Tìm hiểu thiết bị, thu thập, nghiên cứu và phân tích các số liệu kiểm định Hệ thống phanh của một số loại ôtô lưu hành phổ biến tại Hà Nội

Sản xuất ôtô ngày nay trên thế giới tăng vượt bậc, ôtô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển.

ĐẬT VẤN ĐỀ

Sản xuất ôtô ngày nay trên thế giới tăng vượt bậc, ôtô trở thành phươngtiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tếquốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước

có nền kinh tế phát triển Ngay ở nước ta, số ôtô tư nhân cũng đang phát triểncùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ xe trên đường ngày càng cao

Mĩ và Nhật Bản là hai nước sản xuất ôtô nhiều nhất trên thế giới, hàng nămmỗi nước sản xuất khoảng 12 đến 13 triệu chiếc (năm 1992 Nhật Bản sản xuất12,5 triệu chiếc).Sản xuất ôtô du lịch trên thế giới chiếm tỉ lệ 7880%, ôtô tảichiếm 1820%, còn lại là các loại ôtô khác Ở Việt Nam, từ năm 1990 đếnnay, nền kinh tế đã có những bước phát triển vượt bậc Điều đó đồng nghĩavới việc nhu cầu lưu thông hàng hoá trên thị trường, nhu cầu đi lại và du lịchcủa người dân ngày càng cao Ở các thành phố lớn, mật độ ôtô trên đường đãtăng lên nhanh chóng Trong tương lai, cùng với sự phát triển nhanh chóngcủa nền kinh tế như hiện nay, ôtô sẽ trở thành phương tiện đi lại phổ biến vàthông dụng trong xã hội

Hiện nay chất lượng đường xá đã đuợc nâng cấp và ngày càng được cảithiện tốt hơn, tạo điều kiện để tăng tốc độ trung bình của các phương tiện giaothông, trong đó có ôtô Hơn thế nữa, mật độ ô tô tham gia giao thông tăng lênmột cách nhanh chóng Đó là hai yếu tố quan trọng gây nên vấn đề tai nangiao thông đang làm cả xã hội quan tâm Ở nước ta, trong hai năm 1998-2000bình quân mỗi năm có 20.000 vụ tai nạn giao thông làm chết 7.100 người.Năm 2001 có 10.866 người chết vì tai nạn giao thông Năm 2002 xảy ra27.484 vụ tai nạn giao thông làm 12.989 người chết và 30.772 người bịthương

Tai nạn giao thông không những gây thiệt hại lớn về người mà còn gây

1995 Chính phủ Nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam đã ban hànhNghị định 36 CP về đảm bảo an toàn giao thông đường bộ và trật tự an toàngiao thông đô thị.

Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60

70% do con người gây ra (như lái xe say rượu, mệt mỏi, buồn ngủ v.v…), 10

15% do hư hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật và 2030% do đường sáquá xấu

Trong nguyên nhân do hư hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật thì tỉ lệtai nạn do các cụm của ô tô gây nên được thống kê như sau:

và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Do hệ thống phanh có vai trò vô cùng quan trọng trong vấn đề giảmthiểu tai nạn giao thông nên trên thế giới và Việt Nam, tất cả các ôtô muốnđược phép lưu hành đều phải được tiến hành kiểm định hệ thống phanh định

kì tại các trạm đăng kiểm phương tiện cơ giới đường bộ Ở nước ta trước kiaviệc kiểm tra hệ thống phanh trong lẩn kiểm tra xe định kì còn mang tính chấtthô thiển, tùy tiện, dựa trên sự quan sát bằng mắt, không dựa trên một tiêuchuẩn nào và chưa dùng thiết bị đo nào cả Từ ngày thực hiện nghị định 36

CP của Chính phủ thì Bộ Giao thông vận tải mới ra những tiêu chuẩn bướcđầu để kiểm tra phanh và đã dùng những phương tiện đo để xác định hiệu quả

phanh Tuy nhiên các thiết bị kiểm tra phanh còn hạn chế ở dạng bệ thử vớitốc độ thấp, còn thiết bị kiểm tra phanh định kì trên đường vẫn chưa có, cácthiết bị để nghiên cứu về phanh ô tô lại càng hiếm nữa Hiện nay cả nước đã

có 85 trạm đăng kiểm phương tiện cơ giới đường bộ, hầu hết đã được trang bịcác thiết bị kiểm tra hiện trong đó có thiết bị kiểm định hệ thống phanh

Xuất phát từ thực trạng tình hình an toàn giao thông và kiểm định xe

cơ giới tại các trạm Đăng kiểm xe cơ giới hiện nay và đặc biệt là được sự giúp

đỡ và chỉ bảo tận tình của Th.S Dương Mạnh Đức và Các cán bộ công nhânviên trong trạm Đăng kiểm 2093- V, Hà Nội, em đã nghiên cứu xong đề tài

“Tìm hiểu thiết bị, thu thập, nghiên cứu và phân tích các số liệu kiểm định

Hệ thống phanh của một số loại ôtô lưu hành phổ biến tại Hà Nội”.

Với mục đích tìm hiểu sâu hơn về quá trình kiểm định hệ thống phanh

ô tô, để từ đó có thể đóng góp một phần sức lực của mình giải quyết vấn đề

nhức nhối của xã hội hiện nay, đó là vấn đề “An toàn giao thông”.

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn và kiến thức của em còn nhiều hạnchế nên đồ án của em vẫn còn nhiều thiếu xót Em rất mong nhận được sự chỉbảo của thầy để đề tài tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Đỗ Duy An

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Sơ lược về tình hình sử dụng hệ thống phanh và kiểm định hệ thống phanh ôtô:

Đã trình bày ở trên

1.2 Khái quát chung về hệ thống phanh

1.2.1 Chức năng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh

1.2.1.1 Chức năng của hệ thống phanh

Hệ thống phanh là một trong các cụm đảm bảo an toàn chuyển động choôtô Trong quá trình phanh, động năng của xe được chuyển hoá thành nhiệt năng

do ma sát giữa trống phanh (đĩa phanh) với má phanh nhờ vậy có thể giảm đượctốc độ chuyển động của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe ở một vị trí nhất định

Hệ thống phanh còn giúp nâng cao vận tốc trung bình của xe do đó nângcao được năng suất vận chuyển

1.2.1.2 Yêu cầu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng trên xe ôtô, đảm bảo chức năng

an toàn chủ động và thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe: quãng đường phanhngắn nhất, thời gian phanh nhỏ nhất, gia tốc phanh lớn nhất khi phanhđột ngột

- Quá trình phanh phải êm dịu trong mọi trường hợp, để đảm bảo sự ổnđịnh của xe ô tô khi phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực bàn đạp nhỏ để giảm cường độ lao động củangười lái

- Có độ tin cây cao, thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

- Đảm bảo việc phân bố mô men phanh trên các bánh xe phải theonguyên tắc sử dụng an toàn trọng lượng bám khi phanh xe với bất kìcường độ nào.

- Không có hiện tượng tự xiết phanh

- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài

Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng, sửa chữa

1.2.1.3 Phân loại hệ thống phanh

Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh

a Theo công dụng:

 Hệ thống phanh chính (phanh chân)

 Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

 Hệ thống phanh dự phòng

 Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lựchoặc điện từ)

b Theo kết cấu của cơ cấu phanh:

 Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc

 Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

c Theo dẫn động phanh:

 Hệ thống phanh dẫn động cơ khí

 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực

 Hệ thống phanh dẫn động khí nén

 Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa.

d Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệthống phanh với bộ điều hòa lực phanh

e Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thốngphanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS)

1.2.2 Kết cấu chung của hệ thống phanh.

Hệ thống phanh trên ôtô thuộc hệ thống điều khiển của xe bao gồm các

bộ phận sau:

Hình 1.1: Sơ đồ kết cấu chung của hệ thống phanh

Hình 1.2: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên ôtô

Hệ thống phanh chính dùng để phanh ôtô ở tất cả các chế độ chuyển động,còn hệ thống phanh dừng để giữ ôtô ở vị trí đứng yên Ngoài ra còn có hệ thốngphanh dự phòng được xử dụng khi hệ thống phanh chính đột ngột hư hỏng

Nguồn năng lượng chính có vai trò tích trữ năng lượng dưới dạng thếnăng giúp cho phanh luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc

Cơ cấu điều khiển là cơ cấu trực tiếp tác động điều khiển từ lái xe vàđảm bảo tính chất tùy động của hệ thống dẫn động, bộ phận truyền dẫn truyềnnăng lượng từ nguồn đến cơ cấu chấp hành Tại cơ cấu chấp hành năng lượngđược biến đổi thành dạng thích hợp để dẫn động cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô,luôn có mô men phanh lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế

độ phanh thay đổi

Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng từbàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho cơ cấu phanh hoạt động thực hiện quátrình phanh

1.2.3 Cấu tạo chung của hệ thống phanh.

Hình 1.3 Cấu tạo chung hệ thống phanh

Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:

– Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trênbánh xe khi phanh ôtô

– Dẫn động phanh:

` Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạpphanh đến cơ cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén haykết hợp thủy – khí mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khácnhau Ví dụ dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh,đòn cơ khí Nếu là đẫn động thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xilanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn

1.2.4 Cơ cấu phanh

1.2.4.1 Cơ cấu phanh guốc ( tang trống):

a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục:

-Cấu tạo:

Hình 1.4.Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục.

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đốixứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.4 Trong đó sơ đồhình 1.4.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại nàyhay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.4.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực

để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch

Ở hình (hình 1.4.b) trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốcphanh bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả Vì vậy má phanh bênguốc xiết dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mònnhư nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn.

Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.4.a) áp suất tácdụng lên hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau

- Nguyên lý làm việc:

Ma sát trong cơ cấu phanh khi phanh được tạo ra do má phanh áp vàotang trống, có được điều đó là do đầu dưới của hai má được định vị bởi chốtxoay còn đầu trên có thể bung ra tựa như bản lề và áp vào tang trống dưới tácdụng của cam ép hoặc cụm pitông-xylanh của cơ cấu phanh

- Ưu, nhược điểm:

Cấu tạo của cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục là khá đơn giản, việcbảo dưỡng sửa chữa không phức tạp Do vậy, nó mang tính kinh tế.Tuy nhiên,

do đặc trưng của cơ cấu phanh loại này là má phanh làm việc không đều cụthể là đầu trên của má phanh làm việc nhiều hơn nên má phanh mòn khôngđều Ngoài ra, đối với loại sử dụng cụm xylanh thuỷ lực thì do lực tác dụnglên hai má không đều nhau nên khi chế tạo một guốc dài hơn(guốc xiết) mộtguốc ngắn hơn(guốc nhả) Mặt khác, do má phanh sẽ bám không đều lên tangtrống cho nên loại này hiệu quả phanh không cao

b Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm:

- Cấu tạo:

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.5 Sự đốixứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốcphanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúngđối xứng với nhau qua tâm

Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng cóbạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh.Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe

hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tựđộng điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanhloại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầutrước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ

- Nguyên lý làm việc:

Khi phanh thì các pitông sẽ đẩy guốc áp vào tang trống do vậy tạo ra masát giữa má phanh và tang trống Người ta bố trí sao cho khi xe tiến thì cả haiguốc là guốc xiết còn khi lùi thì cả hai guốc là guốc nhả Do vậy hiệu quảphanh khi tiến cao hơn khi lùi

1 ống nối; 2 vít xả khí; 3 xi lanh bánh xe;

4 má phanh; 5 phớt làm kín; 6 pittông;

7 lò xo guốc phanh; 8 tấm chặn; 9 chốt guốc phanh; 10 mâm

phanh.

- Ưu, nhược điểm:

Cơ cấu phanh dạng này có hiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanhđều là guốc xiết khi xe tiến.Tuy nhiên, cơ cấu phanh dạng này sẽ phức tạphơn dạng trên do phải bố trí thêm đường ống dẫn động thuỷ lực và cụmxylanh cơ cấu phanh.Và nó vẫn mang khuyết điểm của cơ cấu phanh đối xứngqua trục đó là sự mòn không đều giữa hai đầu má phanh

c Cơ cấu phanh guốc loại bơi:

Hình 1.6.Cơ cấu phanh guốc loại bơi.

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên mộtchốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình1.6.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.6.b)

– Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần

vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pittông Cơ cấu phanh loại nàythường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

Ở trạng thái bình thường dưới tác dụng của 2 lò xo guốc phanh các guốcphanh áp sát vào các mặt tựa khe hở giữa má phanh và trống phanh Khi làmviệc, trước hết một đầu của guốc phanh được pittông đẩy ra ép sát vào trốngphanh và cuốn theo chiều quay của trống phanh làm đầu còn lại của guốcphanh trượt trên mặt tựa để khắc phục hết khe hở giữa má phanh và trốngphanh và trở thành điểm tựa cố định Loại này nếu trống phanh quay theochiều mũi tên thì 2 guốc đều là guốc xiết( ứng với chiều tiến của ôtô) Khitrống phanh quay theo chiều ngược lại( ứng với chiều lùi của ôtô) thì 2 guốctrở thành guốc nhả Như vậy, hiệu quả phanh khi tiến sẽ cao hơn khi lùi Loạinày thường được bố trí ở bánh xe trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

– Loại hai mặt tựa tác dụng kép:

Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗiguốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông Khi làm việc guốcphanh được đẩy ra ép sát vào trống phanh ở cả 2 đầu guốc phanh nên thờigian khắc phục khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ ngắn hơn nghĩa làthời chậm tác dụng giảm Ở loại này hiệu quả phanh khi tiến hoặc lùi là nhưnhau vì trong cả hai trường hợp cả 2 guốc đều là guốc xiết Cơ cấu phanh loạinày được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

– Ưu, nhược điểm:

Với kết cấu phanh loại bơi thì hai má phanh có hiệu quả tương đối giốngnhau khi tiến cũng như lùi Mặt khác, sự khắc phục khe hở giữa má phanh vớitrống phanh là nhanh chóng hơn và hơn thế nữa là má phanh tiếp xúc với tangtrống đều hơn nên mang lai hiệu quả phanh cao hơn Tuy nhiên, kết cấu loạinày phức tạp, gây khó khăn trong việc bảo dưỡng, sửa chữa

d Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa:

Hình 1.7 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá.

Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốcphanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tácdụng đơn (hình 1.7.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.7.b)

– Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanhđược liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh diđộng Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượttrên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanhbánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trốngphanh của cả hai guốc phanh Khi làm việc một đầu của guốc phanh đượcpittông đẩy ra ép sát vào trống phanh và, thông qua cơ cấu điều chỉnh tác dụnglên lên guốc phanh còn lại và khi đa khắc phục hết khe hở cả hai guốc phanh có

cùng điểm tựa cố định là mặt tựa của vỏ xylanh Như vậy không những cả 2guốc phanh đều là guốc xiết mà guốc thứ 2 còn được guốc thứ nhất cường hoámột lực thông qua cơ cấu điều chỉnh Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí

ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

– Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép:

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanhđược tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe

Do vậy hiện tượng tự cường hoá và hiệu quả phanh cả 2 chiều quay của trốngphanh đều như nhau Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe saucủa ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

- Ưu, nhược điểm:

Hiệu quả phanh sẽ tăng lên do hiện tượng tự cường hoá đồng thời hiệu quảphanh khi xe tiến hay lùi đều như nhau.Tuy nhiên, cơ cấu phanh như thế này cókết cấu phức tạp dẫn đến chế tạo, bảo dưỡng và sửa chữa đều khó khăn

1.2.4.2 Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.8

Hình 1.8 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa.

a) loại giá đỡ cố định b) loại giá đỡ di động

Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

– Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;– Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;– Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và đượcdẫn động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động:

a Loại giá đỡ cố định (hình 1.9.a):

Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xilanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà mộtđầu của nó luôn tì vào các má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính đượcdẫn đến cả hai xi lanh bánh xe Khi ở trạng thái không làm việc thì má phanh

sẽ rời khỏi đĩa phanh dưới tác dụng của độ chân không trong xylanh hoặc dophản lực từ đĩa phanh hay là do vòng cao su làm kín kéo lại

Hình 1.9.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.

Khi phanh thì dưới tác dụng của áp lực dầu đẩy 2 quả pittông hai bênmang theo 2 má phanh áp vào đĩa phanh tạo ra ma sát trong cơ cấu phanh

b Loại giá đỡ di động (hình 1.9.b):

Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trênmột số chốt bắt cố định trên dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trímột xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh Má phanh ở phíađối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ

Phanh đĩa có giá xylanh di động chỉ bố trí xylanh thuỷ lực một bên Giáxylanh có thể di động động được trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay

ơ Khi phanh, dầu cao áp đẩy pittông ép một bên má phanh áp sát vào đĩaphanh, đồng thời đẩy giá đặt xylanh trượt trên trục dẫn hướng đến ép máphanh còn lại áp sát vào trống phanh Khi cả hai má phanh đều ép sát vào đĩaphanh, phanh mới được thực hiện

Phanh đĩa có giá xylanh di động được dùng trên đa số các xe ôtô dulịch ngày nay do chỉ bố trí một bên xylanh nên tăng diện tích được làm chođĩa phanh, tránh hiện tượng sôi dầu khi phanh liên tục

Hình 1.9.b.Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.

1.2.4.3 Cơ cấu phanh dừng

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đườngbằng Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứngyên, không di chuyển trên các loại đường khác nhau

Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh vàdẫn động phanh

– Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của cácbánh xe phía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số

– Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động

cơ khí được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đượcđiều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay

Hình 1.10 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng.

1.2.5 Dẫn động phanh

1.2.5.1 Dẫn động phanh chính bằng cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưngkhông tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái,thường chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay)

Dẫn động phanh dầu có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (dodầu không bị nén) Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫnđộng dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì

Vì vậy trong thực tế người ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng.

- Dẫn động hai dòng (hình 1.12):

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đườngdầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô Để có hai đầu ra độc lập người ta cóthể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng

xi lanh chính kép (loại "tăng đem")

Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giớithiệu hai phương án tiêu biểu thường được sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trênhình 1.12.a và 1.12.b

Hình 1.12.Dẫn động hai dòng.

Ở sơ đồ hình 1.12.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trướccòn một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau Với cách bố trí này mộttrong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng Ví dụ trên hình vẽ khidòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lựcphanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.

Ở sơ đồ hình 1.12.b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước vàmột bánh xe phía sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so lecòn lại Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn cótác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau

1.2.5.3 Dẫn động phanh chính bằng khí nén

Hình 1.13.Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén.

1.Máy nén khí; 2.bầu lọc khí; 3 Bộ điều chỉnh áp suất; 4 đồng hồ áp suất;

5 bàn đạp phanh; 6.van an toàn; 7 bình chứa khí; 8 van phân phối (tổng phanh); 9.bầu phanh; 10 cam phanh; 11.lò xo cơ cấu phanh; 12 guốc phanh.

Dẫn động phanh bằng thuỷ lực có ưu điểm êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy caonhưng lực điều khiển trên bàn đạp không thể giảm nhỏ do tỉ số truyền của dẫnđộng thuỷ lực có giới hạn.

Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ôtô tải trung bình và lớnngười ta thường sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén Trong dẫn độngphanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiểnvan phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụnglên bầu phanh thực hiện

Dẫn động phanh khí nén có ưu điểm giảm được lực điều khiển trên bànđạp phanh, không phải sử dụng dầu phanh nhưng lại có nhược điểm là độnhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn) do không khí bị nén khi chịu lực

Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các ôtô tải trung bình và lớn

Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:

– Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xilanh bánh xe phía trước và phía sau;

– Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phânphối khí và các xi lanh khí nén

Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lýlàm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.

Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu vànguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực

Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loạivan kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí

Xi lanh chính

Trống phanh

Trống phanh

Xi lanh bánh

xe

1.3 Mục đích và nội dung nghiên cứu của đề tài

1.3.1 Mục dích nghiên cứu của đề tài

- Tìm hiểu sơ đồ cấu tạo, tính năng kĩ thuật, phương pháp kiểm tra bằngcác thiết bị kiểm định hệ thống phanh của một số loại ôtô đang lưu hànhrộng rãi tại Hà Nội

- Tìm hiểu và tập hợp các chỉ tiêu kĩ thuật của hệ thống phanh ôtô do nhànước Việt Nam và một số nước khác trên thế giới qui định

- Thu thập, tập hợp, phân tích, xử lý các số liệu kiểm tra hệ thống phanhcủa các loại ôtô hiện đang lưu hành tại Hà Nội

1.3.2 Nội dung của đề tài

- Nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm việc, qui trìnhkiểm tra hệ thống phanh của các thiết bị hiện có tại cơ sở thực tập và một

CHƯƠNG II

CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH PHANH

2.1.Lực tác dụng lên ôtô khi phanh và phương trình cân bằng lực phanh

Trong trường hợp tổng quát khi ôtô đang chạy trên dốc và tiến hànhquá trình phanh ta có các lực tác dụng lên ôtô như sau:

G- trọng lượng ôtô

Pf1, Pf2 - lực cản lăn ở các bánh trước và các bánh sau

PP1, PP2 - lực phanh sinh ra ở các bánh trước và các bánh sau

và sau

Lực phanh tổng cộng PP sẽ là: PP = PP1 + PP2

Giá trị cực đại của lực phanh (PPmax) xác định theo công thức:

PPmax = φ.G trong đó: φ là hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường

Lực cản chuyển động tổng cộng sẽ là:

Pf = Pf1 + Pf2 = f.Gtrong đó: f là hệ số cản lăn

Lực cản không khí xác định như sau:

Pω = K.F.v2trong đó: K là hệ số cản không khí

F là diện tích chính diện của ôtô

v là vận tốc ôtô lúc bắt đầu phanh

Lực quán tính PJ được tính theo công thức:

PJ = .G dv

g dt

 (II.1)trong đó:  là hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng chuyển độngquay của ôtô

t là thời gian phanh

g là gia tốc trọng trường (g = 9,81m/s2)

Hệ số  xác định như sau:

 = 1 +

2 2 0 2

Jbx - mômen quán tính của bánh xe

ibx - bán kính làm việc của bánh xe

ih - tỉ số truyền của hộp số

i0 - tỷ số truyền của truyền lực chính

 - hiệu suất của hệ thống truyền lực.

Chiếu các lực tác dụng lên ôtô khi phanh lên bề mặt nghiêng của đường

ta có phương trình cân bằng lực khi phanh như sau:

PJ = PP + Pf + Pω + Pη ± PiKhi góc α nhỏ ta có thể tính gần đúng Pi như sau:

2.2 Hiệu quả phanh và các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh

Hiệu quả phanh là một khái niệm dùng để chỉ khả năng giảm vận tốccủa ôtô, nó đánh giá chất lượng của quá trình phanh và của một hệ thốngphanh Trong nghiên cứu sản xuất và thực tế sử dụng chúng ta luôn luôn tìmcách để làm tăng hiệu quả phanh cho ôtô

Các chỉ tiêu dùng để đánh giá hiệu quả phanh bao gồm: gia tốc chậmdần, thời gian phanh, quãng đường phanh, lực phanh và lực phanh riêng

2.2.1.Gia tốc chậm dần khi phanh: là gia tốc dài của ôtô trong quá trình

phanh, nó thể hiện khả năng làm giảm vận tốc ôtô của hệ thống phanh lànhanh hay chậm

Từ phương trình cân bằng lực tác dụng lên ôtô khi phanh, bỏ qua cácthành phần lực Pf, Pω, Pη vì chúng rất nhỏ so với tổng lực cản nói chung khiphanh và xét trường hợp phanh ôtô trên đường bằng hoặc trên dốc có góc αrất nhỏ (Pi = 0) ta có thể viết phương trình như sau:

 Jmax = dv

dt = g

 (II.2)

Ta thấy rằng để tăng gia tốc chậm dần cực đại khi phanh cần phải giảm

hệ số  Vì vậy khi phanh người lái cần cắt li hợp để tách động cơ ra khỏi hệthống truyền lực, lúc đó  sẽ giảm và Jmax sẽ tăng, nghĩa là hiệu quả phanh sẽlớn Ngoài ra Jmax còn phụ thuộc vào hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường φ

Trong quá trình ôtô làm việc, thường phanh với gia tốc chậm dần thấphơn nhiều, phanh đột ngột với gia tốc Jmax chỉ xảy ra trong những tình huốngcấp thiết

2.2.2 Thời gian phanh: là thời gian tính từ lúc người lái nhìn thấy chướng

ngại vật đến lúc ôtô dừng lại

trong đó: v1 –vận tốc của ôtô ứng với thời điểm bắt đầu phanh

Từ biểu thức trên ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ nhất tmin phụ thuộcvào vận tốc bắt đầu phanh của ôtô, phụ thuộc vào hệ số  và hệ số bám 

giữa bánh xe và mặt đường

2.2.3Quãng đường phanh: là quãng đường mà ôtô đi được tính từ khi người

lái xe bắt đầu đạp phanh cho đến khi ôtô dừng lại

v S

g





 (II.4)Như vậy, quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc chuyểnđộng của ôtô lúc bắt đầu phanh (theo hàm bậc hai), phụ thuộc vào hệ số bám

 và hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay  Để giảm quãngđường phanh cần giảm hệ số  , cho nên quãng đường phanh sẽ giảm khi cắt

li hợp rồi mới phanh

Từ sự nghiên cứu về lí thuyết ở trên ta thấy rằng quãng đường phanh S,gia tốc chậm dần j và thời gian phanh t được xác định tuần tự theo các biểuthức (II.2), (II.3), (II.4) là những thông số cơ bản của quá trình phanh và là cơ

sở để xác lập các chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh

2.2.4 Lực phanh hoặc lực phanh riêng: đây là chỉ tiêu được dùng thuận lợi

khi thử phanh trên bệ thử

Lực phanh sinh ra ở các bánh xe của ôtô được xác định:

p p bx

M P r

0

p

P P G



Lực phanh riêng cực đại sẽ ứng với lực phanh cực đại:

max 0max

Từ biểu thức trên ta thấy rằng lực phanh riêng cực đại bằng hệ số bám

 Như vậy về lí thuyết mà nói, trên mặt đường nhựa khô, nằm ngang thì lựcphanh riêng có thể đạt 0,7-0,8 nhưng thực tế chỉ đạt khoảng 0,45-0,65

Bốn chỉ tiêu trên đều có giá trị ngang nhau (giá trị tương đương), nghĩa

là khi đánh giá hiệu quả phanh chỉ cần một trong bốn chỉ tiêu trên Việc sửdụng chỉ tiêu nào để đánh giá là tuỳ vào phương pháp thử phanh (trên đườnghay trên bệ thử) và điều kiện trang thiết bị của mỗi nước

2.3 Tính ổn định hướng và các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh

2.3.1 Tính ổn định hướng của ôtô khi phanh

Trong thực tế, cuối quá trình phanh thì trục dọc của ôtô có thể bị lệch đimột góc  so với hướng chuyển động ban đầu (trục Y) Sở dĩ như vậy là dotổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải và bên trái không đồng đều

nhau, tạo thành mômen quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi qua trọngtâm A của ôtô

Khi phanh mà ôtô bị lệch đi một góc quá mức quy định sẽ ảnh hưởngđến an toàn chuyển động trên đường Vậy tính ổn định hướng của ôtô khiphanh là khả năng ôtô giữ được quỹ đạo chuyển động như ý muốn ban đầucủa người lái trong quá trình phanh

Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh mà ôtô lệch đi một góc

Giả sử ôtô đang chuyển động theo hướng trục Y, nhưng sau khi phanhthì trục dọc ôtô bị lệch đi một góc  so với hướng của trục Y Trong khiphanh thì ở các bánh xe bên phải có các lực phanh Pp.ph1 ở trục trước và Pp.ph2 ởtrục sau, còn các bánh xe bên trái có các lực phanh Pp.tr1 ở trục trước và Pp.tr2 ởtrục sau

Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên phải là:

Pp.ph = Pp.ph1 + Pp.ph2Tổng các lực phanh ở các bánh xe trái phải là:

Pp.tr = Pp.tr1 + Pp.tr2

Giả sử rằng Pp.ph > Pp.tr lúc đó ôtô sẽ quay theo hướng mũi tên trên hình

vẽ, quay quanh trọng tâm A của ôtô

Trong đó B là chiều rộng cơ sở của ôtô

Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm A được viết dướidạng sau:

M t I

2

q z

2.3.2 Các chỉ tiêu để đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh

Để đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh người ta dùng mộttrong các chỉ tiêu sau: góc lệch khi phanh, độ lệch khi phanh, hành lang chophép, hệ số không đồng đều lực phanh

- Góc lệch  của ôtô khi phanh, góc này được xác định về mặt lí thuyếttheo công thức:

2 1

2

q z

- Độ lệch của ôtô khi phanh:

Giả sử rằng ôtô đang chạy trong hành lang có chiều rộng T và trục dọc của ôtô trùng với trục dọc của hành lang Lúc bắt đầu phanh trọng tâm của ôtô

ở vị trí 0, cuối quá trình phanh trọng tâm đó di chuyển đến 0’ nằm cách xa mặtphẳng dọc trung tuyến của ôtô trước khi phanh một khoảng cách Y và trụcdọc của ôtô bị lệch đi góc  Điểm A là điểm xa nhất của ôtô ở cuối quá trìnhphanh so với mặt phẳng dọc trung tuyến của ôtô lúc bắt đầu phanh Đoạn AN

là độ lệch của ôtô khi phanh

Ta thấy rằng: m = AEsin + 0’Ecos

trong đó: Y- độ lệch của trọng tâm ôtô cuối quá trình phanh

l- khoảng cách từ trọng tâm đến mép ngang ngoài cùng trước xe

B’- chiều rộng của ôtô

- Hành lang cho phép Đây là bề rộng T của đường mà trong quá trìnhphanh thì ôtô không được phép vượt ra ngoài ở cuối quá trình phanh:

AN < T/2

- Hệ số không đồng đều lực phanh Kđ Hệ số này được đánh giá riêngcho từng trục của ôtô, nó bằng độ chênh lệch của các lực phanh ở phía bênphải và bên trái của trục chia cho lực phanh lớn nhất tác dụng ở trục này

max min max

trong đó: Pmax - lực phanh lớn nhất ở một phía nào đó trên trục được đo

Pmin - lực phanh nhỏ nhất ở một phía nào đó trên trục được đo

2.4 Giản đồ phanh

Các công thức xác định gia tốc chậm dần, thời gian phanh và quãngđường phanh chỉ đúng trong điều kiện lí tưởng, tức là chúng chỉ mang tínhchất lý thuyết Nghĩa là khi phanh thì ngay lập tức áp suất chất lỏng (hoặc khínén) có giá trị cực đại ngay tại thời điểm bắt đầu phanh và không kể đến thờigian phản ứng của người lái

Để xác định chính xác được quãng đường phanh thực tế ta cần nghiêncứu quá trình phanh qua các đồ thị thực nghiệm thể hiện quan hệ giữa lựcphanh PP sinh ra ở các bánh xe (hoặc mô men phanh ở bánh xe MP) với thời

gian t Đồ thị này được gọi là Giản đồ phanh.

Như vậy ta biết giản phanh thể hiện mối quan hệ giữa lực phanh PP vàthời gian t cũng có nghĩa là thể hiện mối quan hệ giữa gia tốc chậm dần vàthời gian phanh

độ người lái Thời gian này thường trong khoảng 0.3 đến 0.8 giây.

t2: Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tính từ lúc người láitác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép vào trống phanh Đốivới phanh dầu: t2 = 0.03 s; đối với phanh khí: t2 = 0.3 s

t3: Thời gian tăng lợc phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần:

- Phanh dầu: t3: = 0.2 s

- Phanh khí: t3: = 0.3  1s

t4: Thời gian phanh hoàn toàn, ứng với lực phanh cực đại Thời giannày được tính theo công thức lý thuyết cho ở trên Trong thời gian này lựcphanh, mô men phanh không đổi

t5: Thời gian nhả phanh, lực phanh giảm đến điểm O:

- Đối với phanh dầu: t5: = 0.2 s

- Đối với phanh khí: t5: = 1.5 2 s

Khi ôtô dừng hoàn toàn rồi mới nhả phanh thì thời gian t5 không ảnhhưởng gì đến quãng đường phanh nhỏ nhất Vậy thời gian phanh tổng cộng kể

từ lúc người lái nhận thấy phải phanh cho đến lúc ôtô dừng hẳn được tính là:

t = t1 + t2 + t3 + t4

Từ giản đồ phanh nhận thấy trong khoảng thời gian t1 và t2 thì lựcphanh và gia tốc chậm dần bằng không Lực phanh và gia tốc chậm dần bắtđầu tăng lên từ thời điểm A là điểm bất đầu tính thời gian t3, cuối thời gian t3

lực phanh và gia tốc chậm dần có giá trị cực đại và giữ không đổi trong suốtthời gian t4, cuối thời gian t4 thì lực phanh và gia tốc chậm dần có giá trị giảmdần và hết thời gian t5 thì lực phanh và gia tốc chậm dần có giá trị bằngkhông Gia tốc chậm dần trong khoảng thời gian t5 được gọi là gia tốc chậmdần ổn định

Trong thực tế giản đồ phanh thường có dạng gợn sóng, nhấp nhô Giản

đồ trên hình trên là giản đồ đã được đơn giản hoá

Từ giản đồ phanh thực tế người ta chia gia tốc chậm dần khi phanh ra 3loại:

- Gia tốc chậm dần cực đại: Jmax

- Gia tốc chậm dần ở vùng ổn định: Jô.đ

- Gia tốc chậm dần trung bình trong suốt quá trình phanh: Jtb

Dựa vào giản đồ phanh nhận được từ thực nghiệm ta có thể đánh giáđược hiệu quả phanh và từ đó xét được chất lượng quá trình phanh

Nếu kể đến thời gian chậm tác dụng t2 của dẫn động phanh thì quãngđường phanh thực tế tính từ khi tác dụng lên bàn đạp phanh cho đến khi ô tôdừng hẳn được xác định theo công thức sau:

2 1

- ks: Hệ số hiệu đính quãng đường phanh xác định bằng thực nghiệm.Đối với xe du lịch ks: = 1,2  1.2; đối với xe tải và xe khách: ks: = 1.4  1.6.

- S: Quãng đường phanh thực tế

Trong quá trình sử dụng xe thì má phanh bị mòn nhiều và do điều chỉnhphanh không đúng sẽ làm cho quãng đường phanh lớn hơn và gia tốc chậmdần khi phanh giảm đi 10  15% so với khi phanh còn mới và điều chỉnhđúng

CHƯƠNG III THIẾT BỊ, QUI TRÌNH VÀ TIÊU CHUẨN KIỂM ĐỊNH HỆ

THỐNG PHANH

Lựa chọn phương án và thiết bị kiểm định

Để thực hiện việc kiểm định hệ thống phanh, có hai phương án sau:

BeissbarthBeissbarthMahaMaha

ĐứcĐứcĐứcĐức

2 KT Phanh

MB8000MB6000IW2IW4

BeissbarthBeissbarthMahaMaha

ĐứcĐứcĐứcĐức

3 KT cân

MB8000MB6000

FWT1

BeissbarthBeissbarthMahaMaha

ÐứcÐứcÐứcĐức

ÐứcÐức

MDO2

HermannMaha

ÐứcÐức

6 KT đèn pha

PLA-20 ; LM5LITE3, LITE12

SimplesLuminoscopeMaha

ItaliaBỉĐức

2100

QuestTest, C - Noise

MỹĐài Loan

TPS1, TPS2

SemmlerMaha

ĐứcĐức

9 Cầu nâng 2 trụ R230

Sl-560

IstobalChiaranglurn

ĐứcĐài Loan

KH1

MahaTTĐK Khánh Hoà

ĐứcViệt Nam

Sau đây em xin giới thiệu một số thiết bị kiểm định hệ thống phanh: