài liệu ..……………………………………………...9CHƯƠNG I. Tổng quan về hệ thống phanh thủy lực ...........................................101.1.Nhiệm vụ, ý nghĩa, yêu cầu của hệ thống phanh.............................................101.1.1.Nhiệm vụ.......................................................................................................101.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh .......................................................................101.1.3. Ý nghĩa của việc phanh xe...........................................................................101.2. Cấu tạo chung của hệ thống............................................................................111.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ................................................................111.4. Điều kiện làm việc .........................................................................................121.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh thủy lực...............................................................................121.5.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực phanh................................121.5.1.1. Trợ lực phanh. .........................................................................................121.5.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xilanh phanh chính..........................191.6. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Cơ cấu phanh tang trống......................221.7. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh đĩa..................................24CHƯƠNG II. Thiết kế mô hình hệ thống phanh thủy lực.....................................25 2.1. Các phương án chế tạo mô hình…………………………………………….25 CHƯƠNG III. Bảo dưỡng, sửa chữa xilanh chính, trợ lực phanh trên xe toyota corolla ..........................................................................................................................353.1. Bàn đạp phanh bị hẫng .................................................................................343.2. Bó phanh ......................................................................................................343.3. Phanh lệch.....................................................................................................363.4. Phanh quá ăn.................................................................................................363.5. Phanh nặng....................................................................................................373.6. Xy lanh chính................................................................................................383.6.1. Quy trình tháo xilanh phanh chính.............................................................393.6.2. Quy trình lắp...............................................................................................413.7: Bộ trợ lực phanh............................................................................................433.8. Điều chỉnh các bộ phận trong hệ thống.........................................................46CHƯƠNG IV. Xây dựng bài tập thực hành trên mô hình....................................534.1. Bài tập lý thuyết…………………………………………………………….534.2. Bài tập thực hành…………………………………………………………...57LỜI KẾT...............................................................................................................64Tài liệu tham khảo................................................................................................

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

HưngYên, ngày tháng năm 2013 Giáo viên hướng dẫn

Ths Lê Vĩnh Sơn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

HưngYên, ngày tháng năm 2013 Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU……….6

MỞ ĐẦU ……….7

1 Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu……… 7

2 Ý nghĩa của đề tài……… 8

3.Đối tượng và khánh thể của đề tài ……… 8

4.Giả thiết khoa học ……… 8

5 Nhiệm vụ nghiên cứu ……… 9

5.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn ……….……… 9

5.2 Phương án nghiên cứu tài liệu ……… 9

CHƯƠNG I Tổng quan về hệ thống phanh thủy lực 10

1.1.Nhiệm vụ, ý nghĩa, yêu cầu của hệ thống phanh 10

1.1.1.Nhiệm vụ 10

1.1.2 Yêu cầu của hệ thống phanh 10

1.1.3 Ý nghĩa của việc phanh xe 10

1.2 Cấu tạo chung của hệ thống 11

1.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 11

1.4 Điều kiện làm việc 12

1.5 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh thủy lực 12

1.5.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực phanh 12

1.5.1.1 Trợ lực phanh .12

1.5.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xilanh phanh chính 19

1.6 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Cơ cấu phanh tang trống 22

1.7 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh đĩa 24

CHƯƠNG II Thiết kế mô hình hệ thống phanh thủy lực 25

2.1 Các phương án chế tạo mô hình……….25

CHƯƠNG III Bảo dưỡng, sửa chữa xilanh chính, trợ lực phanh trên xe toyota

corolla 35

3.1 Bàn đạp phanh bị hẫng 34

3.2 Bó phanh 34

3.3 Phanh lệch 36

3.4 Phanh quá ăn 36

3.5 Phanh nặng 37

.

3.6.1 Quy trình tháo xilanh phanh chính 39

3.6.2 Quy trình lắp 41

3.7: Bộ trợ lực phanh 43

3.8 Điều chỉnh các bộ phận trong hệ thống 46

CHƯƠNG IV Xây dựng bài tập thực hành trên mô hình 53

4.1 Bài tập lý thuyết……….53

4.2 Bài tập thực hành……… 57

LỜI KẾT 64

Tài liệu tham khảo 65

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực………11

Hình1.2 Cấu tạo bộ trợ lực chân không……… 13

Hình1.3 Hoạt động của bộ trợ lực chân không( trạng thái không phanh)……….13

Hình 1.4 Hoạt động của bộ trợ lực chân không(trạng thái đạp phanh)……… 14

Hình1.5 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái giữ phanh)….……….14

Hình1.6 Cấu tạo bộ trợ lực thuỷ lực 15

Hình1.7 Xilanh chính và bộ trợ lực phanh 15

Hình 1.8 Bộ trợ lực chân không 16

Hình1.9 Bộ trợ lực phanh khí nén thủy lực 17

Hình 1.10 Bộ trợ lực phanh chân không thủy lực……… 18

Hình 1.11 Cấu tạo xilanh chính loại piston kép……….19

Hình 1.12 Hoạt động khi không đạp phanh ……… 20

Hình 1.13 Hoạt động khi đạp phanh ……… 20

Hình 1.14 Hoạt động khi nhả bàn đạp phanh……… 21

Hình1.15 Hoạt động ở trường hợp rò rỉ dầu tới xilanh bánh sau……… 21

Hình1.1 6 Hoạt động ở trường hợp rò rỉ dầu tới bánh trước……… 22

Hình 1.17 Cơ cấu phanh guốc……….22

Hình1.18 Guốc phanh……….23

Hình1.19 Cơ cấu phanh đĩa……….25

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế mô hình theo phương án 1……… 25

Hình 2.2 Sơ đồ thiết kế phanh theo phương án 2……… 26

Hình 2.3 Sơ đồ thiết kế phanh theo phương án 3……… 27

Hình 2.4 Khung cơ bản……… 27

Hình 2.5 Khung xương bắt chi tiết……… 28

Hình 2.6 Kích thước bố trí các chi tiết trên mặt mô hình……… 28

Hình 2.7 Phương án bố trí đường ống dầu……… 29

Hình 2.8 Mô hình thực tế……… 31

Hình 2.9 Các chi tiết trên mặt mô hình……… 32

Hình3.1 Kiểm tra độ kín khít của bộ trợ lực……… 45

Hình3.2 Kiểm tra hoạt động bộ trợ lực……… 45

Hình3.3 Kiểm tra van một chiều……… 46

Hình3.4 Điều chỉnh độ cao bàn đạp……… 48

Hình3.5 Điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp……… 49

Hình3.6 Điều chỉnh cần đẩy bộ trợ lực……… 50

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền kinh tế của Việt Nam đang vươn lên hoà nhập vớinền kinh tế thế giới Bên cạnh sự phát triển của các nghành kinh tế khác thì nghành vậntải ô tô cũng có chuyển biến không ngừng Với sự phát triển đó nước ta đã nhập và sửdụng rất nhiều loại xe Do đó số lượng xe ô tô lưu thông trên đường ngày càng tăng vàyêu cầu về an toàn cho người điều khiển xe, người tham gia giao thông và hàng hoá…ngày càng được nhiều người quan tâm tới và vị trí, tầm quan trọng của hệ thống phanhtrong việc bảo đảm an toàn ngày càng được chú trọng hơn bao giờ hết

Vì vậy việc nghiên cứu, nâng cao chất lượng chuyển động cũng như chẩn đoán, sửachữa đối với hệ thống phanh ngày càng trở lên cấp thiết và được nhiều người quan tâm

Do thấy được điều này nên trong quá trình học tập tại trường em là sinh viên lớpĐLK40.2 đã được Khoa Cơ Khí Động Lực giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án tốt

nghiệp với nội dung “Thiết kế,chế tạo mô hình hệ thống phanh thủy lực và bảo dưỡng, sửa chữa xilanh phanh chính, bộ trợ lực phanh trên xe Toyota corolla” Đây

là đề tài có tính cấp bách và thiết thực đồng thời do sự hạn chế về mặt thời gian, tàiliệu… Song vượt qua khó khăn trên bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ củabạn bè và sự chỉ bảo tận tình của thầy Lê Vĩnh Sơn cũng như các thầy cô trong khoa

Em đã hoàn thành được đề tài được giao Nhưng do kiến thức còn hạn chế, tài liệutham khảo còn ít, kinh nghiệm công việc chưa cao nên đề tài còn nhiều thiếu sót….Emmong tiếp tục nhận được sự chỉ bảo và sự giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè để đồ án của

em được hoàn thiện hơn

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI VÀ LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.1 Tính cấp thiết của đề tài.

Trong những năm gần đây, với sự phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật củanhân loại đã bước lên một tầm cao mới, rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật, các phátminh sáng chế mang đậm chất hiện đại và có tính ứng dụng cao, là một quốc gia có nềnkinh tế đang phát triển, nước ta đã và đang có những bước cải tiến mới để thúc đẩy kinh

tế Việc tiếp nhận, áp dụng các thành tựu khoa học tiên tiến của thế giới được nhà nướcchú trọng, quan tâm nhằm cải tạo, đẩy mạnh sự phát triển của các nghành công nghiệpmới, với mục đích đưa nước ta sớm thoát khỏi một quốc gia có nền nông nghiệp kémphát triển thành một nước có nền công nghiệp phát triển, trong các nghành công nghiệpmới đang được nhà nước chú trọng, đầu tư phát triển, thì nghành công nghiệp ô tô ngàycàng cao, các yêu cầu ngày càng đa dạng Các loại ô tô chủ yếu sử dụng trong côngnghiệp, giao thông vận tải Trong những năm gần đây ô tô có những bước chuyển biến rõrệt

Ngày nay ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện đi lại thông dụng Chonên các trang thiết bị, các bộ phận trên ô tô ngày càng hoàn thiện và hiện đại hơn nhằmbảo vệ độ tin cậy, an toàn và tiện dụng cho người sử dụng Tốc độ ô tô ngày càng cao, hệthống giao thông lại phức tạp do đó hệ thống phanh ngày càng được chú trọng hơn đểđảm bảo an toàn cho người sử dụng Với sự phát triển đa dạng của các hãng ô tô nên hệthống phanh có rất nhiều loại chủ yếu là phanh dầu và phanh khí đối với các hãng xe conđòi hỏi tốc độ lớn, hầu hết trên các loại xe này đều trang bị hệ thống phanh dầu Hệ thốngphanh dầu trên ô tô có rất nhiều loại khác nhau với mỗi loại đều có tính ưu việt khácnhau, do đó để hiểu biết rõ về vấn đề này đỏi hỏi phải có sự hiểu biết sâu sắc kỹ lưỡng vềcấu tạo các đặc tính kỹ thuật, nguyên lý hoạt động để có kỹ năng thành thục, thành thạotrong tất cả các quy trình Để đáp ứng được nhu cầu đó người công nhân phải được đàotạo một cách có khoa học đáp ứng được yêu cầu xã hội hiện nay Do đó nhiệm vụ của cáctrường kỹ thuật là phải đào tạo học sinh, sinh viên có trình độ và tay nghề cao để đáp ứngnhu cầu công nghiệp ô tô hiện nay Điều đó đòi hỏi người kỹ thuật viên có trình độ hiểubiết, học hỏi sáng tạo để bắt kịp với khoa học trên thế giới, nắm bắt được sự thay đổi vềcác đặc tính kỹ thuật của từng loại xe, dòng xe, đời xe

Có thể chẩn đoán được những hư hỏng và đưa ra phương án sửa chữa tối ưu Do đóngười kỹ thuật viên cần phải được đào tạo trước đó với một chương trình đào tạo tiêntiến, hiện đại, cung cấp đủ kiến thức lý thuyết cũng như thực hành

Trên thực tế trong các trường ĐH-CĐ kỹ thuật nước ta hiện nay thiết bị giảng dạy

được áp dụng trong việc giảng dạy đặc biệt là cho sinh viên Các kiến thức mới có tínhkhoa học kỹ thuật còn chưa cao để đưa vào giảng dạy, các bài tập hướng dẫn thực hành,thực tập còn thiếu thốn Vì vậy mà người kỹ thuật viên gặp rất nhiều khó khăn trong quátrình nâng cao tay nghề, trình độ hiểu biết, tiếp xúc với những kiến thức, thiết bị tiên tiến,hiện đại trong thực tế còn hạn chế.

2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.

Đề tài giúp cho những sinh viên năm cuối khi sắp tốt nghiệp có thể củng cố kiếnthức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên môn cũng như kiến thức ngoài thực tế, xãhội Đề tài còn thiết kế mô hình để sinh viên trong trường đặc biệt là sinh viên cơ khíđộng lực tham khảo, học hỏi, tìm tòi, phát triển tạo tiền đề nguồn tài liệu cho các học sinh–sinh viên khoá sau có thêm nguồn tài liệu nghiên cứu, học tập

Trong quá trình hoàn thành đề tài đã giúp chúng em tập làm quen dần với phươngpháp tự nghiên cứu là chính, giúp viên chủ động trong việc tìm hiểu, tham khảo học tậpqua sách vở, trao đổi với bạn bè, học tập qua thầy cô, qua đó khiến cho sinh viên hiểu cặn

kẽ vấn đề hơn tạo tiền đề cho việc tự nghiên cứu sách vở

-Mục tiêu của đề tài

Hiểu kết cấu, mô tả nguyên lý làm việc của cả hệ thống và các chi tiết trong hệthống phanh và hơn hết là xilanh phanh chính và bộ trợ lực phanh trên ô tô Nắm đượccấu tạo, hiểu và phân tích các hư hỏng, nguyên nhân, kiểm tra, sửa chữa các chi tiết củakết cấu

3.ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁNH THỂ CỦA ĐỀ TÀI.

Đối tượng nghiên cứu“Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống phanh thủy lực và bảodưỡng, sửa chữa xilanh phanh chính, bộ trợ lực phanh trên xe Toyota corolla”

4.GỈA THIẾT KHOA HỌC.

Thực trạng nền kinh tế đang phát triển hết sức mạnh mẽ, đi cùng với nó là sự pháttriển vượt bậc của nền khoa học kỹ thuật, nhiều ứng dụng, những phát minh, sáng chế củakhoa học tiên tiến đã được áp dụng thiết thực trong cuộc sống, nhưng ở nước ta các thiết

bị cho sinh viên, học sinh thực hành về các hệ thống trên ôtô còn thiếu thốn nhiều đặcbiệt là các thiết bị thực hành về hệ thống phanh dầu, các kiến thức mới có tính khoa học

kỹ thuật cao của nhân loại hầu như chưa khai thác và đưa vào làm nội dung giảng dạy,nghiên cứu học tập còn chưa được chú trọng, quan tâm, nguồn tài liệu về đề tài còn ít

5 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU.

Phân tích đặc điểm, kết cấu, nguyên lý làm việc của “ xilanh phanh chính và bộ trợlực phanh của hệ thống phanh dầu” Tổng hợp các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng vàsửa chữa, tổng hợp tài liệu trong và ngoài nước kiến thức cơ bản để hoàn thành đề tài.

+ Các phương pháp nghiên cứu

5.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC TIỄN

+ Bước 2: Xây dựng phương án thiết kế mô hình

+ Bước 3: Lập phương án kiểm tra, chẩn đoán hư hỏng của hệ thống

+ Bước 4: Từ kết quả kiểm tra, lập phương án bảo dưỡng, sửa chữa, khắc phục hưhỏng

+ Bước 5: Xây dựng hệ thống bài tập thực hành bảo dưỡng, sửa chữa “xilanh chính,

b Các bước thực hiện

+ Bước 1: Thu nhập, tìm tòi tài liệu

+ Bước 2: Sắp xếp các tài liệu khoa học thành một hệ thống logic chặt chẽ theo từngbước, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học, có cơ sở và bản chất nhất định

+Bước 3: Đọc, nghiên cứu, phân tích tài liệu nói về “các chi tiết của hệ thống phanhdầu” Phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc một cách khoa học

+ Bước 4: Tổng hợp kết quả đã phân tích được, hệ thống hoá lại những kiến thứcliên quan (liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin đã phân tích) tạo ra một hệ thống lýthuyết đầy đủ và sâu sắc nhất

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC 1.1 NHIỆM VỤ, Ý NGHĨA, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHANH

1.1.1 Nhiệm vụ

Hệ thống phanh dầu đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tốc độ, dừng, đỗ xe,hay tăng vận tốc trung bình của ôtô Một số hư hỏng trong hệ thống sẽ gây nguy hiểmnên các chi tiết của hệ thống phải được tháo, kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa, lắp một cáchcẩn thận, chính xác, là cần thiết

1.1.2 Yêu cầu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho xe Do vậy phảichấp nhận những yêu cầu khắt khe, nhất là đối với xe cao tốc, chủ yếu thời gian hoạtđộng ở tốc độ cao Các yêu cầu của nó như sau:

- Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào Khi phanh độtngột, xe phải được dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cựcđại Theo tiêu chuẩn của Châu Âu ôtô con cần phải đạt hiệu quả phanh cao trong các điềukiện thử xe

- Có hiệu quả phanh cao nhất trong mọi trường hợp mà bánh xe vẫn không bị trượt

- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm nhẹ cường độ lao động của người lái xe

- Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

- Đảm bảo phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sửdụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

- Không có hiện tượng tự xiết, thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát cao và ổn định Giữđược tỉ lệ thuận giữa lực bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh

- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao hiệu quả phanh không thay đổi nhiều lầngiữa các lần phanh

- Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng lẫn nhau Phanh tay

có thể thay thế cho phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chức năng dự phòng

- Phanh tay dùng để giữ nguyên vị trí của xe Phải giữ đứng nguyên trên dốcnghiêng tối thiểu 18% ( tức 160- 200)

- Ngoài các yêu cầu kể trên còn có các yêu cầu như chiếm ít không gian, trọnglượng nhỏ, độ bền cao, và các yêu cầu chung của cấu trúc cơ khí

1.1.3.Ý nghĩa của việc phanh xe

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến mộttốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái Giữ cho ô tô máy kéo dừng ở ngang dốc trongthời gian lâu dài hoặc cố định xe trong thời gian dừng xe Đối với ô tô máy kéo hệ thốngphanh rất quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng

xe trong tình huống nguy hiểm nhờ vậy mà nâng cao được năng suất vận chuyển, tăngđược tính động lực

1.2 CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG

Hệ thống phanh bao gồm các phần chính sau đây:

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực

1: Bàn đạp phanh 4: Bình chứa dầu

2: Bộ trợ lực phanh 5: Bộ điều hoà lực phanh

3:Xy lanh chính 6: Cơ cấu phanh : phanh đĩa, phanh guốc

1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

Khi đạp lên bàn đạp phanh, xilanh chính sẽ biến đổi lực bàn đạp này thành áp suấtthuỷ lực Theo nguyên lý đòn bẩy, bàn đạp sẽ biến đổi một lực nhỏ của bàn đạp thành lựclớn hơn tác động vào xilanh chính Theo định luật pascal, lực thuỷ lực phát sinh trong

xilanh chính được truyền qua đường ống dẫn dầu phanh đến các xilanh phanh bánh xe.Các xilanh này tác động lên các má phanh để tạo ra lực phanh.

1.4 ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC

Hệ thống phanh làm việc trong điều kiện hết sức khắt khe như:

-Chúng chịu mài mòn do ma sát giữa má phanh với đĩa phanh (đối với phanh đĩa),giữa guốc phanh với tang trống phanh (đối với phanh guốc)

-Làm việc dưới nhiệt độ cao ma sát sinh ra

-Chịu tải trọng động lớn

-Chịu áp suất dầu lớn

1.5 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC CHI TIẾT TRONG HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC

1.5.1.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực phanh.

-Phân loại và nguyên lý hoạt động.

Bộ trợ lực chân không: hoạt động dựa vào độ chênh lệch chân không của động cơ

và của áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh tỉ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp phanh.Nguồn chân không có thể lấy ở đường nạp động cơ hoặc dùng bơm chân không riêng làmviệc nhờ động cơ

a Bộ trợ lực thuỷ lực dùng một bơm có môtơ để tạo ra một áp suất thuỷ lực đủ lớn

để giảm lực đạp phanh cần thiết

b Bộ trợ lực chân không

 Cấu tạo.

Hình 1.2.Cấu tạo bộ trợ lực chân không

1.Thanh đẩy xilanh 2.Van chân không

3.Màng ngăn 4.Piston trợ lực

5.Van điều khiển 6.Lọc khí nạp

7.Thanh đẩy bàn đạp 8.Chân không

+Hoạt động

-Hầu hết bộ trợ lực chân không có ba trạng thái hoạt động là: nhả phanh, đạp phanh

và duy trì phanh Những trạng thái này được xác định bởi độ lớn của áp suất trên thanhđẩy

Khi không phanh:

Hình 1.3 Hoạt động của bộ trợ lực chân không ( trạng thái không phanh)

Khi không đạp phanh, cửa chân không mở và cửa không khí đóng Áp suất giữa hai buồng A và B cân bằng nhau, lò xo hồi vị đẩy piston về bên phải, không có áp suất trên

Cửa chân không (mở)

Cửa khí quyển (đóng) Buồng A

Buồng B

Đạp phanh:

Hình 1.4 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái đạp phanh)

Khi phanh, cần đẩy dịch sang trái làm cửa chân không đóng, cửa khí quyển mở.Buồng A thông với buồng khí nạp động cơ, buồng B có áp suất bằng áp suất khí quyển

Sự chênh lệch áp suất này tạo lên lực cường hoá đẩy piston và màng cao su dịch về bêntrái tạo lên khả năng tăng lực đẩy cho cần xilanh chính

Giữ phanh.

Hình 1.5 Hoạt động của bộ trợ lực chân không (trạng thái giữ phanh)

Cửa khí quyển (mở)

Cửa chân không(đóng)

Buồng A Buồng B

Ở trạng thái giữ phanh, cả hai cửa đều đóng, do đó áp suất ở phía phải của màng

không đổi, áp suất trong hệ thống được duy trì.

Khi nhả phanh lò xo hồi vị đẩy piston và màng ngăn về vị trí ban đầu Trong trườnghợp bộ trợ lực bị hỏng, lúc này cần đẩy sẽ làm việc như một trục liền Do đó khi phanhngười lái cần phải tác động một lực lớn hơn để thắng lực đẩy của lò xo và lực ma sát của

cơ cấu

Bộ trợ lực thuỷ lực: Bộ trợ lực thuỷ lực gồm có xilanh chính, bộ chấp hành phanh,

bình chứa, bơm, môtơ bơm và bộ tích năng

Hình 1.6: Cấu tạo bộ trợ lực thuỷ lực

1.Bình chứa 2 Bình tích năng 3.Môtơ bơm và bơm 4 Bộ chấp hành

Xilanh phanh chính và bộ trợ lực phanh

Phần của bộ trợ lực phanh gồm có một cần điều khiển, piston lực và buồng của bộ

Cần đẩy

Piston xilanh chínhVan trung

tâm

Phần bộ trợ lực phanh, 2 Phần của xi lanh chính, 3 Phần của bộ điều chỉnh

Hình 1.7: Xilanh chính và bộ trợ lực phanh

Piston tăng lựcPiston bộ điều

chỉnhĐĩa phản lực

Cần phản lực Lò xo phản hồi

Phần của xi lanh chính gồm piston của xilanh chính, lò xo phản hồi và van trungtâm.

Phần của bộ điều chỉnh gồm có piston của bộ điều chỉnh, lò xo phản hồi, van trượtkiểu piston, cần phản lực và đĩa phản lực bằng cao su

- Bộ trợ lực chân không

Sơ đồ nguyên lý

Buồng chân không III được nối với đường ống nạp của động cơ qua van một chiều (1) Ở

vị trí không sử dụng phanh (hình 1.8.a) dưới tác dụng của các lò xo van không khí (4) đóng kín, van chân không (5) mở, làm cho không gian II ngăn với không gian I nhưng lạithông với không gian III Lúc này độ chân không ở hai không gian II và III là như nhau

và bằng độ chân không trên đường ống hút của động cơ Do không có độ chêch lệch áp suất trên hai mặt của màng (3) nên lực lò xo đẩy màng (3) sang trái

Hình 1.8 Bộ trợ lực chân không

1 Van một chiều; 2 Bầu chân không; 3 Màng ép; 4 Van

không khí; 5 Van chân không; 7,9 Piston; 8 Thanh đẩy

Nguyên lý hoạt động:

Khi người lái đạp chân phanh (hình 1.8.b), dầu phanh đi từ xilanh chính đi lên với áp suất

P đẩy piston (7) đi lên và thực hiện đóng van chân không (5), mở van không khí (4) Lúcnày không gian II bị ngăn cách với không gian III nhưng lại ăn thông với không gian I Không khí từ ngoài trời tràn vào không gian II làm tăng áp suất khí ở đây, trong khi đó không gian III vẫn tiết tục thông với đường ống chân không trên đường ống nạp Nhờ chệch lệch áp suất hai bên, màng (3) bị hút sang phải thông qua thanh đẩy (8) đẩy piston (9) sang phải, ngoài ra piston (9) vẫn chịu tác dụng của áp suất dầu do xilanh chính tạo ra

Khi bộ trợ lực chân không gặp sự cố không có tác dụng hệ thống phanh vẫn hoạt động

được Tuy nhiên lực tác dụng phải rất lớn để dầu có thể đẩy piston (9) ép dầu xuống xilanh con để phanh ôtô.

b Bộ trợ lực khí nén thủy lực

Sơ đồ nguyên lý.

Hình 1.9 Bộ trợ lực phanh khí nén thủy lực

1.Xilanh chính; 2 Màng ép; 3 Xilanh thủy lực; 4 Ống thoát; 5 Ống

dẫn khí; P2 Piston lực; P1, P3 Piston thủy lực; R1,R2,R3,R4 Lò xo

Nguyên lý hoạt động:

Khi tác động phanh, ấn bàn đạp phanh, xilanh tổng dồn dầu xuống tổng van điều khiển Tại đây áp suất thủy lực đẩy piston P1 và màng (2) qua phải Màng (2) áp lên van S1 làm mở van khí nén S2 Khí nén từ bình chứa đi qua van theo ống dẫn (5) vào mặt saucủa piston không khí P2 có đường kính lớn, nên nhận một lực rất mạnh đẩy piston P3, bơm dầu qua van liên hợp xuống các xilanh con

Khi thôi phanh bàn đạp xilanh chính được buông ra, áp suất thủy lực mất, piston P1 trở

về, lò xo R1 đẩy màng tách khỏi van S1 Lò xo R4 ấn van khí nén S2 đóng chặn luồng khí nén từ bình chứa Lúc này, lò xo R3 đẩy piston không khí P2 lui, khí nén phía sau P2 theo ống dẫn (5) vào hộp van điều khiển đi qua các lỗ ở màng (2) thoát ra ngoài theo lỗ (4) Đồng thời R2 đẩy P3 ra phía sau, dầu từ các xilanh con đi qua lỗ giữa của cuppen và piston (3) hồi trở về xilanh chính

Trường hợp bình chứa hết khí nén hệ thống phanh vẫn hoạt động được để phanh ôtô Tuynhiên phải đạp chân rất mạnh lên bàn đạp phanh, áp suất thủy lực từ xilanh chính đẩy dầu

đi qua lỗ giữa của cuppen và piston (3) tới van liên hợp xuống các xilanh con để phanh ôtô.

- Bộ trợ lực chân không - thủy lực

Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.10 Bộ trợ lực phanh chân không thủy lực

P1,P2 Pittông lực; R1,R2,R3,R4 Lò xo; V1 Van một chiều;V2 Van

không khí; V3 Van đội màng; V4 Van côn; P3 Piston -cuppen tác

động tổng van; P4 Piston - cuppen thuỷ lực có lỗ thông.

Bao gồm các chi tiết chính: Tổng van điều khiển, xilanh lực bố trí ở đầu xilanh chân không, xilanh chân không được ngăn đôi nhờ vách giữa Piston chân không P1 và P2 , ty đẩy, piston - cuppen thủy lực P4 Xilanh chân không được chia thành 4 khoang: I, II, III

và IV Khoang III thông với khoang I, thông tiếp đến vùng phía dưới màng M và với bơmchân không Khoang IV thông với khoang II qua ống rỗng của ty đẩy với vùng phía bên trên màng M

Lúc có chân không, ấn vào bàn đạp phanh, áp suất thủy lực từ xilanh chính nâng piston - cuppen P3, van V3 và màng M đi lên V3 áp kín vào màng M làm cách ly ngăn trên và ngăn dưới của màng M, đồng thời nâng V2 mở cho không khí lùa vào khoang II,

áp suất không khí theo cây đẩy rỗng đến khoang IV Lúc này khoang III và khoang I

thông với chân không nên áp suất không khí tác động vào mặt sau của P1, P2 đẩy hai piston này tiến tới, ty đẩy đẩy piston và cuppen P4 tới nén dầu phanh xuống các xilanh con với áp suất lớn để phanh ôtô.

Khi thôi phanh, áp suất thủy lực trong xilanh chính mất, lò xo R3 đẩy P3, V3 và màng M đi xuống, van không khí V2 đóng Lúc này khoang dưới và khoang trên của màng M thông nhau, sức hút của bơm chân không hút hết không khí trong các khoang II,

IV có nghĩa là lúc này cả hai mặt các piston P1, P2 đều là chân không nên lò xo R1 đẩy P1 và P2 trở về vị trí cũ V4 mở trống lỗ giữa của piston thủy lực P4, dầu phanh từ các xylanh con hồi về trở lại xilanh chính

Khi mất chân không, tác động phanh lúc này phanh không có trợ lực, phải đạp thật mạnh chân vào bàn đạp phanh Dầu phanh từ xilanh chính đi qua lỗ giữa piston và

cuppen P4 đi xuống các xilanh con tác động càng phanh ôtô

1.5.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xilanh phanh chính

Xilanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thuỷ lực sau đó áp suất thuỷ lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc xilanh phanh của kiểu phanh tang trống thực hiện quá trình phanh Xilanh phanh chính bao gồm một số kiểu cơ bản là:

-Xilanh kiểu đơn

-Xilanh kiểu kép

-Xilanh kiểu bậc

-Dưới đây trình bầy cấu tạo và nguyên lý làm việc của xilanh phanh kép

Kiểu này, ngày nay dùng rộng rãi trên các loại xe ôtô đời mới, nó đảm bảo an toàncho người điều khiển nếu như xảy ra hư hỏng ở một mạch dầu nào đó Trong xilanh chính có 2 piston và 2 cupben đặt nối tiếp nhau Mỗi piston có một bình dầuriêng và cửa vào, cửa bù

a) Cấu tạo:

Cấu tạo xilanh chính loại piston kép được mô phỏng bởi hình phía dưới:

Hình 1.11 Cấu tạo xilanh chính loại piston kép.

Hoạt động:

- Khi không đạp phanh: Cuppen của piston số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa bù làm

cho xilanh và bình dầu thông nhau Bulông hãm bố trí trong xilanh chính để chống lại lực

lò xo số 2, ngăn không cho piston số 2 chuyển động sang phải

Hình 1.12 Hoạt động khi không đạp phanh.

-Khi đạp phanh: Piston số 1 dịch chuyển sang trái, cuppen của nó bịt kín cửa bù,

không cho dầu từ bình vào cửa bù Piston bị đẩy tiếp, nó làm tăng áp suất dầu trong xilanh Áp suất này tác dụng lên các xilanh bánh sau Đồng thời, áp suất tạo ra sẽ đẩy piston số 2 dịch chuyển sang trái, áp suất dầu tạo ra tác dụng lên xilanh bánh trước

Hình 1.13 Hoạt động khi đạp phanh.

Khi nhả bàn đạp phanh:

Lúc này, áp suất dầu từ các xilanh bánh xe tác dụng ngược lại, đồng thời dưới tác dụng của lực lò xo hồi vị số 2 sẽ đẩy các piston sang bên phải Tuy nhiên, do dầu ở các xilanh bánh xe không hồi về xilanh chính ngay lập tức, do đó dầu từ bình sẽ điền vào xilanh chính qua các lỗ

Khi các piston trở về trạng thái ban đầu, áp lực dầu trong xilanh sẽ đẩy dầu hồi về bình chứa thông qua các cửa bù Kết quả, áp suất dầu trong xilanh chính giảm xuống

Hình 1.14 Hoạt động khi nhả bàn đạp phanh.

c Nếu dầu bị rò rỉ ở hệ thống phanh:

- Rò rỉ dầu ở đường dầu tới xilanh bánh sau: Khi đạp phanh, piston số 1 sẽ dịch chuyển

sang trái nhưng dầu không tới được xilanh bánh sau, đồng thời khi dịch chuyển nó sẽ tiếpxúc với piston số 2 Nó dính liền và cùng đẩy piston số 2 dịch chuyển sang trái, quá trình

di chuyển này sẽ tạo ra áp suất tới xilanh bánh trước để tác động hãm phanh trong trường hợp đường dầu đến bánh sau hỏng

Hình1.1.5 Hoạt động ở trường hợp rò rỉ dầu tới xilanh bánh sau

- Rò rỉ dầu ở đường dầu tới xilanh bánh trước: Khi đạp phanh, piston số 1 dịch chuyển

sang trái nhưng do đường dầu tới các xilanh bánh trước bị hỏng nên áp suất dầu không tới được xilanh bánh trước Lúc này, tiếp tục đạp phanh piston số 2 bị đẩy sang trái bởi sự

di chuyển của piston số 1 Kết quả, áp suất dầu cao sẽ đưa tới các xilanh bánh sau, tác động hãm phanh khi gặp sự cố

Hình 1.1.6 Hoạt động ở trường hợp rò rỉ dầu tới bánh trước

1.6 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU PHANH TANG TRỐNG

a) Cấu tạo.

Hình 1.17 Cơ cấu phanh guốc

1.Xilanh bánh xe 6.Pittong

2.Guốc phanh 5.Trống phanh

3.Má phanh trống

7.Cúppen pittong 4.Lò xo hồi vị

Cơ cấu phanh trống gồm có trống phanh quay cùng với các bánh xe, các guốc phanhlắp với phần không quay là mâm phanh, trên guốc có lắp các má phanh, một đầu củaguốc phanh quay quanh chốt tựa, đầu còn lại tỳ vào piston của xilanh công tác nếu là dẫnđộng thuỷ lực, hoặc là cam ép nếu là dẫn động khí nén Trong trường hợp dẫn động thuỷlực áp suất chất lỏng trong xilanh tác dụng lên các piston và đẩy các guốc phanh ép vàotang trống thực hiện quá trình phanh Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lựctrên ty đẩy và thông qua đòn dẫn động làm quay cam đẩy các guốc phanh ép vào tangtrống Khe hở giữa các guốc phanh được điều chỉnh thường xuyên trong quá trình sửdụng Các cơ cấu điều chỉnh sử dụng hiện nay rất phong phú, trong đó có các phươngpháp điều chỉnh tự động

Phanh trống có nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào sự kết hợp của hai guốc

Các chi tiết của cơ cấu

Trống phanh: là chi tiết quay và chịu lực ép của guốc phanh từ trong ra vì vậy

làm việc có độ bóng cao, bề mặt lắp ghép với moay ơ có độ chính xác để định vị và đồngtâm Hầu hết trống phanh chế tạo bằng gang xám có độ cứng cao và khả năng chống màimòn tốt Tuy nhiên gang có nhược điểm là khá nặng, dễ nứt vỡ

Do vậy với phần vành và bề mặt ma sát bằng gang, phần ở giữa bằng thép dập

Guốc phanh: hầu hết guốc phanh được chế tạo từ thép dập hoặc bằng nhôm, guốc

phanh có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau theo độ cong và chiều rộng Ngoài raguốc phanh còn có hình dạng gân và cách bố trí các lỗ khác nhau Các kiểu đa dạng củaguốc phanh được nhận dạng bằng các số hiệu theo một tiêu chuẩn chung

Hình 1.18 Guốc phanh

1.Đầu tựa gối định vị 3.Đường hàn

2.Gân trợ lực 4.Đầu điều chỉnh

5.Vành

1.7 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CƠ CẤU PHANH ĐĨA

Phanh đĩa thường được sử dụng phổ biến trên các xe có vận tốc cao, đặc biệt haygặp ở cầu trước Phanh đĩa ngày nay được sử dụng rộng rãi cho cả cầu trước và cầu sau vì

nó mang nhiều ưu điểm:

-Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn, tổng khối lượng các chi tiết không treonhỏ, nâng cao tính êm dịu và bám đường của xe

-Khả năng thoát nhiệt ra môi trường dễ dàng

-Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát

-Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi, điềunày giúp cho các bánh xe làm việc ổn định nhất là ở tốc độ cao

-Dễ dàng bố trí cơ cấu tự điều chỉnh khe hở má phanh

-Tuy có nhiều ưu điểm hơn so với cơ cấu phanh kiểu tang trống nhưng cơ cấu phanhđĩa vẫn tồn tại nhược điểm là cơ cấu phanh khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì phanh

đĩa không che chắn kín hoàn toàn do vậy ở các xe có tính việt dã cao không dùng cơ cấuloại này

Hình 1.19 Cơ cấu phanh đĩa

1.Má phanh 3.Bulong

2.Giá đỡ xilanh 4.Vít xả

5.Giá đỡ má phanh 6.Lò xo chống rít

Nguyên lý hoạt động: Phanh đĩa đẩy piston bằng áp suất thuỷ lực truyền qua đường dẫn

dầu phanh từ xilanh chính làm cho các má phanh đĩa kẹp cả hai bên rôto phanh đĩa làmcho bãnh xe dừng lại Trong quá trình phanh do má phanh và rôto phanh ma sát phát sinhnhiệt nhưng do rôto phanh và than phanh để hở lên nhiệt dễ dàng triệt tiêu lực

CHƯƠNG II THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC 2.1 CÁC PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO MÔ HÌNH

Phương án 1:

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế mô hình theo phương án 1

1 Xylanh phanh chính 3 Cơ cấu phanh bánh trước 5 Van chia dầu

2 Phanh tay 4 Cơ cấu phanh bánh sau 6 Đường ống

6

Hình 2.2 Sơ đồ thiết kế phanh theo phương án 2

Phương án 3:

Hình 2.3 Sơ đồ thiết kế phanh theo phương án 3

Phanh tay

Hình 2.7 Phương án bố trí đường ống dầu

1 đường ống dầu 2 Van chia

Dễ dàng khi di chuyển, thao tác thực hành

Do vậy chúng em quyết định đi vào công viêc chế tạo khung theo phương án ba kết hợp với công việc tính toán gá lắp các bộ phận có trên mô hình

2

1

Thiết kế khung:

Từ phương án và yêu cầu của mô hình như: tính thẩm mĩ, tính ổn định chắc chắn, độcứng vững chúng em đã thống nhất lựa chọn một số vật liệu cơ bản như sau:

Bảng kê vật liệu thực hiện mô hình.

Cơ cấu phanh Phanh đĩa+tang trống 1 bộ

Xylanh phanh chính Trợ lực chân không 1 bộ

Phanh tay Phanh tay+ dây cáp 1 bộ

Sau quá trình tính toán và chốt các kích thước nhóm đồ án đã bắt tay vào các công việc chuẩn bị hàn khung như: đo đạc cắt sắt hộp, cắt, mài các chi tiết, chuẩn bị các công tác khác săn sàng sau đó thực hiện công việc hàn các chi tiết lai với nhau để hình thànhkhung

Hình 2.8 Mô hình thực tế

Hình 2.9 Các chi tiết trên mặt mô hình

1 Xilanh phanh chính 5 Đèn phanh

2 Phanh tay 6 Van chia dầu

3 Cơ cấu phanh đĩa 7 Cơ cấu dẫn động phanh tay

4 Cơ cấu phanh tang trống 8 Đường ống dầu

+ Hướng dẫn sử dụng mô hình:

-Chuẩn bị trước khi sử dụng:

-Dầu phanh(DOT 4)

-Kiểm tra cơ cấu phanh tang trống

-Kiểm tra cơ cấu phanh đĩa

-Kiểm tra các đường ống dầu

-Kiểm tra xilanh phanh chính, trợ lực phanh và lượng dầu phanh trong bình

-Sử dụng mô hình:

+Sử dụng phanh chân:

-Khi bắt đầu sử dụng mô hình, một người đứng sẵn sàng đạp phanh, một người quay

cơ cấu phanh

-Người quay cơ cấu phanh quay cơ cấu phanh đĩa trước, người đứng trước bàn đạp