Thiết kế hệ thống phanh xe con corrolla (Link CAD: https://bit.ly/3uVjnzU)

công dụng, phân loại và yêu cầu: Trên ôtô sự phanh xe đợc tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh ho

Chơng I Tổng quan về hệ thống phanh

1 công dụng, phân loại và yêu cầu:

Trên ôtô sự phanh xe đợc tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc

đĩa phanh với má phanh Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn

và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh

H hỏng trong hệ thống phanh thờng kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô Các h hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

• Hệ thống phanh dẫn động có cờng 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 hệ thống 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 thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS)

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

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiểm;

- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn;

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao;

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với bất kì cờng độ nào;

- Không có hiện tợng tự xiết khi phanh;

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;

- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực phanh trên bánh xe;

- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện

sử dụng;

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

2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh:

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô đợc mô tả trên hình 1.1

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

– Cơ cấu phanh:

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

– Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp thủy – khí mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau 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, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn

3 Cơ cấu phanh:

3.1 Kết cấu chung:

Kết cấu của cơ cấu phanh dùng trên ôtô tùy thuộc bởi vị trí đặt nó (phanh ở bánh

xe hoặc ở truyền lực), bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến hành phanh

Cơ cấu phanh ở bánh xe thờng dùng loại guốc và gần đây trên các xe con hiện

đại ngời ta thờng sử dụng phanh đĩa (có thể ở cầu trớc, cầu sau, hoặc cả hai cầu)

3.2 Cơ cấu phanh guốc (phanh trống):

a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục:

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đờng trục thẳng đứng) đợc thể hiện trên hình 1.2 Trong đó sơ đồ hình 1.2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên

ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thờng sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dới, khe hở phía trên

đợc điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.2.b).Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát Các tấm này có thể dài liên tục (hình 1.2.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.2.a)

ở hình (hình 1.2.b) trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn nh nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn

Còn đối với cơ cấu phanh đợc mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác dụng lên hai má phanh là nh nhau nên độ dài của chúng bằng nhau

b) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm:

Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm đợc thể hiện trên hình 1.3 Sự đối xứng qua tâm ở đây đợc thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm.

Mỗi guốc phanh đợc lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dới 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 đợc điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thờng có dẫn

động bằng thủy lực và đợc bố trí ở cầu trớc của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ

c) Cơ cấu phanh guốc loại bơi:

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trợt (hình 1.4.b)

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b)

– Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

ở loại này một đầu của guốc phanh đợc tựa trên mặt tựa di trợt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trợt của pittông Cơ cấu phanh loại này thờng đ-

ợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch và 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 mỗi guốc

đều tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông Cơ cấu phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

d) Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa:

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

Có hai loại cơ cấu phanh tự cờng hóa: cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn (hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép (hình 1.5.b)

– Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn:

Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh đợc liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trợt của một cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu

Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá

còn lại của hai guốc phanh thì một đợc tựa vào mặt tựa di trợt trên vỏ xi lanh bánh

xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trợt của pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

đến trung bình

– Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép:

Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh đợc tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

3.3 Cơ cấu phanh đĩa:

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6

Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

– Một đĩa phanh đợc 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 đợc đặt ở hai bên của đĩa phanh và đợc dẫn 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 1.7.a):

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

Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa

Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.

Loại này, giá đỡ đợc bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các má phanh Một đờng dầu từ xi lanh chính đợc dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe

b Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):

ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trợt ngang đợc trên một số chốt bắt cố định trên dầm cầu.Trong giá đỡ di động ngời ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện đợc gá trực tiếp lên giá đỡ

áp suất thuỷ lực

Giá cố định

Đĩa phanh Má phanh

Hình 1.7.b Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.

3.4 Cơ cấu phanh Đỗ ( phanh tay)

Phanh dừng đợc dùng để dừng (đỗ xe) trên đờng dốc hoặc đờng bằng Nói chung hệ thống phanh này đợc sử dụng trong trờng hợp ôtô đứng yên, không di chuyển trên các loại đờng khác nhau

Về cấu tạo phanh đỗ cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn

động phanh

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

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

bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đợc điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay

Chuyển động

áp suất thuỷ lực

Giá di động

Pittông Má phanh

Đĩa phanh

Giá dẫn hướng

4 dẫn động phanh:

4.1 Dẫn động phanh chính bằng cơ khí:

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có u điểm kết cấu đơn giản nhng không tạo

đợc mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của ngời lái, thờng chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay)

4.2 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực:

ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất lỏng

đợc coi nh không đàn hồi khi ép)

Hình 1.8 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh đỗ ( phanh tay)

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi lanh bánh xe).

Dẫn động phanh dầu có u điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu không bị nén) Tuy nhiên nó cũng có nhợc điểm là tỉ số truyền của dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thờng đợc sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ

Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn động ngời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

- Dẫn động một dòng (hình 1.9):

Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đờng dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhng độ an toàn không cao Vì một lý do nào đó, bất kỳ một đờng ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.Vì vậy trong thực tế ngời ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực

Có nhiều phơng án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệu hai phơng án tiêu biểu thờng đợc sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình 1.10.a và 1.10.a.

ở sơ đồ hình 1.10.a thì một dòng đợc dẫn động ra hai bánh xe cầu trớc còn một dòng đợc dẫn động ra hai bánh xe cầu sau Với cách bố trí này một trong hai dòng

bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu tr ớc bị

rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh

ở sơ đồ hình 1.10.b thì một dòng đợc dẫn tới một bánh xe phía trớc và một bánh

xe phía sau so le nhau, còn một dòng đợc dẫn tới hai bánh xe so le còn lại Trong ờng hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trớc và sau

tr-4.3 Dẫn động phanh chính bằng khí nén:

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

Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ôtô tải trung bình và lớn ngời ta ờng sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực

th-điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để th-điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện

Dẫn động phanh khí nén có u điểm giảm đợc lực điều khiển trên bàn đạp phanh, không phải sử dụng dầu phanh nhng lại có nhợc điểm là độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn) do không khí bị nén khi chịu lực

Hình 1.11 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.

4.4 Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp:

Dẫn động bằng thuỷ lực có u điểm độ nhạy cao nhng hạn chế là lực điều khiển trên bàn đạp còn lớn Ngợc lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có u điểm là lực

điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí

bị nén khi chịu áp suất)

Để tận dụng u điểm của hai loại dẫn động trên ngời ta sử dụng hệ thống dẫn động

phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén (hình 8.33)

Loại dẫn động này thờng đợc áp dụng trên các ôtô tải trung bình và lớn

Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợpSơ 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 xi lanh bánh xe phía trớc và phía sau;

Van phanh

Xả ra ngoài

Bình khí

Bình chứa dầu

Trống phanh

Guốc

Đường khí Đường dầu

Xi lanh bánh xe

– Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí

và các xi lanh khí nén

Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc

nh 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 và nguyên

lý làm việc nh trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực

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

Chơng II giới thiệu về xe tham khảo xe corolla

1 cơ cấu phanh của xe tham khảo

Xe tham khảo đợc chọn là xe Toyota Corolla xe có 2 dạng cơ câu phanh đó là

- cơ cấu phanh trớc sử dụng phanh đia : có kết câu đơn giản rất đễ tháo lắp kiểm tra và thay thế má phanh trong quá trình sử dụng

- cơ cấu phanh sau sử dụng cơ cấu phanh guốc truyền thống

Xe đợc bố trí đẫn động 2 dòng độc lập sử dụng xilanh chình lại tăng đen có trợ lực chân không để làm giảm lực bàn đạp phanh cho ngời lái xe còn bố trí thêm

bộ điều hòa lực phanh

1.1 Cơ cấu phanh đĩa

1.2 Cơ cấu phanh tang trống

Hình 2.2 Cấu tạo cơ cấu phanh guốc

1 Má phanh 2 Guốc phanh 3 Lò xo 4 Phớt làm kín 5 Trống phanh 6 chốt 7 Xecmang 8 Piston 9 Phớt chắn dầu 10 Lò xo 11 Xilanh 12 Phớt chắn bụi 13 Lò

xo 14 Đinh tán 15 Tấm đệm 16 Chốt phanh 17 Bạc lêch tâm 18 Bulong 19 van xả khí 20 tấm chắn bụi

1.3 Các cơ cấu điều chỉnh.

1.3.1 Miếng báo mòn má phanh ở cơ cấu phanh đĩa

H×nh 2.3 c¬ cÊu b¸o mßn m¸ phanh

- Khi m¸ phanh mßn vµ cÇn thay thÕ, miÕng b¸o m¸ phanh mßn sÏ sinh ra tiÕng rÝt cã tÊn sè cao dÓ b¸o cho ngêi l¸i ë xe Corolla, sÏ cã tiÕng rÝt khi chiÒu dµy thùc tÕ mµ phanh vµo kho¶ng 2,5 mm

1.3.2 C¬ cÊu ®iÒu chØnh khe hë m¸ phanh cña c¬ cÊu phanh guèc

Ngêi ta lîi dông cµng phanh tay vµ thanh nèi gi÷a cµng phanh tay víi guèc phanh cßn l¹i lµm c¬ cÊu ®iÒu chØnh Trªn thanh nèi ngêi ta bè trÝ mét b¸nh xe ®iÒu

chỉnh liền với bulông điều chỉnh trên thanh nối Trên càng phanh tay lắp thêm một cần điều chỉnh Mỗi lần kéo phanh tay, càng phanh tay và cần điều chỉnh sẽ xoay một góc nào đó Khi khe hở giữa má phanh và trống phanh còn nằm trong giới hạn cho phép thì góc quay của cần điều chỉnh còn nhỏ hơn bớc răng của bánh xe điều chỉnh nên sau khi nhả phanh tay cần điều chỉnh không gạt lên răng nên bánh xe điều chỉnh xoay Khi khe hở giữa má phanh và trống phanh lớn hơn giá trị cho phép thì góc quay của cần điều chỉnh lớn hơn bớc răng của bánh xe điều chỉnh Do đó khi kéo phanh tay cần điều chỉnh ăn khớp với một răng kế tiếp của bánh xe điều chỉnh

và khi nhả phanh tay cần điều chỉnh sẽ gạt lên răng làm bánh xe điều chỉnh xoay một góc tơng ứng kết quả là bulong điều chỉnh của thanh nối cũng quay theo một góc tơng ứng đẩy hai guốc phanh đi một khoảng bù lại khe hở tăng lên giữa má phanh và trống phanh

1 vít điều chỉnh 2 phớt thân trợ lực 3 Lò xo màng 4 ống nối 5 Thân sau trợ lực 6 Màng trợ lực 7 Thân trớc trợ lực 8 Tấm đỡ lò xo 9 Thân van 10 Bulong 11.phớt thân van 12 Cần điều chỉnh 13 Lò xo hồi van khí 14 Lọc khí 15 Lò xo van điều khiển 16 van điều khiển 17 van khí 18 đĩa phản lực 19 miếng hãm.

2.2 Cấu tạo của xilanh chính.

- Xilanh chính tăng đem đợc thể hiện trên hình vẽ

Hinh 2.5 Cấu tạo xilanh chính

1 lò xo piston thứ cấp 2 Bình dầu 3 Nắp bình dầu 4 Piston sơ cấp 5 Phớt làm kín 6 Hãm phanh 7 Lỗ bù dầu 8 Tấm chắn hình sao 9 Lò xo piston sơ cấp 10 Cốc đỡ lò xo 11 Bulong hạn chế hành trình 12 Piston thứ cấp 13 Phớt đầu 14 Xi lanh chính

Dẫn đông phanh 2 dòng đòi hỏi xylanh chính phải có 2 ngăn làm việc độc lập

do 1 cần đẩy piston liên hệ với bàn đạp phanh điều khiển Cấu tạo của loại xilanh chính này đợc trình bày ở hình dới, Buồng xylanh thứ nhất I đợc tạo bởi không gian

giữa 2 piston, còn buồng xylanh thứ hai II là không gian giữa piston và vỏ xylanh chính.

Cấu tạo của xilanh chính nh sau:

- Bình cấp dầu, lỗ cấp dầu, lỗ bù dầu, ốc tỳ hạn chế

- Xilanh chính là một bộ phận của dẫn động phanh thuỷ lực, đảm bảo chức năng tạo nên áp suất chất lỏng để truyền năng lợng điều khiển từ bàn đạp tới các xilanh công tác điều khiển guốc phanh hoặc tấm má phanh

II lại

Do lò xo ở buồng xylanh thứ hai yếu hơn nên piston thứ cấp sẽ tiến tới bịt lỗ

bù dầu trớc, ép dầu để đi đến các xylanh bánh xe Sau đó, piston sơ cấp mới tiến tới bịt lỗ bù dầu tạo cao áp, tạo cao áp ở buồng xylanh thứ I đẩy mở van 1 chiều tới các xylanh bánh xe

Khi thôi tác dụng phanh, các lò xo sẽ đẩy các piston lùi về Lúc đó dầu ở các xylanh bánh xe đợc dồn về các buồng xylanh qua các van hồi dầu đợc bố trí ở các cửa dẫn dầu Đồng thời thông qua lỗ bù dầu và các lỗ trên piston ( dầu qua các lỗ trên piston bẻ cong phớt để vào các buồng xylanh), một lợng dầu từ bầu dầu và từ các khoang sẽ đợc bổ sung cho các buồng xylanh bảo đảm 1 áp suất thuỷ lực cần thiết cho lần phanh tiếp theo ngay sau khi nhả bàn đạp với hiệu quả phanh không thay đổi

Giả sử khi buồng thứ nhất bị mất áp suất (do sự cố đờng ống) pittông sơ cấp

di chuyển một đoạn đến khi tỳ vào chốt trụ và đẩy pittông thứ cấp tỳ vào vỏ xylanh sau đó mới thực hiện tăng áp suất trong buồng thứ hai Khi hỏng dòng phanh thứ 2

pittông sơ cấp vẫn dịch chuyển sang trái tỳ vào pittông thứ cấp (dầu sẽ chảy ra ngoài) Pittông sơ cấp vẫn di chuyển sang trái tạo cao áp cho buồng 1 dẫn đến xilanh bánh xe, cho đến khi tỳ vào chốt trụ thì thôi Đảm bảo an toàn khi hỏng một dòng phanh cơ cấu còn lại vẫn làm việc, nhng lực bàn đạp sẽ nhỏ và hành trình bàn đạp sẽ lớn.

2.3 Bộ điều hòa lực phanh

1

2 3

4

5 6

7

10

9 8

Hinh 2.6 Cấu tạo bộ điều hòa lực phanh

1 Piston 2 Nắp 3 Đệm 4 ống chặn 5 Bạc đỡ chặn 6 Lò xo 7 Phớt làm kín 8 Lò

xo cảm biến 9 Phớt 10 Cao su chắn bụi 11 Đệm 12 Bạc đệm 13 bạc

3 Dẫn động phanh của xe Corolla:

Xe corolla sử đụng hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực có các u điểm:

– Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu;

– Hiệu suất cao;

– Độ nhậy tốt, kết cấu đơn giản;

– Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ôtô khác nhau khi chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Khuyết điểm của hệ thống phanh thủy lực:

– Tỷ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh;

– Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực tùy theo sơ đồ mạch dẫn động

ng-ời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

– Dẫn động một dòng tuy kết cấu đơn giản nhng độ tin cậy không cao Vì một lý do nào đó, bất kì một đờng ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống phanh dầu

1.Bàn đạp phanh; 2 Bầu trợ lực; 3 Xi lanh chính; 4 Bình dầu;

5 Phanh đĩa; 6 Bộ điều hoà lực phanh; 7 Phanh guốc.

thì dầu trong hệ thống bị mất áp suất khi đó hiệu quả phanh ở tất cả các bánh xe bằng không.

– Dẫn động hai dòng độ tin cậy cao, trong trờng hợp bị rò rỉ một đờng ống dẫn dầu thì hiệu quả phanh vẫn còn Có nhiều phơng án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe nhng có hai phơng án tiêu biểu thờng đợc sử dụng nhiều hơn cả nh sơ

đồ hình 2.5 dói đây

Từ các u nhợc điểm của dẫn động thuỷ lực ta chọn dẫn động thuỷ lực hai dòng

có trợ lực (hình 2.5.a) làm phơng án dẫn động cho xe Corolla

Nguyên lý hoạt động của dẫn động thuỷ lực:

Hình 2.5 Dẫn động hai dòng

Hình2.6 Sơ dồ hệ thống phanh dẫn động dầu.

1 Bàn đạp phanh, 2 Xilanh phanh chính, 3 Xilanh phanh bánh xe ,

4 Guốc phanh , 5 Đờng ống dẫn dầu,6 Phanh đĩa 7 Cụm má phanh

Khi không phanh: Lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ trên đờng ống.

Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp 1, qua thanh đẩy sẽ tác động vào pittông nằm trong xylanh 2, ép dầu trong xylanh chính 2 đi đến các đờng ống dẫn 5 Chất lỏng với áp suất cao (khoảng 5 ữ 8 Mpa) sẽ tác dụng vào các pitông ở xylanh bánh

xe 3 và pitông ở cụm má phanh 7 Hai pitông này thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh 4 ép sát vào trống phanh thực hiện phanh, hay ép sát má phanh vào thực hiện quá trình phanh

Khi thôi phanh ngời lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ ép dầu

từ xilanh bánh xe 3, và xylanh phanh đĩa về xilanh chính 2

Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh áp suất trong sơ đồ dẫn động đợc truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là nh nhau, khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xi lanh công tác Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh, và tất nhiên là lực tác dụng lên piston xi lanh phanh chính,

áp suất trong dẫn động và lực đẩy lên má phanh sẽ tăng lên Do vậy dẫn động phanh thuỷ lực tác bảo đảm đợc sự làm việc đồng thời của các cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ

lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa

Chơng Iv Tính toán thiết kế hệ thống phanh

 G là tải trọng toàn bộ của xe.

 r bx là bán kính làm việc của bánh xe

Để xác định mô men cần có tại mỗi bánh xe, ta xác định mô men cần thiết tại từng cầu xe và coi gần đúng rằng mỗi bánh xe chịu một nửa mô men này Ta có:

1 1

2 2

b a

Pj

G

Trong hình trên:

 L là chiều dài cơ sở của ô tô, L = 2,7 m

 a, b là khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trớc và cầu sau của xe Từ phân bố tải trọng lên cầu trớc và cầu sau ta tính đợc a, b nh sau:

 hg là chiều cao trọng tâm xe, hg = 0,45 m

 Pj là lực quán tính xuất hiện khi phanh, j

( 2)

m j =mgϕ ⇒ j =gϕ ⇒ j = = m s

Trong đó, ϕ = 0,65 đợc chọn sao cho trên đờng tốt có hệ số bám cao thì hiệu

quả phanh đạt đợc tốt và đảm bảo sự phanh êm dịu

Ph¶n lùc t¹i c¸c b¸nh xe cÇu tríc vµ cÇu sau:

1

2

1

11

1

g g

g g

NÕu bá qua lùc c¶n kh«ng khÝ, lùc c¶n l¨n vµ coi hÖ sè b¸m t¹i c¸c b¸nh xe lµ

nh nhau, träng lîng ph©n bè t¹i mçi bªn b»ng mét nöa träng lîng t¸c dông lªn cÇu th× ta cã m« men phanh cÇn thiÕt t¹i mçi b¸nh lµ:

B¸nh xe cÇu tríc: M p 0,65.0,292 1060,33( )Nm

335,1.8,9

45,0.37,617,2.2

8,9.1800

45,0.37,617,2.2

8,9.1800

1.1 Tính toán cơ cấu phanh sau

1.1.1Chọn cơ cấu phanh.

Với tiêu chí đơn giản và hạ giá thành, ta chọn cơ cấu phanh guốc loại đối xứng trục đối với bánh xe cầu sau và cơ cấu phanh guốc loại đối xứng tâm đối với bánh xe cầu trớc nhằm tăng hiệu quả phanh khi xe đi theo chiều tiến

1.1.2Tính các thông số cơ bản của cơ cấu phanh.

Đối với cơ cấu phanh guốc, mô men phanh tại bánh xe đợc tạo bởi hai guốc phanh Do đó, ta có:

a Các thông số cơ bản của cơ cấu phanh bánh xe cầu sau.

Vì cơ cấu phanh bánh xe cầu sau là cơ cấu phanh kiểu đối xứng trục nên mỗi chiều tiến và lùi sẽ có một má xiết và một má nhả Tuy nhiên, chiều tiến có thời gian

sử dụng nhiều hơn nên một má làm việc sẽ chóng mòn hơn Để đảm bảo hai má mòn đều nên má phanh xiết đợc thiết kế dài hơn má phanh nhả

 TÝnh to¸n cho m¸ siÕt.

cos 2 cos 2'

2 sin 2 sin 2cos 2.15 cos 2.135

4,188 sin 2.15 sin 2.135' 8, 65

tg tg

δ

δδ

2 sin 2 sin 2 cos 2 cos 2

4.150 cos15 cos135'

4,188 sin 30 sin 270 cos 30 cos 270' 174 0,174

t r

cos 2 cos 2'

2 sin 2 sin 2cos 2.15 cos 2.120

3, 665 sin 2.15 sin 2.120' 15,19

tg tg

δ

δδ

Bán kính đặt lực của phản lực tác dụng lên má phanh ở má xiết cơ cấu phanh sau

2 sin 2 sin 2 cos 2 cos 2

4.150 cos15 cos120'

3, 665 sin 30 sin 240 cos 30 cos 240' 168 0,168

t r

1.2 Tính các lực tác dụng lên cơ cấu phanh.

Với các thông số cơ bản ở trên, ta xây dựng họa đồ lực phanh để tính các lực tác dụng lên cơ cấu phanh Từ đó ta tính đợc lực cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh

( ) ( ) ( )

1 1

1 1

1 1

' '' 10604' '' 3377' '' 7791

 Tính toán lực tác dụng lên cơ cấu phanh bánh xe cầu sau.

Cơ cấu phanh tại các bánh xe cầu sau là loại đối xứng trục, theo công thức tính mô men phanh ta có:

0, 3'.0,168 ''.0,164 1643, 96

Trong đó:

 ρ2' và ρ2'' là bán kính đặt lực của phản lực trống phanh tác dụng lên má phanh của guốc xiết và guốc nhả trên các bánh xe cầu sau.

 R2' và R2'' là phản lực của trống phanh lên má phanh của guốc xiết và guốc nhả trên các bánh xe cầu sau

 T2' và T2'' là thành phần tiếp tuyến của R2' và R2''.Cách xây dựng họa đồ với các bớc tơng tự nh đối với cơ cấu phanh cầu trớc, tuy nhiên do phản lực R cha xác định đợc độ lớn cho cả hai má xiết và má nhả nên ta phải dựa vào điều kiện bằng nhau của lực phanh P Từ đó ta xây dựng đợc họa đồ lực nh sau:

Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh sau

R

Từ đây ta tính đợc:

 Tính toán kiểm tra tự xiết

Hiện tợng tự xiết là hiện tợng mô men phanh tăng đến giá trị rất lớn ngay cả khi lực phanh P thôi tác dụng Đây là hiện tợng cần tránh vì khi xảy ra hiện tợng này cơ cấu phanh làm việc giật cục, không êm dịu, và lái xe không thể kiểm soát cờng độ phanh theo ý muốn Hiện tợng tự xiết xảy ra khi:

.cos '' sin '

tx

c c

δà

Dễ thấy trên họa đồ lực ρ'' sin ''− δ >0 với mọi trờng hợp, nghĩa là ở guốc sau của cơ

cấu phanh không bao giờ xảy ra hiện tợng tự xiết

Kiểm tra tự xiết cho guốc trớc của cơ cấu phanh bánh xe cầu sau:

2 2 2

2 2 2

.cos ' 0,125.cos8, 65

0, 796' sin ' 0,174 0,125.sin 8, 65

tx

c c

δà

Trong đó, c1 và c2 là khoảng cách từ tâm chốt đến tâm của tang trống, chọn c1 =

c2 = 125 mm Nh vậy cơ cấu phanh cầu sau không xảy ra hiện tợng tự hãm

1.2 Tính toán cơ cấu phanh trớc

Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay đợc xác định nh sau:

105( )

2

130802

39,472

m

M Q

tb

=µ

MÆt kh¸c: Q p d n

4

2 0

25,7498.4

.4

5 0

mm cm

n p

2 0

2

G V l

 V0 lµ vËn tèc cña « t« khi b¾t ®Çu phanh, chän V0 = 60 km/h.

' '' ' 120 2, 09'' 105 1,83

rad rad

210586 210,5862.9,8.0,1215

¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh bÞ giíi h¹n bëi søc bÒn vËt liÖu TÝnh kiÓm tra

¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh theo c«ng thøc:

[ ]

2 0

1,5 2, 0

p t

 Cơ cấu phanh sau:

Do khi phanh, các lực tác dụng lên má phanh xiết lớn hơn lực tác dụng lên má nhả nên ta chỉ cần tính toán kiểm tra cho má xiết là đủ

m

Vậy áp suất trên má phanh của cơ cấu phanh sau thỏa mãn giới hạn cho phép

1.3Tính nhiệt trong phát sinh quá trình phanh.

Trong quá trình phanh ô tô, toàn bộ năng lợng các khối chuyển động của ô tô

đ-ợc chuyển hóa thành nhiệt tại các cơ cấu phanh Một phần lớn lợng nhiệt này sẽ nung nóng cơ cấu phanh mà chủ yếu là trống phanh, phần còn lại tỏa ra ngoài không khí

Phơng trình cân bằng nhiệt đợc viết nh sau:

 τ là mức gia tăng nhiệt độ so với môi trờng xung quanh.

 A t là diện tích làm mát của trống phanh

 kt là hệ số truyền nhiệt từ không khí ra ngoài

 t là thời gian phanh

02

0

t

t t

A k dt∫ là lợng nhiệt tỏa ra ngoài không khí trong quá trình phanh.Trong trờng hợp phanh gấp, thời gian phanh rất ngắn nên lợng nhiệt tỏa ra ngoài không khí rất nhỏ nên có thể bỏ qua đợc Khi đó, nếu phanh xe từ vận tốc ban đầu

V0 = 30 km/h xuống đến vận tốc V = 0 km/h thì mức gia tăng nhiệt độ so với môi ờng xung quanh là:

Nh vậy cơ cấu phanh thỏa mãn điều kiện bền nhiệt

2.Tính kiểm nghiệm bền cho một số chi tiết cơ cấu phanh.

2.1 Tính bền má phanh.

Theo các tính toán ở trên, nhận thấy guốc phanh của cơ cấu phanh bánh xe cầu trớc chịu các lực lớn hơn các guốc phanh ở bánh xe cầu sau nhiều, do đó ta đi tính kiểm nghiệm bền cho guốc phanh này với các lực có giá trị:

( ) ( ) ( )

1 1

1 1

1 1

' '' 10604' '' 3377' '' 7791

 Tính chọn một số kích thớc hình học của guốc phanh

Guốc phanh có mặt cắt dạng chữ T, với các kích thớc hình học nh hình vẽ

Sơ đồ kích thớc hình học mặt cắt guốc phanh

Chọn các thông số: a = 50 mm, b = 5 mm, c = 6mm, d = 25mm

2 1 1

1 2

c

Y F Y

F F

=+

Khoảng cách từ tâm bánh xe đến trọng tâm guốc phanh:

2' 2 132,5 6 138,5

R =R +Y = + = mm

2.2 Tính bền guốc phanh.