Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô điện Hitachi

LỜI MỞ ĐẦUMỤC ĐÍCH,Ý NGHĨA ĐỀ TÀITrong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ô tô cũng có những thay đổi khá lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường,… Trong đó môi trường đang là vấn đề cấp bách và được đặt lên hàng đầu, vì khí thải từ phương tiện đang là nhân tố lớn gây ô nhiễm môi trường, sự nóng lên của toàn cầu,… chính vì thế, sự ra đời của những chiếc ô tô điện giúp hạn chế được vần đề này. Bên cạnh đó, tính năng an toàn của ô tô cũng là điều rất quan trọng khi thiết kế, nhất là đối với hệ thống phanh.Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên trên ô tô điện Hitachi”. Trong đề tài tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh của ô tô điện Hitachi.Với kiến thức còn hạn chế và thời gian làm đồ án có hạn nên không tránh khỏi những sai sót mong quý thầy cô và các bạn góp ý thêm để em có thể hoàn thiện hơn.Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Lê văn Tụy, các thầy cô giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này. Đà nẵng, ngày 08 tháng 06 năm 2015 Sinh viên thực hiện Trịnh Đình Nhật Tân Chương 1.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ1.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH1.1.1. Công dụngHệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó.Hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.Hệ thống phanh đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của ô tô.1.1.2. Yêu cầuHệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau: Làm việc bền vững, tin cậy. Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm. Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hoá. Giữ cho ô tô đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế. Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh. Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng. Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng. Có khả năng thoát nhiệt tốt. Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ.Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường, hệ thống phanh của ô tô bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh: Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân. Phanh dự trữ: Dùng để phanh ô tô trong trường hợp phanh chính hỏng. Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên còn gọi là phanh tay. Phanh chậm dần: Trên các ô tô – máy kéo có tải trọng lớn như ô tô tải có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, ô tô khách có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 5 tấn hoặc ô tô làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ô tô không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc.+ Để giảm dần tốc độ của ô tô trước khi dừng hẳn. Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau. Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập.Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường.Để có hiệu quả phanh cao: Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn. Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng. Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực, hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các ô tô có trọng lượng lớn.Để đánh giá hiệu quả phanh, người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính là: Gia tốc chậm dần và quãng đường phanh. Ngoài ra cũng có thể dùng chỉ tiêu: Lực phanh hay thời gian phanh.Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo quan trọng hệ số tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe. Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh.Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau: Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất. Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh vì các bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô bị trượt ngang, các bánh xe sau trượt có thể làm ô tô mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking SystemABS).Yêu cầu điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn nhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của chúng.1.1.3. Phân loạiTheo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: Phanh bánh xe và phanh truyền lực.Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: Phanh trống guốc, phanh đĩa và phanh dải.Theo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).a)b)c)Hình 11 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.a Phanh trống – guốc: 1 Lực ép do piston tạo ra; 2 Má phanh; 3 Trống phanh. b Phanh đĩa: 1 Lực ép do piston tạo ra; 2 Má phanh; 3 Đĩa phanh. c Phanh dải: 1 Chắn bảo vệ; 2 Dải phanh; 3,6 Ổ khớp quay; 4 Trống phanh; 5 Cần kéo; 7 Lò xo.Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh luôn phải có hai phần kết cấu chính sau: Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản. Trong quá trình phanh, động năng của ô tô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường. Dẫn động phanh: Để điều khiển các cơ cấu phanh.1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH1.2.1. Cơ cấu phanhCơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát.Kết cấu cơ cấu phanh bao giờ cũng phải có hai phần chính là: Các phần tử ma sát và cơ cấu ép. Ngoài ra, cơ cấu phanh còn có một số bộ phận phụ khác như: Bộ điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận xả khí đối với dẫn động thủy lực.Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống – guốc, đĩa hay dải. Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt.1.2.1.1. Cơ cấu phanh loại trống – guốcĐây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất. Cấu tạo gồm: Guốc phanh: Được cấu tạo bởi các miếng ghép lại. Độ cong của vành guốc phù hợp với mặt trong của trống phanh, bề mặt của vành guốc được gắn với má phanh. Guốc phanh được chế tạo từ nhôm đúc, có trọng lượng nhẹ và tản nhiệt tốt. Má phanh: Ở ô tô du lịch, ô tô tải nhẹ, ô tô bán tải thì má phanh được gắn vào guốc phanh bằng một trong hai cách, dán keo hoặc là tán rivê. Còn đối với ô tô tải hạng nặng, má phanh được khoan lỗ để gắn bulông, cho phép việc thay thế dễ dàng. Tuy nhiên loại má phanh dán thông dụng và được ưa chuộng hơn vì nó tận dụng được tối đa bề dày của má phanh, khi mòn không bị đinh tán cọ làm hỏng mặt trong trống phanh. Má phanh thứ cấp luôn dài hơn má phanh sơ cấp, đôi khi má phanh được gắn ở vị trí cao hay thấp trên guốc để thay đổi đặc tính tự kích hoạt hay trợ động của guốc phanh. Mâm phanh: Được thiết kế chế tạo để gắn cụm phanh, mâm phanh được gắn bằng bulông vào trục bánh sau hoặc khớp lái ở cầu trước, trên mâm phanh cũng có các lỗ, vấu lồi để gắn xy lanh thuỷ lực, lò xo giữ guốc phanh và cáp phanh tay. Lò xo phanh: Cụm phanh tang trống thông thường sử dụng hai lò xo, một bộ kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, một bộ dùng để giữ guốc phanh tựa vào mâm phanh. Các lò xo gắn thêm thường được dùng để vận hành cơ cấu tự điều chỉnh và chống trạng thái chùng lỏng của hệ thống phanh tay. Lò xo trả về của guốc phanh có nhiệm vụ rất then chốt, đặc biệt ở loại phanh trợ động. Trong khi nhả phanh ra, các lò xo này sẽ kéo guốc phanh trở về và đẩy piston trở về trạng thái ban đầu. Bộ điều chỉnh guốc phanh: Các guốc phanh phải được điều chỉnh theo chu kỳ để giữa má phanh tương đối sát với bề mặt trống phanh. Nếu khe hở giữa má phanh và bề mặt tang trống phanh quá lớn khiến chân phanh phải ấn thêm một đoạn dài phanh mới có tác dụng gây nguy hiểm. Ở loại phanh trợ động, bộ điều chỉnh là một cụm bằng ren. Trống phanh: Có hình dáng như cái thùng được gắn vào trục bánh xe hoặc mặt bích của mayơ, ở ngay bên trong bánh xe và cùng quay với bánh xe. Trống phanh có bề mặt cứng, chịu được mài mòn, có độ bền vật liệu tốt để không bị biến dạng và hoạt động như một bộ phận tiêu nhiệt. Hầu hết trống phanh được chế tạo bằng gang xám, chống mài mòn khá tốt, một phần do hàm lượng cacbon cao trong gang xám. Tuy nhiên nhược điểm là nó khá nặng và dễ nứt vỡ, vì vậy mà nhiều trống phanh được cải tiến và chế tạo trống có nhiều thành phần, phần giữa làm bằng thép dập, phần vành và bề mặt ma sát làm bằng gang.Ưu điểm: Có thể kết hợp để làm phanh dừng. Giá thành rẻ, công nghệ chế tạo không quá cao.Nhược điểm: Do kết cấu kín nên khả năng tản nhiệt cơ cấu phanh rất kém. Áp lực phân bố không đều trên bề mặt má phanh nên làm cho má phanh mòn không đều. Độ nhạy của cơ cấu phanh kém do khe hở giữa má phanh và trống phanh lớn, khoảng 0,2÷0,4 mm. Cần phải có bộ điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.a. Cơ cấu phanh trống – guốc loại 1 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 1 là loại trống – guốc có cơ cấu ép bằng xy lanh kép và có hai điểm tựa cố định của guốc được bố trí cùng phía. Đây là loại cơ cấu phanh tang trống đơn giản nhất, có tính đối xứng qua mặt phẳng đối xứng thẳng đứng về phương diện kết cấu (Hình 1–2). Tuy nhiên, mômen ma sát được tạo ra bởi các guốc có giá trị khác nhau do tính chất táchsiết của các guốc đối với tang trống phụ thuộc chiều quay bánh xe. Hình 12 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 1.1 Xy lanh; 2 Lò xo tỳ piston lên guốc; 3 Piston; 4 Lò xo hồi vị guốc phanh; 5 Guốc phanh; 6 Chốt tỳ cố định; 7 Má phanh.Trong đó: N1, N2: Áp lực pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh.P, P1, P2: Lực ép từ piston tác dụng lên guốc phanh.fN1, fN2: Lực ma sát.rt: Bán kính tang trống.a: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lực ép P.b: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến tâm quay điểm tựa cố định.e: Khoảng cách từ chốt tỳ cố định đến phương lực ma sát fN1, fN2.Cơ cấu phanh loại 1 này có các đặc điểm như sau (Hình 1–2): Hai guốc của cơ cấu phanh có điểm tựa tâm quay cố định của guốc được bố trí về cùng một phía đối với cơ cấu phanh (cùng một tâm quay chung phía dưới). Hai guốc sử dụng chung một cơ cấu ép là xy lanh kép (một xy lanh với hai piston thường có cùng đường kính nhưng chiều tác dụng là trái chiều nhau) nên mômen ma sát do hai guốc tạo ra cho tang trống là khác nhau do tính chất táchsiết mặc dù lực ép do xy lanh kép tạo ra là giống nhau hoàn toàn. b. Cơ cấu phanh trống – guốc loại 2Cơ cấu phanh trống – guốc loại 2 là loại trống – guốc có cơ cấu ép bằng xy lanh đơn và có hai điểm tựa cố định của tâm quay guốc được bố trí khác phía.Đây là loại cơ cấu phanh kiểu tang trống có tính đối xứng hoàn toàn về phương diện kết cấu qua tâm quay bánh xe (Hình 1–3). Vì vây, mômen ma sát của tang trống được tạo ra bởi hai guốc có giá trị hoàn toàn giống nhau. Hình 1–3 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 2.1 Xy lanh; 2 Lò xo tỳ piston lên guốc; 3 Piston; 4 Lò xo hồi vị guốc phanh; 5 Guốc phanh; 6 Chốt tỳ cố định; 7 Má phanh.Trong đó: N1, N2: Áp lực pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh.P, P1, P2: Lực ép từ piston tác dụng lên guốc phanh.fN1, fN2: Lực ma sát.rt: Bán kính tang trống.a: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lực ép P1.b: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lực ép P2.e: Khoảng cách từ chốt tỳ cố định đến phương lực ma sát fN1, fN2.Cơ cấu phanh loại 2 này có các đặc điểm như sau (Hình 1–3): Hai guốc sử dụng hai cơ cấu ép riêng biệt bởi hai xy lanh đơn bố trí về hai phía khác nhau. Hai guốc của cơ cấu phanh có tâm quay của điểm tựa cố định được bố trí về hai phía khác nhau.c. Cơ cấu phanh trống – guốc loại 3 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 3 là loại trống – guốc có cơ cấu ép bằng xy lanh kép và thanh cường hóa. Đây là loại cơ cấu phanh kiểu tang trống đặc biệt, có tính đối xứng về phương diện kết cấu qua mặt phẳng đối xứng (Hình 1–4). Tuy vậy, mômen ma sát của tang trống được tạo ra bởi hai guốc có giá trị tăng lên đáng kể nhờ guốc này cường hóa cho guốc kia mặc dù các thông số cơ bản của cơ cấu phanh không thay đổi so với hai loại trên. Hình 1–4 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 3 (loại cường hóa).1 Xy lanh; 2 Lò xo tỳ piston lên guốc; 3 Piston; 4 Lò xo hồi vị guốc phanh; 5 Guốc phanh; 6 Chốt tự cường hóa; 7 Má phanh.Trong đó: N1, N2: Áp lực pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh.P, P1, P2: Lực ép từ piston tác dụng lên guốc phanh.fN1, fN2: Lực ma sát.rt: Bán kính tang trống.a: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lực ép P.b: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lực ép P2.Cơ cấu phanh loại 3 này có các đặc điểm như sau (Hình 1–4): Đầu trên của hai guốc sử dụng chung một xy lanh kép để tạo lực ép chính cho hai guốc. Đầu dưới của hai guốc được nối với nhau bằng thanh cường hóa tùy động. Mỗi guốc của cơ cấu phanh đều có thêm một tâm quay tùy động cùng được bố trí cùng phía với xy lanh kép.d. Cơ cấu phanh trống – guốc loại 4Cơ cấu phanh trống – guốc loại 4 là loại trống – guốc có cơ cấu ép gồm hai xy lanh ép và guốc phanh hai bậc tự do.Đây là loại cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng (Hình 1–5). Cơ cấu phanh này cho hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi.

Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi LỜI MỞ ĐẦU MỤC ĐÍCH,Ý NGHĨA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây, nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt động đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho người Do đó song song với sư phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ô tô cũng có những thay đổi khá lớn Nhu cầu của người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường,… Trong đó môi trường là vấn đề cấp bách và được đặt lên hàng đầu, vì khí thải từ phương tiện là nhân tố lớn gây ô nhiễm môi trường, sư nóng lên của toàn cầu,… chính vì thế, sư đời của những chiếc ô tô điện giúp hạn chế được vần đề này Bên cạnh đó, tính an toàn của ô tô cũng là điều rất quan trọng thiết kế, nhất là đối với hệ thống phanh Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sư hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em qút định thưc hiện đề tài: “Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô điện Hitachi” Trong đề tài tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết hệ thống phanh, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh của ô tô điện Hitachi Với kiến thức còn hạn chế và thời gian làm đồ án có hạn nên không tránh khỏi những sai sót mong quý thầy cô và các bạn góp ý thêm để em có thể hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy TS Lê văn Tụy, các thầy cô giáo bộ môn các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này Đà nẵng, ngày 08 tháng 06 năm 2015 Sinh viên thưc hiện Trịnh Đình Nhật Tân Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH 1.1.1 Công dụng Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó Hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ các mặt dốc nghiêng hay mặt đường ngang Hệ thống phanh đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn mọi chế độ làm việc Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả động lưc, nâng cao tốc độ và suất vận chuyển của ô tô 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau: - Làm việc bền vững, tin cậy - Có hiệu quả phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm - Phanh êm dịu những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hoá - Giữ cho ô tô đứng yên cần thiết, thời gian không hạn chế - Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô - máy kéo phanh - Không có hiện tượng tư phanh các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và quay vòng - Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định mọi điều kiện sử dụng - Có khả thoát nhiệt tốt - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lưc tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động mọi trường, hệ thống phanh của ô tô bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh: - Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bàn đạp nên còn gọi là phanh chân - Phanh dư trữ: Dùng để phanh ô tô trường hợp phanh chính hỏng Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi - Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ dừng xe hoặc không làm việc Phanh này thường được điều khiển tay đòn nên còn gọi là phanh tay - Phanh chậm dần: Trên các ô tô – máy kéo có tải trọng lớn ô tô tải có trọng lượng toàn bộ lớn 12 tấn, ô tô khách có trọng lượng toàn bộ lớn tấn hoặc ô tô làm việc vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để: + Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ô tô không tăng quá giới hạn cho phép xuống dốc + Để giảm dần tốc độ của ô tô trước dừng hẳn Các loại phanh có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức của Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại làm việc bình thường Để có hiệu quả phanh cao: - Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn - Phân phối mô-men phanh các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lưc phanh Lưc phanh các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lưc pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng - Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lưc, hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lưc để tăng hiệu quả phanh đối với các ô tô có trọng lượng lớn Để đánh giá hiệu quả phanh, người ta sử dụng hai tiêu chính là: Gia tốc chậm dần và quãng đường phanh Ngoài cũng có thể dùng tiêu: Lưc phanh hay thời gian phanh Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cấu đảm bảo quan trọng hệ số tỷ lệ thuận giữa lưc tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lưc phanh tạo bánh xe Đồng thời không có hiện tượng tư siết phanh Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô phanh, sư phân bố lưc phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi - Lưc phanh các bánh xe phải và trái của một cầu phải Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lưc phanh lớn nhất - Không xảy hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe phanh vì các bánh xe trước trượt làm cho ô tô bị trượt ngang, các bánh xe sau trượt có thể làm ô tô mất tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh giảm hệ số bám Để đảm bảo yêu cầu này, ô tô hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lưc phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking SystemABS) Yêu cầu điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá lưc lớn nhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của chúng 1.1.3 Phân loại Theo vị trí bố trí cấu phanh, phanh chia các loại: Phanh bánh xe và phanh truyền lưc Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: Phanh trống - guốc, phanh đĩa và phanh dải Theo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh khí, phanh thủy lưc, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau) a) b) c) Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính a- Phanh trống – guốc: 1- Lưc ép piston tạo ra; 2- Má phanh; 3- Trống phanh b- Phanh đĩa: 1- Lưc ép piston tạo ra; 2- Má phanh; 3- Đĩa phanh c- Phanh dải: 1- Chắn bảo vệ; 2- Dải phanh; 3,6- Ổ khớp quay; 4- Trống phanh; 5- Cần kéo; 7- Lò xo Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Để thưc hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu chính sau: - Cơ cấu phanh: Là bộ phận trưc tiếp tạo lưc cản Trong quá trình phanh, động của ô tô được biến thành nhiệt cấu phanh tiêu tán môi trường - Dẫn động phanh: Để điều khiển các cấu phanh 1.2 KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH 1.2.1 Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh là bộ phận trưc tiếp tạo lưc cản và làm việc theo nguyên lý ma sát Kết cấu cấu phanh bao giờ cũng phải có hai phần chính là: Các phần tử ma sát và cấu ép Ngoài ra, cấu phanh còn có một số bộ phận phụ khác như: Bộ điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận xả khí đối với dẫn động thủy lưc Phần tử ma sát của cấu phanh có thể có dạng: Trống – guốc, đĩa hay dải Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt 1.2.1.1 Cơ cấu phanh loại trống – guốc Đây là loại cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất Cấu tạo gồm: - Guốc phanh: Được cấu tạo các miếng ghép lại Độ cong của vành guốc phù hợp với mặt của trống phanh, bề mặt của vành guốc được gắn với má phanh Guốc phanh được chế tạo từ nhôm đúc, có trọng lượng nhẹ và tản nhiệt tốt - Má phanh: Ở ô tô du lịch, ô tô tải nhẹ, ô tô bán tải thì má phanh được gắn vào guốc phanh một hai cách, dán keo hoặc là tán rivê Còn đối với ô tô tải hạng nặng, má phanh được khoan lỗ để gắn bu-lông, cho phép việc thay thế dễ dàng Tuy nhiên loại má phanh dán thông dụng và được ưa chuộng vì nó tận dụng được tối đa bề dày của má phanh, mòn không bị đinh tán cọ làm hỏng mặt trống phanh Má phanh thứ cấp dài má phanh sơ cấp, má phanh được gắn vị trí cao hay thấp guốc để thay đổi đặc tính tư kích hoạt hay trợ động của guốc phanh - Mâm phanh: Được thiết kế chế tạo để gắn cụm phanh, mâm phanh được gắn bu-lông vào trục bánh sau hoặc khớp lái cầu trước, mâm phanh cũng có các lỗ, vấu lồi để gắn xy lanh thuỷ lưc, lò xo giữ guốc phanh và cáp phanh tay Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi - Lò xo phanh: Cụm phanh tang trống thông thường sử dụng hai lò xo, một bộ kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, một bộ dùng để giữ guốc phanh tưa vào mâm phanh Các lò xo gắn thêm thường được dùng để vận hành cấu tư điều chỉnh và chống trạng thái chùng lỏng của hệ thống phanh tay Lò xo trả về của guốc phanh có nhiệm vụ rất then chốt, đặc biệt loại phanh trợ động Trong nhả phanh ra, các lò xo này kéo guốc phanh trở về và đẩy piston trở về trạng thái ban đầu - Bộ điều chỉnh guốc phanh: Các guốc phanh phải được điều chỉnh theo chu kỳ để giữa má phanh tương đối sát với bề mặt trống phanh Nếu khe hở giữa má phanh và bề mặt tang trống phanh quá lớn khiến chân phanh phải ấn thêm một đoạn dài phanh mới có tác dụng gây nguy hiểm Ở loại phanh trợ động, bộ điều chỉnh là một cụm ren - Trống phanh: Có hình dáng cái thùng được gắn vào trục bánh xe hoặc mặt bích của mayơ, bên bánh xe và quay với bánh xe Trống phanh có bề mặt cứng, chịu được mài mòn, có độ bền vật liệu tốt để không bị biến dạng và hoạt động một bộ phận tiêu nhiệt Hầu hết trống phanh được chế tạo gang xám, chống mài mòn khá tốt, một phần hàm lượng cacbon cao gang xám Tuy nhiên nhược điểm là nó khá nặng và dễ nứt vỡ, vì mà nhiều trống phanh được cải tiến và chế tạo trống có nhiều thành phần, phần giữa làm thép dập, phần vành và bề mặt ma sát làm gang Ưu điểm: - Có thể kết hợp để làm phanh dừng - Giá thành rẻ, công nghệ chế tạo không quá cao Nhược điểm: - Do kết cấu kín nên khả tản nhiệt cấu phanh rất kém - Áp lưc phân bố không đều bề mặt má phanh nên làm cho má phanh mòn không đều - Độ nhạy của cấu phanh kém khe hở giữa má phanh và trớng phanh lớn, khoảng 0,2÷0,4 mm - Cần phải có bộ điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh a Cơ cấu phanh trống – guốc loại - Cơ cấu phanh trống – guốc loại là loại trống – guốc có cấu ép xy lanh kép và có hai điểm tưa cố định của guốc được bố trí phía Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi - Đây là loại cấu phanh tang trống đơn giản nhất, có tính đối xứng qua mặt phẳng đối xứng thẳng đứng về phương diện kết cấu (Hình 1–2) Tuy nhiên, mô-men ma sát được tạo các guốc có giá trị khác tính chất tách/siết của các guốc đối với tang trống phụ thuộc chiều quay bánh xe Hình 1-2 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 1- Xy lanh; 2- Lò xo tỳ piston lên guốc; 3- Piston; 4- Lò xo hồi vị guốc phanh; 5- Guốc phanh; 6- Chốt tỳ cố định; 7- Má phanh Trong đó: N1, N2: Áp lưc pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh P, P1, P2: Lưc ép từ piston tác dụng lên guốc phanh fN1, fN2: Lưc ma sát rt: Bán kính tang trống a: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lưc ép P b: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến tâm quay điểm tưa cố định e: Khoảng cách từ chốt tỳ cố định đến phương lưc ma sát fN 1, fN2 Cơ cấu phanh loại này có các đặc điểm sau (Hình 1–2): - Hai guốc của cấu phanh có điểm tưa tâm quay cố định của guốc được bố trí về một phía đối với cấu phanh (cùng một tâm quay chung phía dưới) - Hai guốc sử dụng chung một cấu ép là xy lanh kép (một xy lanh với hai piston thường có đường kính chiều tác dụng là trái chiều nhau) nên Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi mô-men ma sát hai guốc tạo cho tang trống là khác tính chất tách/siết mặc dù lưc ép xy lanh kép tạo là giống hoàn toàn b Cơ cấu phanh trống – guốc loại Cơ cấu phanh trống – guốc loại là loại trống – guốc có cấu ép xy lanh đơn và có hai điểm tưa cố định của tâm quay guốc được bố trí khác phía Đây là loại cấu phanh kiểu tang trống có tính đối xứng hoàn toàn về phương diện kết cấu qua tâm quay bánh xe (Hình 1–3) Vì vây, mô-men ma sát của tang trống được tạo hai guốc có giá trị hoàn toàn giống Hình 1–3 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 1- Xy lanh; 2- Lò xo tỳ piston lên guốc; 3- Piston; 4- Lò xo hồi vị guốc phanh; 5- Guốc phanh; 6- Chốt tỳ cố định; 7- Má phanh Trong đó: N1, N2: Áp lưc pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh P, P1, P2: Lưc ép từ piston tác dụng lên guốc phanh fN1, fN2: Lưc ma sát rt: Bán kính tang trống a: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lưc ép P1 b: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lưc ép P2 e: Khoảng cách từ chốt tỳ cố định đến phương lưc ma sát fN 1, fN2 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Cơ cấu phanh loại này có các đặc điểm sau (Hình 1–3): - Hai guốc sử dụng hai cấu ép riêng biệt hai xy lanh đơn bố trí về hai phía khác - Hai guốc của cấu phanh có tâm quay của điểm tưa cố định được bố trí về hai phía khác c Cơ cấu phanh trống – guốc loại Cơ cấu phanh trống – guốc loại là loại trống – guốc có cấu ép xy lanh kép và cường hóa Đây là loại cấu phanh kiểu tang trống đặc biệt, có tính đối xứng về phương diện kết cấu qua mặt phẳng đối xứng (Hình 1–4) Tuy vậy, mô-men ma sát của tang trống được tạo hai guốc có giá trị tăng lên đáng kể nhờ guốc này cường hóa cho guốc mặc dù các thông số bản của cấu phanh không thay đổi so với hai loại Hình 1–4 Cơ cấu phanh trống – guốc loại (loại cường hóa) 1- Xy lanh; 2- Lò xo tỳ piston lên guốc; 3- Piston; 4- Lò xo hồi vị guốc phanh; 5- Guốc phanh; 6- Chốt tư cường hóa; 7- Má phanh Trong đó: N1, N2: Áp lưc pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh P, P1, P2: Lưc ép từ piston tác dụng lên guốc phanh fN1, fN2: Lưc ma sát rt: Bán kính tang trống a: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lưc ép P b: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lưc ép P2 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Cơ cấu phanh loại này có các đặc điểm sau (Hình 1–4): - Đầu của hai guốc sử dụng chung một xy lanh kép để tạo lưc ép chính cho hai guốc - Đầu dưới của hai guốc được nối với cường hóa tùy động - Mỗi guốc của cấu phanh đều có thêm một tâm quay tùy động được bố trí phía với xy lanh kép d Cơ cấu phanh trống – guốc loại Cơ cấu phanh trống – guốc loại là loại trống – guốc có cấu ép gồm hai xy lanh ép và guốc phanh hai bậc tư Đây là loại cấu phanh thuận nghịch và cân (Hình 1–5) Cơ cấu phanh này cho hiệu quả phanh cao cả chuyển động tiến và lùi Hình 1–5 Cơ cấu phanh trống – guốc loại 1- Xy lanh; 2- Lò xo tỳ piston lên guốc; 3- Piston; 4- Lò xo hồi vị guốc phanh; 5- Guốc phanh; 6- Má phanh Trong đó: N1, N2: Áp lưc pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh P, P1, P2: Lưc ép từ piston tác dụng lên guốc phanh fN1, fN2: Lưc ma sát rt: Bán kính tang trống a: Khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến phương lưc ép P1 Cơ cấu phanh loại này có các đặc điểm sau (Hình 1–5): - Các guốc phanh có hai bậc tư và không có điểm quay cố định 10 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi 3.3 TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU PHANH Để xác định được quãng đường phanh thưc tế cần nghiên cứu quá trình phanh qua các đồ thị thưc nghiệm thể hiện quan hệ giữa lưc phanh P p sinh bánh xe với thời gian t Giản đồ phanh nhận được thưc nghiệm và qua giản đồ phanh có thể phân tích và thấy được bản chất của quá trình phanh Hình 3-11 Giản đồ phanh Điểm O hình 3-11 ứng với lúc người lái nhìn thấy chướng ngại phía trước và nhận thức được cần phải phanh t1 – Thời gian phản xạ của người lái tức là từ lúc nhìn thấy chướng ngại vật cho đến lúc tác dụng vào bàn đạp phanh, thời gian này phụ thuộc vào trình độ của người lái Thời gian t1 thường nằm giới hạn t1 = 0,3 ÷ 0,8s Chọn t1 = 0,35s t2 – Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tức là từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến má phanh ép sát vào tang trống phanh Thời gian này đối với phanh dầu là t2 = 0,03s t3 – Thời gian tăng lưc phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần Thời gian này đối với phanh dầu là t3 = 0,2s t4 – Thời gian phanh hoàn toàn ứng với lưc phanh cưc đại t5 – Thời gian nhả phanh, lưc phanh giảm đến Thời gian này có giá trị = 0,2s đối với phanh dầu t5 71 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Khi ô tô dừng hoàn toàn mới nhả phanh thì thời gian t không ảnh hưởng gì đến quãng đường phanh nhỏ nhất Như quá trình phanh thưc tế người lái nhận được tín hiệu cho đến ô tô dừng hẳn kéo dài thời gian t sau: t=t1 +t +t +t (3.42) 3.3.1 Gia tốc chậm dần phanh Gia tốc chậm dần phanh là một những tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ô tô Khi phân tích các lưc tác dụng lên ô tô có thể viết phương trình cân lưc kéo phanh ô tô sau: Pj =Pp +Pfω+P η+P i ±P Trong đó: (3.43) Pj – Lưc quán tính sinh phanh ô tô Pp – Lưc phanh sinh các bánh xe Pf – Lưc cản lăn Pω – Lưc cản không khí Pη – Lưc để thắng tiêu hao cho ma sát khí Pi – Lưc cản lên dốc Thưc nghiệm chứng tỏ các lưc P f, Pω, Pη cản lại sư chuyển động của ô tô có giá trị rất bé so với lưc phanh Pp Lưc phanh Pp chiếm đến 98% của tổng các lưc có xu hướng cản sư chuyển động của ô tô Vì thế có thể bỏ qua các lưc P f, Pω, Pη phương trình (3.43) và ô tô phanh đường nằm ngang (Pi = 0), ta có phương trình: Pj =Pp (3.44) Lưc phanh lớn nhất Ppmax được xác định theo điều kiện bám các bánh xe bị phanh hoàn toàn và đồng thời theo biểu thức: Ppmax =φ.G (3.45) Từ phương trình (3.44), ta có thể viết: δi Trong đó: G jpmax =φ.G g (3.46) δi – Hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ô tô Từ biểu thức (3.46) có thể xác định gia tốc chậm dần cưc đại phanh: jpmax = φ.G δi (3.47) 72 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Coi δ i ≈ và gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 thì ta có gia tốc chậm dần cưc đại phanh ngặt đường nhưa tốt, khô, nằm ngang là: j p max = 0,58.9,81 = 5, [m/s2] Theo tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành đường (Bộ GTVT Việt Nam qui định, 2000) (bảng 3-4), ta có [j pmax] ≥ 5,8 Vì ô tô điện Hitachi chủ yếu hoạt động các khu du lịch và sân golf nên sư chênh lệch rất nhỏ so với tiêu chuẩn lưu hành đường bộ là có thể chấp nhận được 3.3.2 Thời gian phanh Thời gian phanh cũng là một các tiêu để đánh giá chất lượng phanh Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt Để xác định thời gian phanh có thể sử dụng biểu thức sau: j= dvφ.g = dtδ Þdt= (3.48) i δi dv φ.g Muốn xác định thời gian phanh nhỏ nhất cần tích phân dt giới hạn từ thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v tới thời điểm ứng với vận tốc v cuối quá trình phanh: v1 δi δ dv= i ( v1 -v ) φ.g φ.g v2 t = ∫ (3.49) Khi phanh ô tô đến lúc dừng hẳn thì v2 = 0, đó: t = Trong đó: δi v1 φ.g (3.50) v1 – Vận tốc của ô tô ứng với thời điểm kết thúc giai đoạn t3 Mặt khác ta có: dv = j.dt v1 t3 v0 ⇒ ∫ dv = − ∫ jmax t.dt t2 j t ⇒ v1 − v0 = − max t3 t3 =− jmax t3 73 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi ⇒ v1 = v0 − Theo [1]: j p max t3 (3.51) vo = 30km/h Nhưng Vmax của xe là 25 km/h  vo = 25km/h = 6,94 [m/s] Thay các số liệu vào công thức (5.32), ta có: v1 = 6,94 − 5, 7.0, = 6,37 [m/s] Thay các số liệu vào công thức (3.50), ta có: tmin = 6,37 = 1,12 [s] 0,58.9,81 Vậy thời gian phanh thưc tế là: t = 0,35 + 0, 03 + 0, + 1,12 = 1, [s] 3.3.3 Quãng đường phanh Quãng đường phanh là tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ô tô Cũng vì mà tính kỹ thuật của ô tô, các nhà máy chế tạo thường cho biết quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ vo đến v1 Ta có: ds dt ⇒ ds = v.dt v=  j p max t  ds =  vo − ÷dt  t3 ÷   (3.52) Tích phân hai vế ta được:  j p max t  j t ds = ∫  vo − ÷dt ⇒ s1 = so + vo t2 − p max ∫ 0 t3 ÷ so   s1 t3 ⇒ s1 = vo t2 + vo t3 − j p max t3 (3.53) Thay các số liệu vào ta có: 74 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi 5, 7.0, 22 s1 = 6,94.0, 03 + 6,94.0, − ⇒ s1 = 1,56 [m] Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh v2 = Tương tư quãng đường phanh ứng với vận tốc vo đến v1 ta được: s2 = v12 2.ϕ g ⇒ s2 = (3.54) 6,37 2.0,58.9,81 ⇒ s2 = 3,57 [m] Vậy quãng đường phanh thưc tế là: s p = s1 + s2 ⇒ s p = 1,56 + 3, 57 = 5,13 [m] So sánh với tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành đường (Bộ GTVT Việt Nam qui định, 2000) (bảng 3-4), ta có s p 7,5m Quãng đường phanh m, không lớn Gia tốc chậm dần cưc đại m/s2, không nhỏ 7,2 5,8 9,5 5,0 11 4,2 75 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi 76 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Chương NHỮNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ ĐIỆN HITACHI 4.1 NHỮNG CÔNG VIỆC BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH Bảo dưỡng ô tô là công việc dư phòng được tiến hành bắt buộc sau một chu kỳ vận hành nhất định khai thác ô tô theo nội dung công việc đã quy định nhằm trì trạng thái kỹ thuật của ô tô Bảo dưỡng ô tô còn là biện pháp giúp chủ phương tiện hoặc người lái xe ô tô thưc hiện trách nhiệm trì tình trạng kỹ thuật của phương tiện theo tiêu chuẩn quy định tham gia giao thông đường bộ giữa hai kỳ kiểm định quy định tại Khoản 5, Điều 50, Luật giao thông đường bộ Tùy theo cấp bảo dưỡng mà mức độ có khác Bảo dưỡng chia làm hai cấp (theo quyết định số 992/2003/QĐBGTVT ngày 9/4/2003) Đó là: - Bảo dưỡng hàng ngày - Bảo dưỡng định kỳ Trong các hệ thống ô tô thì hệ thống phanh giữ vai trò rất quan trọng Nó dùng để giảm tốc độ chuyển động dừng và giữ xe trạng thái đứng yên Vì bất kỳ một hư hỏng nào cũng làm mất an toàn và có thể gây tai nạn xe vận hành.Vì vậy, để đảm bảo hệ thống phanh hoạt động tốt và ổn định thì công việc kiểm tra phải được thưc hiện thường xuyên và định kỳ 4.1.1 Bảo dưỡng hàng ngày Bảo dưỡng hàng ngày lái xe, phụ xe hoặc công nhân trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và được thưc hiện trước hoặc sau xe hoạt động hàng ngày cũng thời gian vận hành Nếu kiểm tra thấy tình trạng xe bình thường thì mới chạy xe Nếu phát hiện có sư không bình thường thì phải tìm và xác định rõ nguyên nhân Phương pháp tiến hành kiểm tra chủ yếu là dưa vào quan sát, nghe ngóng, phán đoán và dưa vào kinh nghiệm tích lũy được Yêu cầu thời gian kiểm tra phải ngắn Việc bảo dưỡng hàng ngày hệ thống phanh bao gồm các công việc sau: - Kiểm tra đèn phanh cách mở máy, đạp phanh xem đèn phanh có sáng hay không và nhả chân phanh nếu đèn tắt thì đèn phanh hoạt động tốt - Kiểm tra các đường ống dẫn dầu và các co nối xem ống dẫn dầu phanh có chỗ nào rò rỉ hay không Nếu có vấn đề thì phải tiến hành khắc phục 77 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi - Kiểm tra hành trình tư của bàn đạp phanh và hiệu lưc của hệ thống phanh Nếu hành trình tư nhỏ gây bó phanh còn nếu hành trình tư lớn giảm hiệu quả phanh Hành trình tư của bàn đạp nằm khoảng ÷ [mm] - Kiểm tra mức dầu phanh xem có thiếu hay không Nếu thiếu thì phải bổ sung thêm 4.1.2 Bảo dưỡng định kỳ Bảo dưỡng định kỳ công nhân trạm bảo dưỡng chịu trách nhiệm và thưc hiện sau một chu kỳ hoạt động của ô tô, xác định quãng đường xe chạy hoặc thời gian khai thác Công việc kiểm tra thường dùng thiết bị chuyên dùng Chu kỳ bảo dưỡng định kỳ được tính theo quãng đường hoặc thời gian khai thác của ô tô, tùy theo định ngạch nào đến trước Đối với những ô tô có hướng dẫn khai thác sử dụng của hãng sản xuất thì chu kỳ bảo dưỡng định kỳ phải tính theo quy định của nhà chế tạo Việc kiểm tra, chẩn đoán ô tô được tiến hành trạng thái tĩnh hoặc trạng thái động (có thể lăn bánh) Việc bảo dưỡng định kỳ hệ thống phanh bao gồm các công việc sau: Kiểm tra, chẩn đoán ô tô trạng thái tĩnh: - Kiểm tra đèn phanh - Kiểm tra áp suất dầu, trạng thái làm việc và độ kín khít của tổng phanh - Kiểm tra, bổ sung dầu phanh - Kiểm tra, xiết chặt các đầu nối của đường ống dẫn dầu Đảm bảo kín, không có rò rỉ toàn bộ hệ thống - Kiểm tra hành trình tư của bàn đạp có đúng tiêu chuẩn không Tiêu chuẩn của hành trình tư nằm khoảng ÷ [mm] (theo tài liệu tham khảo [4]) - Kiểm tra trạng thái làm việc của bộ trợ lưc phanh của hệ thống phanh dầu có trợ lưc chân không - Kiểm tra má phanh và đĩa phanh xem có bị lỏng, hư hỏng hay mòn quá giới hạn quy định không Nếu lỏng phải tiến hành xiết chặt và má phanh mòn quá tiêu chuẩn thì phải thay Giới hạn mòn của má phanh trước và sau không được nhỏ [mm] (theo tài liệu tham khảo [4]) - Kiểm tra xy lanh phanh chính và xy lanh bánh xe hệ thống phanh dầu Đồng thời kiểm tra mức dầu bầu chứa của xy lanh phanh chính 78 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi - Kiểm tra hiệu quả của phanh dừng, kiểm tra lưc phanh bánh xe cách kiểm tra bệ thử nếu không nhỏ 16% trọng lượng ô tô thì đạt yêu cầu Nếu không đạt tiêu chuẩn cần phải điều chỉnh lại - Kiểm tra, đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh Kiểm tra kỹ lưỡng hệ thống phanh xe trạng thái tĩnh và phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật Đồng thời trước cho xe chạy chính thức mặt đường để điều chỉnh và thử hệ thống phanh cần cho xe chạy chậm tớc đợ 10 ÷ 15 [km] đạp thử phanh chân bỏ hờ tay lái xem hệ thống phanh chân có ăn tốt không hệ thống tay lái có làm lệch xe phanh không Sau hai yêu cầu đã đảm bảo thì mới tiến hành kiểm tra hệ thống phanh trạng thái động cách cho xe chạy: - Kiểm tra hệ thống phanh chân: + Cho xe chạy mợt quãng dài khoảng 15 ÷ 20 [km] từ từ dừng lại (không sử dụng phanh chân) Xuống sờ các đĩa phanh nếu thấy nóng tức là điều chỉnh khe hở bị bó sát cần điều chỉnh lại khe hở giữa má phanh và đĩa phanh - Kiểm tra hiệu lưc của phanh ôtô chuyển động Trong trường hợp này cần tăng tốc độ của ôtô lên tới 25 (km/h) và đạp phanh hãm ôtô để kiểm tra 4.2 CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Bảng 4–1 Các hư hỏng của cấu phanh đĩa, nguyên nhân và cách khắc phục [4] Hiện tượng Nguyên nhân Rò rỉ dầu hệ thống phanh Bàn đạp Không khí lọt vào hệ thống phanh thấp hoặc bị Phớt piston bị hỏng hoặc mòn hẫng Xy lanh chính hỏng Bó phanh Hành trình tư bàn đạp phanh không đúng Hành trình của cần phanh tay không đúng Dây cáp phanh tay bị đứt Má phanh nứt hoặc biến dạng Piston xy lanh phanh bị kẹt Cách khắc phục - Sửa chữa - Xả khí - Thay mới - Thay mới - Điều chỉnh lại - Điều chỉnh lại - Sửa chữa - Thay mới - Sửa chữa - Sửa chữa - Thay mới Bầu trợ lưc chân không bị hở 79 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Xy lanh chính bị hỏng Rò rỉ dầu hệ thống phanh - Xả khí Má phanh mòn, nứt hoặc biến dạng - Thay mới Má phanh dính dầu - Làm sạch Đĩa phanh bị trầy xước - Thay mới - Sửa chữa - Thay mới Má phanh dính bụi bẩn, dính dầu - Làm sạch Đĩa phanh bị trầy xước Có tiếng ồn từ phanh Không khí lọt vào hệ thống phanh Bầu trợ lưc chân không bị hở Má phanh nứt hoặc biến dạng Đạp phanh nặng phanh không hiệu quả - Sửa chữa - Thay mới Tấm kẹp giữ má phanh bị lỏng - Sửa chữa hoặc thay Má phanh mòn, cữ thị báo mòn cọ vào mới đĩa - Thay mới Thiếu hoặc mất đệm chống rít Bu lông giữ giá xy lanh bị lỏng - Siết chặt lại Ống trượt dẫn hướng bị hỏng, mòn Má phanh dính dầu - Thay mới - Làm sạch Má phanh nứt hoặc biến dạng Sư lệch phanh - Thay mới - Thay mới Áp suất lốp trái và phải không đều - Điều chỉnh lại Piston xy lanh phanh bị kẹt - Sửa chữa Đĩa phanh bị trầy xước - Thay mới Áp lưc lốp xe bên phải và trái không đều - Điều chỉnh lại 80 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi KẾT LUẬN Sau ba tháng tập trung nghiên cứu và làm việc nghiêm túc dưới sư hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS.Lê Văn Tụy, em đã hoàn thành xong đồ án tớt nghiệp của mình, với đề tài “Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh tơ điện hitachi” Phần đầu đồ án em giới thiệu chung về hệ thống phanh ô tô Qua phần này, em đã hiểu rõ được tầm quan trọng của hệ thống phanh ô tô cũng biết được các loại cấu, các kiểu dẫn động phanh ô tô hiện Phần tiếp theo em trình bày tổng thể về ô tô điện Hitachi Từ đây, em đã tiến hành khảo sát các hệ thống ô tô để hiểu rõ về kết cấu của ô tô điện Hitachi, Và quan trọng hết, em đã nghiên cứu và nắm được nguyên lý cũng kết cấu của hệ thống phanh ô tô điện Hitachi, phục vụ cho quá trình tính toán kiểm nghiệm về sau Phần trọng tâm của đồ án em sâu vào tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh Trong phần này, từ những số liệu đo được trưc tiếp từ ô tô điện Hitachi, em tiến hành tính toán kiểm nghiệm các thông số hệ thống phanh ô tô so với các thông số thiết kế và các tiêu về hiệu quả phanh Bộ GTVT Việt Nam quy định Sau là cách kiểm tra trình trạng kỹ thuật và biện pháp khắc phục hư hỏng của hệ thống phanh Em đã được biết thêm về các công việc bảo dưỡng cũng các biện pháp khắc phục những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh Tuy nhiên thời gian hạn chế, nhiều kiến thức chưa được trang bị thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo hạn chế, kiến thức thưc tế còn nhiều thiếu sót nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót Vậy em mong quý thầy cô quan tâm góp ý Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã bổ sung được thêm nhiều kiến thức chuyên ngành về các hệ thống ô tô và đặc biệt là hệ thống phanh Đồng thời, em cũng nâng cao được những kiến thức về vốn tiếng Anh và công nghệ thông tin phục vụ cho công tác sau này Qua đó bản thân em cần phải cố gắng học hỏi nữa để đáp ứng yêu cầu của người cán bộ kỹ thuật ngành động lưc 81 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Thái Phạm Minh, Nguyễn Văn Tài, và Lê Thị Vàng “Lý Thuyết Ơ Tơ Máy Kéo” Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật; 1996 [2] Ngũn Hoàng Việt “Kết cấu, tính tốn thiết kế ô tô” Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2009 [3] Lê Văn Tụy “Hướng dẫn tính tốn thiết kế hệ thống phanh ô tô” Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2010 [4] Trần Thanh Hải Tùng “Chẩn đoán kỹ thuật động cơ” Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, 2010 82 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ABS (Anti-lock Braking System): Hệ thống chống bó cứng bánh xe ECU (Electronic Control Unit): Bộ xử lý và điều khiển điện tử trung tâm EBS (Electronic Brake System): Hệ thống phanh điều khiển điện tử Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi MỤC LỤC Trang CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………… Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu .2 1.1.3 Phân loại .4 1.2 KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH 1.2.1 Cơ cấu phanh .5 1.2.1.1 Cơ cấu phanh loại trống – guốc 1.2.1.2 Cơ cấu phanh loại đĩa 12 1.2.1.3 Cơ cấu phanh loại dải 15 1.2.2 Dẫn động phanh 16 1.2.2.1 Dẫn động thủy lực 16 1.2.2.2 Dẫn động khí nén 23 1.2.2.3 Dẫn động liên hợp 25 1.2.2.4 Dẫn động có điều khiển ABS 27 1.2.3 Phanh dừng hệ thống phanh phụ 31 1.2.3.1 Phanh dừng 31 1.2.3.2 Hệ thống phanh phụ 31 Chương GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ Ô TÔ ĐIỆN HITACHI .33 2.1 CÁC THÔNG SỐ KỸ TḤT CHÍNH CỦA Ơ TƠ ĐIỆN HITACHI 33 2.2 KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ ĐIỆN HITACHI .34 2.2.1 Động điện hệ thống điều khiển điện ô tô 34 2.2.2 Hệ thống treo 34 2.2.3 Hệ thống lái 35 2.2.4 Hệ thống phanh .36 2.2.4.1 Đặc tính kỹ thuật hệ thống phanh ô tô điện Hitachi .36 Chương TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ ĐIỆN HITACHI 45 3.1 TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH 45 3.1.7 Tính tốn kiểm tra thơng số liên quan khác cấu phanh 62 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi 3.1.7.1 Tính tốn kiểm tra cơng trượt riêng 62 3.1.7.2 Tính tốn kiểm tra nhiệt độ hình thành ở cấu phanh 63 3.2 TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM DẪN ĐỢNG PHANH THỦY LỰC: 64 3.2.1 Hành trình dịch chuyển đầu piston xi lanh cơng tác cấu ép64 3.2.2 Hành trình dịch chuyển piston xi lanh 64 3.2.3.1 Tỷ số truyền bàn đạp ibđ : 65 3.2.3.2 Hành trình bàn đạp Sbđ : .66 3.2.4 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh chưa tính trợ lực : 67 3.2.5 Lực trợ lực cần thiết trợ lực: 67 Mô-men điện từ lớn nhất mà motor điện cần tạo nên nhỏ, phù hợp với loại motor điện có công suất nhỏ lắp đặt ô tô điện Hitachi .70 3.3 TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM CÁC CHỈ TIÊU PHANH 71 3.3.1 Gia tốc chậm dần phanh 72 3.3.2 Thời gian phanh 73 3.3.3 Quãng đường phanh .74 Chương NHỮNG HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ ĐIỆN HITACHI 77 4.1 NHỮNG CÔNG VIỆC BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH 77 4.1.1 Bảo dưỡng hàng ngày 77 4.1.2 Bảo dưỡng định kỳ 78 4.2 CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 79 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 83 ... 34 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Hình 2-2 Hệ thống treo ô tô điện Hitachi a -Hệ thống treo cầu trước; b -Hệ thống treo cầu sau Hệ thống treo ô tô điện. .. 37 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi 2.2.4.2 Sơ ? ?ô? ? nguyên lý hoạt dộng hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Hệ thống phanh ô tô điện Hitachi gồm : - Hệ thống phanh. . .Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô điện Hitachi Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH 1.1.1 Công dụng Hệ thống phanh