Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe Ford Everest

LỜI NÓI ĐẦULà sinh viên ngành kỹ thuật, việc làm đồ án môn học là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên. Và đặc biệt, để kết thúc khóa học, mỗi sinh viên cần phải hoàn thành được đồ án tốt nghiệp với những kiến thức đã được học cũng như học hỏi thêm từ các tài liệu sẵn có. Đồ án tốt nghiệp có khối lượng lớn hơn, yêu cầu các sinh viên phải thật sự chăm chỉ, chịu khó tìm, đọc các tài liệu và vận dụng các kiến thức đã học thì mới hoàn thành được. Và mỗi sinh viên khi làm đồ án tốt nghiệp cần có một lịch trình làm việc cụ thể để có thể hoàn thành kịp tiến độ đã đặt ra.Với sự phát triển của kinh tế hiện nay và nhu cầu của con người, kéo theo sự gia tăng phương tiện ô tô tham gia giao thông thì mức độ an toàn cho con người khi tham gia giao thông là rất cần thiết. Là sinh viên ngành cơ khí động lực, việc khảo sát và tính toán hệ thống phanh rất bổ ích. Yêu cầu em phải nắm vững kiến thức về cấu tạo và nguyên lý làm việc của các chi tiết, bộ phận trong hệ thống, từ đó giúp em có thể vận dụng các kiến thức đó trong hiện tại và tương lai để đề ra các phương án thiết kế, cải tạo hệ thống phanh sao cho tăng tính ổn định, tính năng dẫn hướng và hiệu quả phanh là cao nhất để đảm bảo an toàn cho con người khi tham gia giao thông.Với mục đích đó em đã chọn đề tài “Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe Ford Everest” để làm đề tài tốt nghiệp. Em hi vọng các thầy cô có thể tận tình giúp đỡ, giải đáp các thắc mắc để em có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp và kết thúc khóa học đạt kết quả tốt.Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2015Sinh viên thực hiệnLê Tiến Việt CHƯƠNG 1. MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀICùng với sự phát triển của nền kinh tế hiện nay, ngành công nghiệp ô tô cũng đang thay đổi theo hướng tích cực hơn. Với sự gia tăng về số lượng xe lưu thông hiện nay, những thay đổi, cải tiến hiện đại hơn của các cơ cấu, hệ thống trên xe ôtô là rất cần thiết. Số lượng xe lưu thông nhiều, tốc độ xe ngày càng được thay đổi theo hướng nhanh hơn, mạnh mẽ hơn nên vấn đề an toàn cho người sử dụng luôn được ưu tiên hàng đầu.Hiện nay, các nhà sản xuất vẫn luôn tìm ra các phương án để cải tiến, nâng cao chất lượng của hệ thống phanh để đảm bảo mức độ an toàn cho người sử dụng đến mức tối đa, từ đó để chiếm lấy lòng tin của khách hàng đối với hãng xe của mình.Đối với em là sinh viên ngành cơ khí động lực thì việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu các cơ cấu hệ thống là rất cần thiết, mà cụ thể ở đây là hệ thống phanh. Để hiểu rõ hơn về kết cấu và nguyên lý của các bộ phận, cụm chi tiết và từng chi tiết cụ thể trong hệ thống phanh em đã chọn đề tài “ Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe Ford Everest”. Qua việc khảo sát và tính toán này, em có thể xác định được kết quả các thông số kết cấu của hệ thống phanh thông qua các công thức tính toán hệ thống phanh, đồng thời cũng giúp em quen dần với việc tính toán hệ thống phanh hơn, để từ đó em biết được khả năng của bản thân trong việc tính toán, tìm hiểu về một hệ thống trên ô tô như thế nào.Em hi vọng với đề tài này em có thể tập trung lại những kiến thức cần thiết về hệ thống phanh để phục vụ cho bản thân trong việc nghiên cứu về hệ thống phanh của các loại xe ôtô sau này, cũng như để làm tài liệu có ích cho công việc trong tương lai.CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH2.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu2.1.1. Công dụngHệ thống phanh dùng để: Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó. Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt đường dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng: Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo 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 xe.2.1.2. 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 hóa. Giữ cho ô tô máy kéo 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 cần thiết 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 hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh là: 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 tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách – lớn hơn 5 tấn) hoặc 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 trong giới hạn cho phép khi xuống dốc.+ Để giảm dần tốc độ của ôtô 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 tin cậy lớn. Phân phối momen phanh lên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của 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 xe có trọng lượng toàn bộ lớn.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 hệ 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 chính 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% giá trị 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 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 các 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 System – ABS).2.1.3. Phân loại Theo 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 guốc (hình 21a 5), phanh đĩa (hình 21b 5) và phanh dải (hình 21c 5). Theo loại dẫn động phanh, 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 21. Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chínha Phanh trống guốc; b Phanh đĩa; c Phanh dải;2.2. Cơ cấu phanhLà 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 phận điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận để 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.2.2.1. Cơ cấu phanh loại trống – guốc2.2.1.1. Thành phần và cấu tạoĐây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất. Cấu tạo gồm: Trống phanh: là một trống quay hình trụ gắn với moay ơ bánh xe Các guốc phanh: trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh). Mâm phanh: là một đĩa cố định, bắt chặt với dầm cầu. Là nơi lắp đặt và định vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh. Cơ cấu ép: khi phanh, cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động, sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo nên lực ma sát phanh bánh xe lại. Bộ phận điều chỉnh khe hở và xả khí (chỉ có đối với dẫn động thủy lực).2.2.1.2. Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giáSố bậc tự do của guốc phanhSố lượng cơ cấu épLoại cơ cấu épXi lanh thủy lựcCamChêmMột1 2 Hai1 2 Hình 22. Các sơ đồ phanh trống guốcCó rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh như hình 22 5. Các sơ đồ này khác nhau ở: Dạng và số lượng cơ cấu ép. Số bậc tự do của các guốc phanh. Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép.Và do vậy, khác nhau ở: Hiệu quả làm việc. Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc. Gía trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe. Mức độ phức tạp của kết cấu. (a)(b) (c)(d)Hình 23. Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tác dụnga Ép bằng cam; b Ép bằng xi lanh thủy lực; c Hai xi lanh ép, guốc phanh một bậc tự dod Hai xi lanh ép, guốc phanh hai bậc tự doHiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các sơ đồ trên hình 23a và 23b. Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự do, quay quanh hai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép. Sau đó là đến các sơ đồ hình 23c và 23d.Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sử dụng ba chỉ tiêu riêng đặc trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh, là: tính thuận nghịch, tính cân bằng và hệ số hiệu quả. Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị momen phanh do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức chiều chuyển động của ô tô. Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ lên cụm ổ trục của bánh xe.

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

1 ABS Antilock Braking System Hệ thống chống hãm cứng

bánh xe

2 ECU Electronic Control Unit Bộ điều khiển điện tử

3 EBD Electronic Brake-force

Distribution

Hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử

5 LED Light Emitting diode Điốt phát quang

6 TDCi Turbo Direct Common Rail

LỜI NÓI ĐẦU

Là sinh viên ngành kỹ thuật, việc làm đồ án môn học là không thể thiếu đối vớimỗi sinh viên Và đặc biệt, để kết thúc khóa học, mỗi sinh viên cần phải hoàn thànhđược đồ án tốt nghiệp với những kiến thức đã được học cũng như học hỏi thêm từcác tài liệu sẵn có Đồ án tốt nghiệp có khối lượng lớn hơn, yêu cầu các sinh viênphải thật sự chăm chỉ, chịu khó tìm, đọc các tài liệu và vận dụng các kiến thức đãhọc thì mới hoàn thành được Và mỗi sinh viên khi làm đồ án tốt nghiệp cần có mộtlịch trình làm việc cụ thể để có thể hoàn thành kịp tiến độ đã đặt ra

Với sự phát triển của kinh tế hiện nay và nhu cầu của con người, kéo theo sự giatăng phương tiện ô tô tham gia giao thông thì mức độ an toàn cho con người khitham gia giao thông là rất cần thiết Là sinh viên ngành cơ khí động lực, việc khảosát và tính toán hệ thống phanh rất bổ ích Yêu cầu em phải nắm vững kiến thức vềcấu tạo và nguyên lý làm việc của các chi tiết, bộ phận trong hệ thống, từ đó giúp

em có thể vận dụng các kiến thức đó trong hiện tại và tương lai để đề ra các phương

án thiết kế, cải tạo hệ thống phanh sao cho tăng tính ổn định, tính năng dẫn hướng

và hiệu quả phanh là cao nhất để đảm bảo an toàn cho con người khi tham gia giaothông

Với mục đích đó em đã chọn đề tài “Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệthống phanh xe Ford Everest” để làm đề tài tốt nghiệp Em hi vọng các thầy cô cóthể tận tình giúp đỡ, giải đáp các thắc mắc để em có thể hoàn thành được đồ án tốtnghiệp và kết thúc khóa học đạt kết quả tốt

Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm2015

Sinh viên thực hiện

Lê Tiến Việt

CHƯƠNG 1 MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế hiện nay, ngành công nghiệp ô tô cũngđang thay đổi theo hướng tích cực hơn Với sự gia tăng về số lượng xe lưu thônghiện nay, những thay đổi, cải tiến hiện đại hơn của các cơ cấu, hệ thống trên xe ôtô

là rất cần thiết Số lượng xe lưu thông nhiều, tốc độ xe ngày càng được thay đổitheo hướng nhanh hơn, mạnh mẽ hơn nên vấn đề an toàn cho người sử dụng luônđược ưu tiên hàng đầu

Hiện nay, các nhà sản xuất vẫn luôn tìm ra các phương án để cải tiến, nâng caochất lượng của hệ thống phanh để đảm bảo mức độ an toàn cho người sử dụng đếnmức tối đa, từ đó để chiếm lấy lòng tin của khách hàng đối với hãng xe của mình.Đối với em là sinh viên ngành cơ khí động lực thì việc khảo sát, thiết kế, nghiêncứu các cơ cấu hệ thống là rất cần thiết, mà cụ thể ở đây là hệ thống phanh Để hiểu

rõ hơn về kết cấu và nguyên lý của các bộ phận, cụm chi tiết và từng chi tiết cụ thểtrong hệ thống phanh em đã chọn đề tài “ Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệthống phanh xe Ford Everest” Qua việc khảo sát và tính toán này, em có thể xácđịnh được kết quả các thông số kết cấu của hệ thống phanh thông qua các công thứctính toán hệ thống phanh, đồng thời cũng giúp em quen dần với việc tính toán hệthống phanh hơn, để từ đó em biết được khả năng của bản thân trong việc tính toán,tìm hiểu về một hệ thống trên ô tô như thế nào

Em hi vọng với đề tài này em có thể tập trung lại những kiến thức cần thiết về

hệ thống phanh để phục vụ cho bản thân trong việc nghiên cứu về hệ thống phanhcủa các loại xe ôtô sau này, cũng như để làm tài liệu có ích cho công việc trongtương lai

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 2.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:

- Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo 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 năngsuất vận chuyển của xe

2.1.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợpnguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàncho hành khách và hàng hóa

- Giữ cho ô tô máy kéo 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 khiquay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điềukiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đònđiều khiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệthống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh là:

- 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 làphanh chân

- Phanh dừng: còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ khidừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng tay đònnên còn gọi là phanh tay.

- Phanh chậm dần: trên các ô tô tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn bộlớn hơn 12 tấn; xe khách – lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi, thườngxuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư là phanhchậm dần, dùng để:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ô tô không tăng trong giới hạn cho phépkhi xuống dốc

+ Để giảm dần tốc độ của ôtô trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng củanhau 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 thànhcác dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việcbình thường

Để có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ tin cậy lớn

- Phân phối momen phanh lên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộtrọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệthuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn độngkhí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượngtoàn bộ lớn

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển đượcđúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuậngiữa 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 lựcphanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện chính sau:

- Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sailệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất

- Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì: Cácbánh xe trước trượt sẽ làm 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 các yêu cầu này, trên ô tô hiện đại người ta sử dụng các bộ điềuchỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System –ABS)

2.2 Cơ cấu phanh

Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cơcấu 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 phận điềuchỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận để 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 Mỗidạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt

2.2.1 Cơ cấu phanh loại trống – guốc

2.2.1.1 Thành phần và cấu tạo

Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất Cấu tạo gồm:

- Trống phanh: là một trống quay hình trụ gắn với moay ơ bánh xe

- Mâm phanh: là một đĩa cố định, bắt chặt với dầm cầu Là nơi lắp đặt và định

vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh

- Cơ cấu ép: khi phanh, cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động,

sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạonên lực ma sát phanh bánh xe lại

- Bộ phận điều chỉnh khe hở và xả khí (chỉ có đối với dẫn động thủy lực)

2.2.1.2 Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá

Loại cơ cấu ép

Hình 2-2 Các sơ đồ phanh trống guốc

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh như hình 2-2 [5].Các sơ đồ này khác nhau ở:

- Dạng và số lượng cơ cấu ép

- Số bậc tự do của các guốc phanh

- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép

Và do vậy, khác nhau ở:

- Hiệu quả làm việc

- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc

- Gía trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe

- Mức độ phức tạp của kết cấu

(a) (b)

Hình 2-3 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tác dụng

a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xi lanh thủy lực;

c- Hai xi lanh ép, guốc phanh một bậc tự do d- Hai xi lanh ép, guốc phanh hai bậc tự do

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất làcác sơ đồ trên hình 2-3a và 2-3b Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự do,quay quanh hai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó là đếncác sơ đồ hình 2-3c và 2-3d

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sửdụng ba chỉ tiêu riêng đặc trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh, là: tính thuậnnghịch, tính cân bằng và hệ số hiệu quả

- Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị momen phanh

do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức chiều chuyển động của

ô tô

- Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từguốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ lên cụm

- Các má phanh bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu

- Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòngcung của má phanh trên bán kính rt

Từ sơ đồ ta thấy rằng:

- Lực ma sát tác dụng lên các guốc trước (tính theo chiều chuyển động của xe)

có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động, ép guốc phanh vào trống phanh, nên cácguốc này được gọi là guốc tự siết

- Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốcnày được gọi là guốc tự tách Hiện tượng tự siết và tự tách là một đặc điểm đặctrưng của các cơ cấu phanh guốc

Sơ đồ hình 2-3a có cơ cấu ép cơ khí, dạng cam đối xứng Vì thế độ dịch chuyểncủa các guốc luôn luôn bằng nhau, và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc vàmomen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau

Sơ đồ hình 2-3b dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động hai guốc bằng nhau:

P1 = P2 = P Tuy vậy, do hiện tượng tự siết nên áp lực N1 > N2 và Mp1 > Mp2 Cũng

do N1 > N2, nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn của guốc sau,làm cho các guốc mòn không đều Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấuđôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xi lanh ép cóđường kính làm việc hai phía khác nhau: phía guốc tự siết – đường kính xi lanh nhỏhơn

Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng Nóthường được sử dụng trên các ôtô tải cỡ nhỏ và vừa hoặc ở các bánh sau của ôtô dulịch

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ số hiệu quả của sơ đồ 2-3a:

 1 2

thủy lực (2-3b) sẽ là 116% ÷ 122%, khi có cùng các kích thước chính và hệ số masát giữa má phanh và trống phanh f = 0,30 ÷ 0,33

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu phanh vớihai xi lanh làm việc riêng rẽ Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố tríkhác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết Hiệu quả phanh trongtrường hợp này có thể tăng được 1,6 ÷ 1,8 lần so với cách bố trí bình thường Tuynhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp, tức là cơ cấu không có tính thuậnnghịch.

Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta dùng

cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như hình 2-3d Các guốc phanh của

sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cố định Cơ cấu ép gồm hai xilanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của các guốc phanh

Để nâng cao hiệu quả phanh hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh tựcường hóa Tức là cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sátgiữa một má phanh và trống phanh để cường hóa – tăng lực ép, tăng hiệu quả phanhcho má kia Ví dụ kết cấu như trên hình 2-4 hay các sơ đồ VI đến IX trên hình 2-2

Hình 2-4 Các cơ cấu phanh tự cường hóa

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số hiệu quả

có thể đạt 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép Nhưng momenphanh kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên

ít được sử dụng Xu hướng hiện nay là sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường vớicác guốc có điểm quay cố định, cùng phía Trường hợp cần thiết thì dùng thêm cáctrợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh

Để đánh giá mức độ tự cường hóa, người ta sử dụng hệ số tự cường hóa:

Cơ cấu phanh với cơ cấu ép bằng cam hay chêm và các guốc một bậc tự dokhông có tính chất tự cường hóa (nên Kc = 1)

2.2.2 Cơ cấu phanh loại đĩa

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch (chủ yếu ở các bánhtrước) Gần đây loại phanh này bắt đầu được sử dụng trên một số ôtô vận tải và chởkhách

Phanh đĩa có các loại: kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay, vòng

ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ rãnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hay ghéphai kim loại khác nhau

Trên ôtô sử dụng chủ yếu loại một đĩa quay dạng hở, ít khi dùng loại vỏ quay

Hình 2-5 Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa

Trên hình 2-5 [5] là sơ đồ nguyên lý của cơ cấu phanh dạng đĩa quay hở Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm: đĩa phanh 4 gắn với moay ơ bánh xe, má kẹp 1 trên

đó đặt các xi lanh thủy lực 2 Các má phanh gắn tấm ma sát 3 đặt hai bên đĩa phanh.Khi đạp phanh, các piston của xi lanh lực 2 đặt trên má kẹp 1 sẽ ép các má phanh 3

tỳ sát vào đĩa phanh 4, phanh bánh xe lại

Phanh đĩa có các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống – guốc như sau:

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,05 ÷ 0,15 mm nên rất nhạy, giảm đượcthời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị củachúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạngcủa kết cấu Vì thế, phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe

- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn

- Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với loại đĩa quay.

Tuy vậy, phanh đĩa còn một số nhược điểm hạn chế là:

- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

- Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước

- Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khiđộng cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng đểkết hợp làm phanh dừng

Dẫn động thủy lực hầu như không dùng cho máy kéo nhưng lại thường dùng đểdẫn động phanh của rơ moóc kéo theo sau Trên các máy kéo cỡ lớn thường sử dụngdẫn động khí nén

2.3.2 Các sơ đồ phân dòng chính

Dẫn động hệ thống phanh làm việc với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ítnhất hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì hệ thốngphanh vẫn làm việc được với một hiệu quả xác định nào đó Hiện nay, phổ biến nhất

là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như hình 2-6 [5] Để phân chia cácdòng có thể sử dụng bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xi lanhchính kép hay bộ chia

(d)(e)

Hình 2-6 Các sơ đồ phân dòng

Mỗi sơ đồ đều có các ưu, khuyết điểm riêng

Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:

- Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng

Khi dùng các sơ đồ b, c, d thì hiệu quả phanhgiảm ít hơn Hiệu quả phanh đảm bảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào

đó Tuy vậy, khi dùng sơ đồ b và sơ đồ d, lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảmtính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng Điều này cần phải tính đếnkhi thiết kế hệ thống lái

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũngphức tạp nhất

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đốivới hệ thống phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa momen phanh sinh ravới lực tác dụng lên bàn đạp và hành trình của nó.

- Thời gian chậm tác dụng khi phanh khôngvượt quá 0,6s, khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2s

- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi mộtdòng hỏng, hiệu quả phanh phải còn tối thiểu là 50%

- Khi kéo moóc, nếu moóc tuột khỏi xe thìphải được tự động phanh lại

2.3.3 Dẫn động thủy lực

2.3.3.1 Ưu, nhược điểm

Dẫn động thủy lực có ưu điểm quan trọng là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2 ÷ 0,4s)

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dẫn động chỉbắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh đã ép sát trống phanh

- Hiệu suất cao (η = 0,8 ÷ 0,9)

- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành nhỏ

- Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấuphanh

Nhược điểm của dẫn động thủy lực là:

- Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ nào đó bị rò rỉ thì cả dòng dẫn độngkhông làm việc được

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường phải sử dụng các bộ trợ lực

để giảm lực đạp, làm cho kết cấu phức tạp

- Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bịrung động và momen phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

Với các đặc điểm đó, dẫn động thủy lực được sử dụng rộng rãi trên các ô tô dulịch, ô tô tải cỡ nhỏ hoặc cỡ đặc biệt lớn

- Dẫn động tác động gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lựcngười lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp.

- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên các cơ cấu phanh là

áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực Người lái chỉđiều khiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến các cơcấu phanh tùy theo cường độ phanh yêu cầu

Hình 2-7 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực tác động trực tiếp

1,7- Xy lanh bánh xe;3,4- Piston xy lanh chính;

2,8- Đường ống dẫn dầu đến xy lanh bánh xe; 5- Xy lanh chính; 6- Bàn đạp phanh;

Trên hình 2-7 [5] là sơ đồ dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp Khi người láitác dụng lên bàn đạp phanh 6, piston 4 trong xi lanh chính 5 sẽ dịch chuyển, áp suấttrong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do đó áp suất trongkhoang B cũng tăng theo Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống dẫn 2 và 8 đi đếncác xi lanh bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh

5 6

7

P c

Hình 2-8 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không

1,3- Đường dẫn dầu phanh đến xy lanh bánh xe; 2- Xy lanh chính;

4- Đường nạp động cơ; 5- Van chân không; 6- Lọc; 7- Bàn đạp; 8- Cần đẩy;

9- Van không khí; 10- Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng;

12- Bầu trợ lực chân không

Trên hình 2-8 [5] là sơ đồ dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân không Bầutrợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston 11 Vanchân không 5, làm nhiệm vụ nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắtđường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 9, làm nhiệm vụ cắt đườngthông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang

A với khí quyển khi đạp phanh Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ làm nhiệm vụ đảmbảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua vanmột chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh, van chânkhông 5 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suấtchân không Khi phanh, người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sangphải làm van chân không 5 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn vankhông khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A Độ chênh lệch

áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng)của bầu trợ lực, và qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lêncác piston trong xi lanh chính 2, ép dầu theo các ống dẫn đi đến các xi lanh bánh xe

để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng củavòng cao su 10 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8làm cho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi tức lực trợ lực

không đổi Muốn tăng lực phanh người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 dịchchuyển sang trái làm cho van không khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang

A Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịchchuyển về phía trước so với cần 8, van không khí đóng lại đảm bảo cho độ chênh áphay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt giá trị cực đại thìvan không khí mở hoàn toàn và độ chênh áp hay trợ lực cũng đạt giá trị max

Bộ trợ lực chân không dùng nguồn chân không trên đường nạp động cơ với độchân không khoảng 500 ÷ 600mm thủy ngân nên có hiệu quả thấp và thường được

sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ có động cơ xăng

Hình 2-9 Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực khí nén 1- Bàn đạp; 2- Đòn bẩy; 3- Cụm van khí nén; 4- Bình chứa khí nén;

5- Xi lanh lực; 6- Xi lanh chính; 7- Đường ống dẫn đến các xi lanh bánh xe;

8,10- Xi lanh bánh xe

Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực khí nén biểu diễn trên hình 2-9 [5] Bộ trợ lựcgồm cụm van khí nén 3 nối với bình chứa khí nén 4 và xi lanh lực 5 Trong cụm van

3 có các bộ phận sau:

- Cơ cấu tỷ lệ: Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

- Van nạp: Cho khí nén từ bình chứa đi vào khi đạp phanh

- Van xả: Cho khí nén trong dẫn động thoát ra ngoài khí quyển khi nhả phanh

Hình 2-10 Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực bằng bơm thủy lực

1- Bơm; 2- Van an toàn; 3- Đường cao áp; 4- Đường hồi;

5- Van phân phối; 6- Xi lanh lực;7- Xi lanh chính; 8- Xi lanh bánh xe

Trên hình 2-10 [5] là sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực nhờ bơm thủy lực Hệ thống trợ lực gồm: Bơm 1, van an toàn 2, van phân phối 5 làm kết hợp với xi lanh 6.Trong một số kết cấu có thể không có xi lanh lực riêng mà xi lanh chính 7 kiêm luôn vai trò của nó

Hình 2-11 Sơ đồ dẫn động thủy lực dùng bơm và các bộ tích năng

1- Bàn đạp; 2- Xi lanh chính; 3,4- Van phanh; 5,6- Xi lanh bánh xe;

7,9- Bộ tích năng; 8- Bộ điều chỉnh áp suất tự động kiểu rơle;

10- Van an toàn; 11- Bơm;

Ngoài ra, trên các ô tô tải trọng lớn thường sử dụng dẫn động với bơm và bộ tích năng như hình 2-11 [5]

2.3.4 Dẫn động khí nén

2.3.4.1 Ưu, nhược điểm

Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực, khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thểtiếp tục làm việc được, tuy hiệu quả giảm

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác như: phanh rơmoóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén…

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động

Tuy vậy, dẫn động khí nén có các nhược điểm sau:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn củachất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10 ÷ 15 lần Nên kích thước và khối lượng củadẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

Với các đặc điểm đó, dẫn động khí nén hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các

ô tô cỡ trung bình và lớn, cũng như trên các đoàn xe kéo moóc

2.3.4.2 Các sơ đồ chính

Dẫn động phanh khí nén có ba sơ đồ điển hình, tương ứng với ba trường hợp là:

- Xe ô tô đơn không kéo moóc (hình 2-12 [5])

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc một đường (hình 2-13 [5])

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường (hình 2-14 [5])

Dẫn động một đường có một đường ống nối giữa xe kéo và rơ moóc Dẫn độnghai đường có hai đường ống nối giữa xe kéo và rơ moóc

- Dẫn động phanh trên ô tô đơn:

Hình 2-12 Sơ đồ dẫn động ô tô đơn không kéo moóc 1- Máy nén khí; 2- Van an toàn; 3- Bộ điều chỉnh áp suất;

4- Bộ lắng lọc và tách ẩm; 5- Van bảo vệ kép; 6,10- Các bình chứa khí nén;

7,9- Các bầu phanh xe kéo; 8- Tổng van phân phối;

- Dẫn động phanh rơ moóc một đường:

Hình 2-13 Sơ đồ dẫn động phanh rơ moóc một đường

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Van cắt nối đường ống;

13- Đầu nối ống giữa xe kéo và rơ moóc;

14- Đường nối giữa xe kéo và rơ moóc; 15- Van phân phối phanh rơ moóc;

17- Bầu phanh rơ moóc; 18- Van điều khiển phanh rơ moóc;

- Dẫn động phanh rơ moóc hai đường:

Hình 2-14 Sơ đồ dẫn động phanh rơ moóc hai đường

11,16- Các bình khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống;

13- Các đầu nối ống giữa xe kéo và rơ moóc 15- Van phân phối phanh rơ moóc; 17- Các bầu phanh rơ moóc;

19- Đường điều khiển, 20- Đường cung cấp; 21- Van điều khiển;

So sánh dẫn động phanh rơ moóc một đường và hai đường

Dẫn động phanh hai đường (hình 2-14):

Ưu điểm:

- Áp suất làm việc cho phép trong dẫn động phanh rơ moóc lớn hơn Do đó tạođiều kiện tăng hiệu quả phanh và giảm kích thước khối lượng một số bộ phận làmviệc.

- Thời gian chậm tác dụng nhỏ hơn, bởi vì quá trình phanh ứng với quá trìnhtăng áp suất trong đường điều khiển Mà các nghiên cứu cho thấy quá trình nạp khívào một thể tích nào đó thường xảy ra nhanh hơn quá trình để khí nén từ đó thoáthết ra ngoài từ 1,5 đến 1,9 lần

- Áp suất trong bình chứa rơ moóc ổn định hơn, đặc biệt là khi phanh liên tụcnhiều lần như: khi xe chuyển động xuống dốc dài, chạy trong điều kiện đườngphố…Bởi vì trong quá trình phanh, nó vẫn liên tục được nạp khí

Nhược điểm:

- Nhiều chi tiết, bộ phận hơn

- Phức tạp, đắt tiền và bảo dưỡng, sửa chữa phức tạp hơn

Dẫn động phanh một đường (hình 2-13):

Ưu điểm:

- Số lượng các chi tiết, các cụm ít hơn

- Kết cấu, bảo dưỡng và sửa chữa đơn giản hơn

- Gía thành rẻ hơn

Nhược điểm:

- Để đảm bảo điều kiện nhả phanh nhanh, áp suất làm việc cho phép trong dẫnđộng phanh rơ moóc bắt buộc phải thấp hơn trong dẫn động xe kéo Do đó, hiệu quảphanh kém hơn và kích thước khối lượng các bộ phận làm việc lớn hơn

- Thời gian chậm tác dụng lớn hơn, bởi vì quá trình phanh ứng với quá trìnhgiảm áp suất trong đường ống nối giữa xe kéo và rơ moóc

- Áp suất trong bình chứa rơ moóc kém ổn định, đặc biệt là khi phanh liên tụcnhiều lần như: khi xe chuyển động xuống các dốc dài, chạy trong điều kiện đườngphố đông người…Bởi vì trong quá trình phanh, nó không được tiếp tục nạp khí.2.3.5 Dẫn động liên hợp

2.3.5.1 Dẫn động liên hợp thủy khí

Hình 2-15 Sơ đồ nguyên lý của mạch dẫn động thủy khí điều khiển

phanh của một cầu xe 1- Van an toàn; 2- Bình chứa; 3- Van phân phối;

4- Xi lanh thủy khí; 5- Các xi lanh bánh xe; 6- Máy nén khí;

Dẫn động liên hợp thủy khí được sử dụng rộng rãi trên các ô tô và đoàn xe kéomoóc tải trọng lớn và đặc biệt lớn

Sơ đồ nguyên lý của mạch dẫn động thủy khí điều khiển phanh của một cầu xethể hiện trên hình 2-15 [5] Mạch dẫn động bao gồm: tổ hợp máy nén khí 6, bìnhchứa 2 có van an toàn 1, van phân phối khí 3, xi lanh thủy lực 4 điều khiển các xilanh bánh xe 5

Theo mô chất công tác có thể chia mạch dẫn động thành hai phần là khí nén vàthủy lực mắc nối tiếp Khâu nối giữa hai phần này chính là xi lanh thủy khí Kết cấutất cả các chi tiết và các cụm trong dẫn động liên hợp này đều tương tự như kết cấucác chi tiết bộ phận của dẫn động khí nén và thủy lực tương ứng

Dẫn động liên hợp thủy khí do đặc điểm như vậy, có tất cả các ưu và nhượcđiểm của dẫn động khí nén và dẫn động thủy lực như:

- Điều khiển nhẹ nhàng, dễ cơ khí hóa hay tự động hóa

- Độ nhạy cao, kích thước và khối lượng nhỏ

- Nếu một phần nào đó của dẫn động bị rò rỉ thì toàn bộ dẫn động sẽ không làmviệc được

- Số lượng các chi tiết nhiều, kết cấu, bảo dưỡng phức tạp…

Van phân phối khí nén trong dẫn động liên hợp thường được nối với xi lanhthủy khí bằng một đường ống ngắn hay đặt trực tiếp trên vỏ của nó, nên cho phéptăng độ nhạy của dẫn động lên khoảng 1,5 ÷ 3 lần so với dẫn động khí nén

Xi lanh thủy khí có kết cấu dạng piston hay piston – màng, có thể có một hayhai khoang khí nén.

2.3.5.2 Dẫn động liên hợp điện khí nén

Hình 2-16 Sơ đồ dẫn động phanh điện khí nén hai đường

của đoàn xe kéo moóc 1- Van phân phối; 2- Van điều khiển phanh rơ moóc; 3- Bầu phanh trước của xe kéo; 4- Bộ điều chỉnh lực phanh xe kéo; 5- Van tăng tốc; 6- Bầu phanh sau của xe kéo; 7,8- Các đầu nối ống; 9,19- Cảm biến áp suất; 10- Bình chứa nửa moóc; 11- Đường điều khiển; 12- Đường cung cấp; 13- Van phanh; 14- Van ngắt; 15- Bộ điều chỉnh lực phanh nửa moóc; 16- Van xả; 17- Van giữ; 18- Bầu phanh nửa moóc;

20- Cụm phân phối nửa moóc; 21- Khối so sánh điện tử;

Sơ đồ nguyên lý của một trong các phương án dẫn động phanh điện khí nén hai đường cho đoàn xe thể hiện trên hình 2-16 [5] Dẫn động này bao gồm phần dẫn động khí nén tiêu chuẩn của xe kéo và phần điện khí nén dẫn động phanh nửa rơ moóc

Khi phanh đoàn xe, không khí nén đi vào đường điều khiển 11 của nửa moóc,đồng thời một tín hiệu điện từ cảm biến “Stop” được chuyển đến các van điện khínén 13, 14 và khối so sánh 21 Khi đó, van ngắt 14 sẽ cắt đường thông giữa đườngđiều khiển và đầu nối 7, tạo điều kiện tăng nhanh áp suất trong nó còn van 13 sẽ nốibình chứa 10 với khoang điều khiển A của cụm van phân phối 20 qua bộ điều chỉnh

áp suất 15 Van phân phối 20 làm việc, mở đường cho khí nén từ bình chứa 10 đivào các bầu phanh 18

Khi áp suất không khí trong các bầu phanh 18 tăng gần đến giá trị áp suất trongđầu nối 7 và sự chênh lệch giữa các áp suất đó nhỏ hơn một giá trị định trước, thì

khối điện tử 21 sẽ phát tín hiệu đến van giữ 17, kích hoạt van này làm việc đóng vanphân phối 20 lại Vì thế, áp suất trong bầu phanh 18 được giữ không đổi.

Nếu áp suất trong 7 tiếp tục tăng lên thì van giữ 17 lại mở ra cho khí nén đithêm vào các bầu phanh 18

Khi nhả phanh, áp suất trong đường điều khiển giảm xuống Khối điện tử 21phát ra một tín hiệu kích hoạt van xả 16 làm việc, mở đường cho khí nén từ khoang

A của cụm van 20 xả ra khí quyển Khi đó, các van xả 16 và van giữ 17 được điềukhiển bởi khối điện tử 21 sẽ làm việc như thế nào để đảm bảo một độ chênh áp xácđịnh giữa các bầu phanh 18 và đầu nối 7

2.4 Phanh dừng và hệ thống phanh phụ

2.4.1 Phanh dừng

Kết cấu cơ cấu phanh dừng nói chung không có gì khác biệt nhiều so với cơ cấuphanh của phanh chính Phần tử ma sát của phanh dừng cũng có thể có dạng trốngguốc, dạng đĩa hay dải

Khác với dẫn động phanh chính, dẫn động phanh dừng thường là loại cơ khíkiểu thanh đòn, cáp kéo có cơ cấu khóa (để giữ chặt đòn điều khiển cố định ở vị tríphanh) hay dùng lò xo tích năng

Phanh dừng có thể được lắp đặt trên các trục truyền lực (ở đầu ra của trục thứcấp hộp số hay sau trục các đăng trên mặt bích của bánh răng côn chủ động củatruyền lực chính) hoặc ở bánh xe, chung cơ cấu phanh với phanh chính

Phanh dừng thường chỉ tác dụng lên các bánh sau ô tô Phanh dừng lắp trên cáctrục truyền lực còn gọi là phanh truyền lực, thường sử dụng trên các xe du lịch cỡlớn, xe khách và xe tải Phanh dừng truyền lực có dẫn động điều khiển đơn giản vàlàm việc hiệu quả Tuy vậy, nó có nhược điểm là tải trọng tác dụng lên các đăng,truyền lực chính và bán trục khi phanh lớn Nên có thể gây gẫy vỡ các cụm chịu tảikhi phanh

Phanh dừng lắp ở bánh xe còn gọi là phanh bánh xe có cơ cấu phanh chung vớiphanh chính nhưng có dẫn động điều khiển độc lập, có ưu điểm là không gây tảitrọng lớn tác dụng lên các chi tiết của hệ thống truyền lực khi phanh, nhưng lại đòihỏi phải có lực dẫn động lớn Vì thế loại phanh này thường được sử dụng nhiều trêncác xe du lịch cỡ nhỏ

2.4.2 Hệ thống phanh phụ

Mục đích của hệ thống phanh phụ là giảm được tốc độ ô tô khi phanh trênđường dài và liên tục Bởi thế phanh này còn gọi là phanh chậm dần

Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh khônglớn lắm trong thời gian dài.

Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điềukiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng

Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độtrung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp

và có khi là động cơ nữa Ngoài ra, hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệ thốngphanh chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc

Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí, thủy lực và điệnđộng

Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hànhkhách và ô tô tải trọng trung bình và lớn

xe không thể chuyển hướng theo sự điều khiển của tài xế, nếu các bánh sau bị bócứng, sự khác nhau về hệ số bám giữa bánh trái và bánh phải với mặt đường sẽ làmcho đuôi xe bị lạng, xe bị trượt ngang Trong trường hợp xe phanh khi đang quayvòng, hiện tượng trượt ngang của các bánh xe dễ dẫn đến các hiện tượng quay vòngthiếu hay quay vòng thừa làm mất tính ổn định khi xe quay vòng

Để giải quyết vấn đề trên, phần lớn các ô tô hiện nay đều được trang bị hệ thốngchống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống “Anti – lock Braking System –ABS” Hệ thống này chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cách điềukhiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe để ngănkhông cho chúng bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảmbảo tính hiệu quả và tính ổn định của ô tô trong quá trình phanh

2.5.1 Giới thiệu về cấu tạo và chức năng của hệ thống ABS

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trongdẫn động phanh các bánh xe trước và sau có thể đảm bảo:

- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe để sử dụng được triệt để trọng lượngbám và tránh quay xe khi phanh.

- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước để đảm bảo điều kiện ổn định

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toànnhất vì:

- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc Các bánh xetrượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám Nghiên cứu đã cho thấy hệ

số bám dọc có giá trị cao nhất khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ trong giớihạn hệ số trượt:

a b b a

rb – Bán kính lăn của bánh xe

- Còn ô tô, khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bịmòn vẹt đi một lớp dày tới 6 mm

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang vàkhông thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc đổi hướng đểtránh chướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số bám thấp Do đó dễgây ra những tai nạn nguy hiểm khi phanh

Vì thế, để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao Ngoài ra còngiảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở giớihạn bắt đầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trìnhphanh không bị trượt lê hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn  15 30 %  Đó chính là chức năng và nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phảiđiều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặtđường thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãmcứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác nhau như:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

- Theo giá trị độ trượt cho trước

- Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó

Như vậy, hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toànchủ động của một ô tô hiện đại Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờđiều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.

Một hệ thống ABS nào cũng bao gồm 3 cụm bộ phận chính:

- Cụm tín hiệu vào bao gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, công tắc báo phanh…

có nhiệm vụ gửi tín hiệu tốc độ các bánh xe, tín hiệu phanh về hộp ECU

- Hộp điều khiển (ECU) có chức năng nhận và xử lý các tín hiệu vào, đưa tínhiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực, điều khiển quá trình phanh chống hãmcứng

- Bộ phận chấp hành gồm có bộ điều khiển thủy lực, đèn báo ABS, bộ phậnkiểm tra, chẩn đoán Bộ chấp hành thủy lực nhận tín hiệu điều khiển từ ECU vàthực hiện quá trình phân phối áp suất dầu đến các cơ cấu phanh bánh xe

Trên các xe đời mới hiện nay, thường ECU được lắp tích hợp chung thành mộtcụm với bộ điều khiển thủy lực Điều này giúp giảm xác suất hư hỏng về đường dâyđiện và dễ kiểm tra, sửa chữa

2.5.1.1 Các cảm biến

a Cảm biến tốc độ bánh xe

Tùy theo cách điều khiển khác nhau, các cảm biến tốc độ bánh xe thường đượcgắn ở mỗi bánh xe để đo riêng rẽ từng bánh hoặc được gắn ở vỏ bọc của cầu chủđộng, đo tốc độ trung bình của hai bánh xe dựa vào tốc độ của bánh răng vành chậu

Ở bánh xe, cảm biến tốc độ được gắn cố định trên các trục của các bánh xe, vànhrăng cảm biến được gắn trên đầu ngoài của bán trục hay trên cụm moay ơ bánh xe,đối diện và cách cảm biến tốc độ một khe hở nhỏ, gọi là khe hở từ

Cảm biến tốc độ bánh xe có hai loại: cảm biến điện từ và cảm biến Hall Trong

đó loại cảm biến điện từ được sử dụng phổ biến hơn Ví dụ như hình 2-17 [6] là cấutạo của cảm biến tốc độ loại điện từ đầu cực nhỏ tiết diện vuông

Hình 2-17 Cấu tạo cảm biến tốc độ

1- Dây dẫn; 2- Nam châm vĩnh cửu; 3- Vỏ;

4- Cuộn dây; 5- Đầu cực cảm biến

Khi bánh xe quay, vành răng quay theo, khe hở A giữa hai đầu lõi từ và vànhrăng thay đổi, từ thông biến thiên làm xuất hiện trong cuộn dây một sức điện độngxoay chiều dạng hình sin có biên độ và tần số thay đổi tỉ lệ theo tốc độ góc của bánh

xe Tín hiệu này liên tục gửi về ECU Tùy theo cấu tạo của cảm biến, vành răng vàkhe hở giữa chúng, các xung điện áp có thể nhỏ dưới 100 mV ở tốc độ rất thấp của

xe, hoặc cao hơn 100 V ở tốc độ cao

Khe hở không khí giữa lõi từ và đỉnh răng của vành răng cảm biến chỉ khoảng 1

mm và độ sai lệch phải nằm trong giới hạn cho phép Hệ thống ABS sẽ không làmviệc tốt nếu khe hở nằm ngoài giá trị tiêu chuẩn

b Cảm biến giảm tốc

Hình 2-18 Cấu tạo cảm biến giảm tốc

Trên một số xe, ngoài cảm biến tốc độ bánh xe, còn được trang bị thêm mộtcảm biến giảm tốc có cấu tạo như hình 2-18, cho phép ECU xác định chính xác hơn

sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh Kết quả là, mức độ đáp ứng của ABSđược cải thiện tốt hơn Nó thường được sử dụng nhiều trên xe 4WD bởi vì nếu mộttrong các bánh xe bị hãm cứng thì các bánh xe khác cũng có xu hướng bị hãm cứngtheo, do tất cả các bánh được nối với hệ thống truyền lực nên có tốc độ ảnh hưởnglẫn nhau Cảm biến giảm tốc còn gọi là cảm biến “G”

Cấu tạo của cảm biến giảm tốc như trên hình 2-18 [2], gồm có 2 cặp đèn LED

và phototransistors, một đĩa được xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu Đặc điểmcủa đèn LED là phát sáng khi cấp điện và phototransistor là dẫn điện khi có ánhsáng chiếu vào Khi mức độ giảm tốc của xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc

xe tương ứng với mức độ giảm tốc Các rãnh trên đĩa cắt hay cho ánh sáng từ đènLED đến phototransistor, làm phototransistor đóng, mở, báo tín hiệu về ECU ECUnhận những tín hiệu này để xác định chính xác tình trạng mặt đường và thực hiện

các điều chỉnh thích hợp Tín hiệu này cũng được dùng để ECU điều khiển chế độlàm chậm sự tăng momen xoay xe.

Sử dụng hai cặp LED và phototransistor sẽ tạo ra sự đóng và mở của cácphototransistor, chia mức độ giảm tốc thành 4 mức

2.5.3.2 Hộp điều khiển điện tử (ECU)

Chức năng của hộp điều khiển ABS (ECU):

- Nhận biết thông tin về tốc độ góc các bánh xe, từ đó tính toán ra tốc độ bánh

xe và sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ bánh xe, tốc độ chuẩn của bánh xe vàngưỡng trượt, để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh xe

- Cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực

- Thực hiện chế độ kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ antoàn

Cấu tạo của ECU là một tổ hợp các vi xử lý như hình 2-19 [2], được chia thành

4 cụm chính đảm nhận các vai trò khác nhau:

- Phần xử lý tín hiệu

- Phần logic

- Bộ phận an toàn

- Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Hình 2-19 Các chức năng điều khiển của ECU 1- Cảm biến tốc độ bánh xe; 2- Xi lanh phanh bánh xe;

3- Áp suất dầu phanh;

a Phần xử lý tín hiệu

Trong phần này các tín hiệu được cung cấp đến bởi các cảm biến tốc độ bánh xe

sẽ được biến đổi thành dạng thích hợp để sử dụng cho phần logic điều khiển

Để ngăn ngừa sự trục trặc khi đo tốc độ các bánh xe, sự giảm tốc của xe…cóthể phát sinh trong quá trình thiết kế và vận hành của xe, thì các tín hiệu vào đượclọc trước khi sử dụng Các tín hiệu được xử lý xong được chuyển qua phần logicđiều khiển.

b Phần logic điều khiển

Dựa trên các tín hiệu vào, phần logic tiến hành tính toán để xác định các thông

số cơ bản như gia tốc của bánh xe, tốc độ chuẩn, ngưỡng trượt, gia tốc ngang

Các tín hiệu ra từ phần logic điều khiển van điện từ trong bộ chấp hành thủylực, làm thay đổi áp suất dầu cung cấp đến các cơ cấu phanh theo các chế độ tăng,giữ và giảm áp suất

c Bộ phận an toàn

Một mạch an toàn ghi nhận những trục trặc của các tín hiệu trong hệ thống cũngnhư của bên ngoài có liên quan Nó cũng can thiệp liên tục vào trong quá trình điềukhiển của hệ thống Khi có một lỗi được phát hiện thì hệ thống ABS được ngắt vàđược báo cho người lái thông qua đèn báo ABS được bật sáng

Mạch an toàn liên tục giám sát điện áp bình ắc quy Nếu điện áp nhỏ dưới mứcqui định (dưới 9 hoặc 10V) thì hệ thống ABS ngắt cho đến khi điện áp đạt trở lạitrong phạm vi qui định, lúc đó hệ thống lại được đặt trong tình trạng sẵn sàng hoạtđộng

Mạch an toàn cũng kết hợp một chu trình kiểm tra được gọi là BITE Chu trìnhnày kiểm tra khi xe bắt đầu chạy với tốc độ từ 5 đến 8km/h, mục tiêu kiểm tra tronggiai đoạn này là các tín hiệu điện áp từ các cảm biến tốc độ bánh xe

d Bộ chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi

Để giúp cho việc kiểm tra và sửa chữa được nhanh chóng và chính xác, ECU sẽtiến hành kiểm tra ban đầu và trong quá trình xe chạy của hệ thống ABS, ghi và lưulại các lỗi hư hỏng trong bộ nhớ dưới dạng các mã lỗi hư hỏng Một số mã lỗi có thể

tự xóa khi đã khắc phục xong lỗi hư hỏng, nhưng cũng có những mà lỗi không tựxóa được kể cả khi tháo cực bình ắc quy Trong trường hợp này, sau khi sửa chữaxong phải tiến hành xóa mã lỗi hư hỏng theo qui trình của nhà chế tạo

2.5.3.3 Bộ chấp hành thủy lực

Bộ chấp hành thủy lực như hình 2-20 [2], có chức năng cung cấp một áp suấtdầu tối ưu đến các xi lanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của ABS ECU, tránhhiện tượng bị bó cứng bánh xe khi phanh

b Motor điện và bơm dầu

Một bơm dầu kiểu piston được dẫn động bởi một motor điện, có chức năng đưangược dầu từ bình tích áp về xi lanh chính trong các chế độ giảm áp và giữ áp Bơmđược chia ra hai buồng làm việc độc lập thông qua hai piston trái và phải được điềukhiển bằng cam lệch tâm Các van một chiều chỉ cho dòng dầu từ bơm về xi lanhchính

c Bình tích áp

Chứa dầu hồi về từ xi lanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm áp suất dầu ở xilanh phanh bánh xe

2.5.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống ABS

Hình 2-21 Sơ đồ tổng quát của một hệ thống chống hãm cứng bánh xe

1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện;

4- Nguồn năng lượng; 5- Xi lanh chính; 6- Xi lanh bánh xe;

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất là một bộ điều chỉnh lựcphanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trênhình 2-21 [5], gồm:

- Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành 3 và nguồnnăng lượng 4

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số đượcchọn để điều khiển, thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giátrị độ trượt và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu

và truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫnđộng phanh

- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính 5 qua 3 đến các xi lanh bánh xe 6 để épcác guốc phanh và thực hiện quá trình phanh

- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:

+ Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển

+ Loại bán tích hợp

+ Loại tích hợp

- Theo phương pháp điều chỉnh áp suất chia ra:

+ Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu

+ Dùng van xả dầu về bình chứa

+ Dùng piston đối áp

Ngoài ra các ABS còn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng dẫnđộng điều khiển riêng rẽ

(a) (b)

(c) Hình 2-22 Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh

a- Dùng bơm hồi dầu; b- Xả dầu về đường hồi; c- Dùng piston đối áp;

1- Bơm dầu; 2- Bình tích năng; 3- Xi lanh chính; 4- Van nạp; 5- Van xả;

6- Cơ cấu phanh; 7- Đường hồi dầu; 8- Van điện từ chính;

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE FORD EVEREST

3.1 Giới thiệu chung về xe Ford Everest

Xe Ford Everest trên thị trường gồm các phiên bản:

- Ford Everest 2.5L (4x2 – chuyển động cầu sau) động cơ diesel

- Ford Everest 2.6L (4x2 – chuyển động cầu sau) động cơ xăng

- Ford Everest 2.5L (4x4 – hai cầu chủ động) động cơ diesel

Chiếc xe Ford Everest hoàn toàn mới như hình 3-1 là chiếc Everest 2012, đượctrang bị động cơ khỏe mạnh mang lại sự hài lòng cao nhất khi vận hành trong nhiềuđiều kiện đường xá và địa hình, nhưng lại rất tiết kiệm nhiên liệu Xe Ford Everest4x4 trung bình tiêu hao khoảng 8L/100 km

Thiết kế hoàn toàn mới, kiểu dáng ấn tượng mang đậm phong cách Ford tạo sựnổi bật khi xuất hiện trên đường Với thiết kế tổng thể mạnh mẽ, thân xe được sơnhai tông màu, vành hợp kim nhôm đúc thể thao cộng với lốp béo tạo dáng nổi bật vàmạnh mẽ cho chiếc xe

Có thể kể đến kiểu dáng mặt trước hoàn toàn mới với lưới tản nhiệt ba thanhngang mạ crom có gắn logo hình oval ở phía trên và hốc hút ở phía dưới Đầu xe thểthao hơn nhờ các chi tiết viền mạ crom kết hợp với bộ đèn pha vuốt ôm theo đầu xe

và trong suốt như pha lê Crom nguyên chất cũng được sử dụng để trang trí cho lướitản nhiệt dưới của Everest Lưới tản nhiệt này được chia làm hai phần cũng bằng

một thanh ngang Đèn sương mù được bao bọc bởi các viền trang trí dạng cánh ởphiên bản Limited củng cố hai bên lưới tản nhiệt và tạo nên một nét khác biệt choEverest mới Nắp capo của Everest được thiết kế vồ lên để khoe sức mạnh của động

Ghế ngồi êm ái, bọc da hoặc vải cùng thiết kế hợp lý giúp Everest có một khônggian rộng rãi với khoảng để chân dư giả cho 3 hàng ghế Hàng ghế cuối cùng của xe

có không gian dành cho đầu gối hành khách dài tới 120mm Bên cạnh đó, ba hàngghế được thiết kế độ cao so với sàn tăng dần từ trước ra sau giúp cho hành khách ở

ba băng ghế đều có tầm nhìn rất thoáng và dễ dàng hơn khi ra vào xe Hàng ghế thứ

3 trên xe có thể gập về phía trước để tạo ra một ngăn hành lý Đặc biệt, hàng ghếthứ 3 này có thể tháo rời hẳn ra, hình thành một khoang chứa đồ có dung tích rấtlớn, nhất là khi hàng ghế thứ 2 cũng được gập xuống

Bảng điều khiển phong cách, rõ ràng và dễ đọc của Everest kết hợp chặt chẽ với

hệ thống âm thanh tích hợp giao diện RDS, đầu đọc CD, có khả năng chạy file MP3

và một cổng AUX trên bệ trung tâm Cổng này cho phép người sử dụng kết nối cácthiết bị đọc file phổ biến như máy iPod và hệ thống âm thanh trên xe

Ford Everest được thiết kế bình xăng lớn với dung tích chứa tới 71 lít cho phépcác chuyến đi dài mà không phải đổ xăng nhiều lần Dàn CD 1 đĩa tiêu chuẩn đốivới xe 4x2 và dàn CD 6 đĩa đối với xe 4x4, Ford Everest mang lại sự thư giãn tối đatrong các chuyến đi giã ngoại cùng gia đình, bạn bè hoặc các chuyến đi công tác xa

3.2 Các thông số kỹ thuật chính của xe Ford Everest

Tham khảo tài liệu [8], ta có bảng thông số kỹ thuật chính của xe Ford Everest như sau:

Bảng 3-1 Thông số kỹ thuật chính xe Ford Everest

6 Trọng lượng không tải Go kg 1812

TCDi, trục cam kép

16 van có làm mátkhí nạp

12 Công suất cực đại Nemax Hp/vòng/phút 141/3500

13 Momen xoắn cực đại Memax Nm/vòng/phút 330/1800

14 Dung tích thùng nhiên

3.3 Khái quát các hệ thống trên xe Ford Everest

Theo tài liệu [8], động cơ xe Ford Everesr có những đặc điểm sau:

- Mức tiêu hao nhiên liệu 8L/100km

- Dung tích xi lanh (cc): 2499

- Đường kính x Hành trình (mm): 93 x 92

- Công suất cực đại (Hp/vòng/phút): 141/3500

- Momen xoắn cực đại (Nm/vòng/phút): 330/1800

- Dung tích nhiên liệu (L):71

3.3.2 Hệ thống truyền lực

Ly hợp loại một đĩa ma sát khô, thường đóng, có lò xo ép hình đĩa, dẫn độngthủy lực Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng đĩa hình côn từ đó có thể tận dụngkết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải có đòn mở riêng Mặt đáy của lò

xo được tì trực tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với vỏ Mặt đỉnhcủa lò xo sẽ được sử dụng để mở ly hợp khi bạc ép lên nó

Hộp số cơ khí 5 cấp, 5 số tiến, 1 số lùi

Các đăng (hình 3-3 [7]) được nối giữa hộp số và cầu chủ động sau Trên cácđăng có 2 khớp nối chữ thập và một khớp nối bằng then hoa.

Hình 3-2 Trục các đăng

Trong khớp nối chữ thập có lắp các ổ bi kim Khớp nối then hoa dùng để thayđổi chiều dài trục các đăng khi dầm cầu sau dao động tương đối so với khung xe.3.2.3 Hệ thống treo

Hệ thống treo trước là hệ thống treo độc lập bằng thanh xoắn kép và ống giảmchấn Nó có ưu điểm là kết cấu đơn giản, khối lượng phần không được treo nhỏ, tảitrọng phân bố lên khung tốt hơn, tính bám đường của xe tốt nên êm dịu trong khi dichuyển và có tính ổn định tốt Tuy nhiên, bố trí hệ thống treo như vậy có hạn chế làkết cấu hệ thống treo phức tạp hơn

Hệ thống treo sau xe Ford Everest là hệ thống treo phụ thuộc nhíp với ống giảmchấn, nó có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, ít chi tiết vì thế dễ bảo dưỡng Có độ cứngvững cao nên có thể chịu được tải trọng nặng, khi xe đi vào đường vòng thân xe ít

bị nghiêng Định vị của bánh xe ít thay đổi do chuyển động lên xuống của chúng,nhờ thế mà các bánh xe ít bị mòn

Tuy nhiên nó có nhược điểm là khối lượng không được treo lớn nên tính êm dịucủa xe khi sử dụng kém, do chuyển động của bánh xe bên trái và bên phải ảnhhưởng lẫn nhau nên dễ xuất hiện dao động và rung động

3.2.4 Hệ thống lái

Hệ thống lái trên xe Ford Everest là hệ thống lái cơ khí với tay lái trợ lực thủylực, giúp tay lái nhẹ hơn khi xe chạy ở tốc độ thấp và trở lại mức bình thường khi xechạy ở tốc độ cao

Hệ thống lái xe Ford Everest bao gồm cơ cấu lái, dẫn động lái, và trợ lực lái

- Cơ cấu lái loại bánh răng trụ thanh răng, trong đó thanh răng làm luôn chứcnăng của thanh lái ngang trong hình thang lái

- Dẫn động lái gồm có: vành tay lái, vỏ trục lái, trục lái, truyền động các đăng,thanh lái ngang, cam quay và các khớp nối

- Trợ lực lái gồm các bộ phận cơ bản sau: bơm dầu, van phân phối và xi lanhthủy lực

Phanh chân dùng để điều chỉnh tốc độ xe chạy trên đường Hệ thống phanhchân có dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không hai dòng chéo nhau.

Phanh tay dùng để dừng xe tại chỗ

Cơ cấu phanh trước của xe là phanh đĩa, cơ cấu phanh sau của xe là loại tangtrống

CHƯƠNG 4 KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH XE FORD EVEREST

4.1 Sơ đồ nguyên lý và nguyên lý hoạt động

4.1.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 4-1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh 1- Cụm má phanh; 2- Đĩa phanh; 3- Đường ống dẫn dầu; 4- Xi lanh chính;

5- Công tắc báo mức dầu phanh; 6- Bầu trợ lực chân không;

7- Công tắc đèn phanh; 8- Bàn đạp phanh; 9- Guốc phanh;

10- Xi lanh phanh bánh sau; 11- Cảm biến tốc độ bánh xe sau;

12- Đồng hồ táp lô; 13- Bộ chấp hành thủy lực; 14- ECU điều khiển;

15- Giắc kết nối dữ liệu; 16- Cảm biến tốc độ bánh xe trước

4.1.2 Nguyên lý hoạt động

Từ sơ đồ nguyên lý hình 4-1 ta có nguyên lý hoạt động:

Khi không phanh, lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suấtthấp nằm chờ trên đường ống

Khi người lái tác dụng vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằmtrong xi lanh, ép dầu trong xi lanh đi đến các đường ống dẫn Chất lỏng với áp suấtcao sẽ tác dụng vào các piston ở xi lanh bánh xe và piston ở cụm má phanh Haipiston này thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh thực hiện quátrình phanh, hay ép má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh

Khi thôi phanh, người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ épdầu từ xi lanh bánh xe, và xi lanh phanh đĩa về xi lanh chính.

Sự làm việc của dẫn động thủy lực dựa trên quy luật thủy tĩnh Áp suất trong sơ

đồ dẫn động được truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là như nhau, khi đó lực đẩylên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xi lanh công tác Khi tăng lực tác dụng lênbàn đạp phanh, và tất nhiên là tăng lực tác dụng lên piston xi lanh chính, áp suấttrong dẫn động và lực đẩy lên má phanh sẽ tăng lên Do vậy dẫn động phanh thủylực đảm bảo được sự làm việc đồng thời của cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ lệ giữalực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh hay má phanh ở cơ cấu phanhđĩa

4.1.3 Hoạt động của hệ thống ABS

4.1.3.1 Khi không phanh

Không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ luôn đo tốc độcủa bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động

4.1.3.2 Khi phanh thường

Hoạt động của bộ chấp hành khi phanh bình thường như hình 4-2 [3], tín hiệuđiều khiển từ ECU điều khiển trượt không được đưa vào Vì vậy các van điện từ giữ

và giảm ngắt, cửa (a) ở bên van điện từ giữ áp suất mở, còn cửa (b) ở phía van điện

từ giảm áp suất đóng Khi đạp bàn đạp phanh, dầu từ xi lanh chính chảy qua cửa (a)

ở phía van điện từ giữ và được truyền trực tiếp vào xi lanh ở bánh xe Lúc này hoạtđộng của van một chiều (2) ngăn cản dầu phanh truyền đến phía bơm