Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe TOYOTA CAMRY 2004

Tang trống quay,bên trong tang trống là guốc phanh,lò xo hồi vị và xi lanh côngtác.Guốc phanh làm bằng kim loại trên bề mặt được tán hoặc dán với má phanh,guốcphanh quay xung quanh chốt

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 4

I Những vấn đề chung hệ thống phanh ô tô 4

1 Công dụng 4

2 Phân loại 4

4 Cấu tạo chung hệ thống phanh trên ô tô 4

4.1 Cơ cấu phanh 5

4.1.1 Cơ cấu phanh tang trống 5

4.1.2 Cơ cấu phanh đĩa 6

4.1.3 Cơ cấu phanh dừng 7

4.2 Dẫn động phanh 8

4.2.1 Dẫn động phanh bằng cơ khí 8

4.2.2 Dẫn động phanh thủy lực 9

4.2.4 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén 12

4.3 Trợ lực phanh 13

4.4 Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh và chống bó cứng ABS 14

4.4.1 Hệ thống phanh có bộ điều hòa lực phanh 14

4.4.2 Hệ thống phanh có ABS 14

II Phân tích hệ thống phanh trên xe Toyota camry 2004 15

1 Bố trí hệ thống phanh trên xe camry 2004 15

1.1 Hệ thống phanh chính : 16

1.1 1 Dẫn động phanh : 16

1.1.2 Phân tích đặc điểm cơ cấu phanh xe 25

1.2 Hệ thống phanh dừng xe camry 2004 28

1.2.1 Công dụng : 28

1.2.2 Phân tích kết cấu cơ cấu phanh dừng xe TOYOTA CAMRY 204 28

1.2.3 Nguyên lí làm việc 30

1.3 Hệ thống ABS 30

1.3.2 Chức năng của các bộ phận : 31

1.3.3 Các bộ phận của ABS 31

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA CAMRY 2004 38 BẢNG CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE TOYOTA CAMRY 2004 (2.4G) 38

I.Tính toán dẫn động phanh 40

1 Xác định đường kính làm việc của xy lanh bánh xe 40

2 Xác định các thông số cơ bản 40

2.1 Xác định đường kính của xilanh chính 40

2.3 Xác định hành trình của piston xilanh lực S0: 41

3 Tính bền đường ống dẫn động phanh: 42

II Tính toán bộ trợ lực phanh 43

1 Cấu tạo 43

2 Xác định hệ số cường hóa 43

3 Xác định kích thước màng cường hoá: 44

4 Tính lò xo màng cường hoá 45

CHƯƠNG III QUY TRÌNH CHẨN ĐOÁN, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA CAMRY 200447 I NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA CAMRY 2004 47

II.CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH 47

1.Các hư hỏng và biện pháp khắc phục của hệ thống phanh chính 47

2 Những hư hỏng và biện pháp khắc phục của phanh tay 49

III BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH XE CAMRY 2004 50

1 Quy trình chuẩn cho bảo dưỡng hệ thống phanh xe CAMRY2004 50

2 Một số kiểm tra bảo dưỡng điển hình đối với hệ thống phanh 54

2.1 Kiểm tra điều chỉnh bàn đạp phanh 54

2.2 Kiểm tra mức dầu phanh 56

2.3 Kiểm tra cụm trợ lực phanh 57

2.4 Xả khí hệ thống phanh 58

2.5 Kiểm tra cơ cấu phanh 61 KẾT LUẬN 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt

là đối với các nước có nền kinh tế phát triển.Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vậntải là mạch máu của một quốc gia,một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải pháttriển mạng lưới giao thông vận tải

Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đường bộ đóngvai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằngôtô

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triểnhơn.Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ôtô đã có sự pháttriển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con người.Những chiếc ôtô ngày càngtrở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thờiđại

Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và

xe càng trở nên cần thiết Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm antoàn như: cải tiến cơ cấu phanh,dây đai an toàn,túi khí trong đó cơ cấu phanh đóng vaitrò quan trọng nhất.Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệuquả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao;để nâng cao được năng suất vậnchuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết

Đề tài này có nhiệm vụ “Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe TOYOTA CAMRY 2004”.Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình

của thầy Đào Văn Toàn và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thànhđược đồ án của mình

Sinh viên

Phạm Văn Trung

CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

I Những vấn đề chung hệ thống phanh ô tô

1 Công dụng.

- Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của ô tô tới vận tốc chuyển

động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ ô tô ở vị trí nhất định

- Hệ thống phanh đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng cao năng suấtvận chuyển cho ô tô

- Yêu cầu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô đảm nhận chức năng an toàn chủđộng nên nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

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

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

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

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

- Đảm bảo phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàntoàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

- Không có hiện tượng tự xiết, thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát cao và ổn định Giữ được

tỉ lệ thuận giữa lực đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh

- Có độ tin cậy cao, độ bền, tuổi thọ cao, giá thành hạ

4 Cấu tạo chung hệ thống phanh trên ô tô

* Bố trí chung hệ thống phanh trên ô tô

Hình 1.1 Bố trí hệ thống phanh trên ô tô

1 Bàn đạp phanh 2 Bộ trợ lực phanh 3 Xi lanh phanh chính 4.Cụm ABS 5 Phanh đĩa sau 6 Phanh tay 7 Phanh đĩa trước

* Hệ thống phanh trên ô tô bao gồm ba bộ phận chính:

- Cơ cấu phanh

- Dẫn động phanh

- Trợ lực phanh

- Ngoài ra trên các xe hiện đại ngày nay còn được bố trí các hệ thống đảm bảo antoàn như hệ thống chống bó cứng ABS, phanh khẩn cấp BA, phân bố lực phanh điện tửEBD và một số hệ thống hỗ trợ khác

Sau đây ta sẽ đi vào tìm hiểu cụ thể kết cấu,nguyên lý hoạt động cũng như ưu khuyếtđiểm của từng bộ phận

4.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp giảm tốc độ góc của bánh xe ô tô

Quá trình phanh được thực hiện nhờ cơ cấu ma sát giữa phần quay và phần cốđịnh Phần quay có thể dạng trống hoặc đĩa.Phần cố định được liên kết cứng với dầmcầu hoặc đặt ở vỏ xe

Trên xe có hai loại cơ cấu phanh là cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh tangtrống.Cơ cấu phanh đặt trong lòng bánh xe có ưu điểm là phanh trực tiếp bánh xe,không ảnh hưởng đến khoảng sáng gầm xe dễ bảo dưỡng,điều chỉnh

4.1.1 Cơ cấu phanh tang trống

* Cơ cấu phanh tang trống bao gồm:

Tang trống quay,bên trong tang trống là guốc phanh,lò xo hồi vị và xi lanh côngtác.Guốc phanh làm bằng kim loại trên bề mặt được tán hoặc dán với má phanh,guốcphanh quay xung quanh chốt quay.Khi đạp phanh qua dẫn động phanh sẽ làm chopiston đẩy má phanh ép vào tang trống,thực hiện quá trình phanh.Khi không phanh lò

xo hồi vị kéo guốc phanh vào trong quay cùng bánh xe và moay ơ

Hình 1.2 Kết cấu phanh tang trống

1 Má phanh , 2 Tang trống , 3Bu lông , 4 Lò xo ,5 Piston , 6 Xi lanh,

7 Guốc phanh ,8 Chốt hãm định vị

4.1.2 Cơ cấu phanh đĩa.

Hình 1 3 Cấu tạo phanh đĩa

1 Piston 2 Má phanh 3 Khung 4 Đĩa phanh

 Các bộ phận chính của phanh đĩa:

- Một đĩa phanh được lắp với moay ơ 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 được dẫn độngbởi các piston của các xi lanh bánh xe

 Nguyên lý hoạt động:

Khi người lái tác động lên bàn đạp phanh dầu phía sau xi lanh chính có áp suất caohơn nên dầu chảy đến các xi lanh con làm cho piston áp sát các má phanh vào đĩa phanhlàm giảm tốc độ quay hoặc làm cho đĩa phanh dừng hẳn

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp.Do đĩa phanh quay làm cho các má phanh dichuyển ra xa đĩa phanh và đẩy các piston về vị trí ban đầu

Quá trình phanh kết thúc

Phanh đĩa ngày càng được dùng phổ biến trên các loại ô tô con có vận tốc cao cả ởcầu trước và cầu sau.Đó là do cơ cấu phanh đĩa có ưu điểm so với cơ cấu phanh tangtrống:

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi hơnphanh tang trống.Giúp cho bánh xe làm việc ổn định nhất là ở nhiệt độ cao

- Khối lượng các chi tiết nhỏ gọn,nên khối lượng các chi tiết không treo nhỏ Nângcao sự êm dịu và sự bám đường của ô tô

- Khả năng thoát nhiệt tốt

- Dễ bảo dưỡng sửa chữa

- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn,do đó giảm được giá thành

- Dễ bố trí cơ cấu tự điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh

 Tuy nhiên cơ cấu phanh đĩa cũng có nhược điểm là khó tránh được bụi bẩn đấtcát.Vì phanh đĩa không được che kín hoàn toàn.Do đó khả năng việt dã khôngcao

4.1.3 Cơ cấu phanh dừng.

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ) ô tô trên đường dốc hoặc đường bằng

Về cấu tạo phanh dừng có hai bộ phận chính 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 sauhoặc 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 được điều khiển bằng tay do

đó còn gọi là phanh tay

Hình 1.5 Cơ cấu phanh dừng

1 Nút ấn 2 Tay điều khiển 3 Cam phanh 4 Chốt 5 Lò xo 6 Tang trống

7 Vít điều khiển 8 Guốc phanh

 Yêu cầu của dẫn động phanh:

- Đảm bảo lực đẩy cần thiết tác dụng lên guốc phanh của tất cả các cơ cấu phanh

- Đảm bảo có tác động tùy động.Nghĩa là đảm bảo tỉ lệ giữa các lực tác dụng lênbàn đạp phanh và mômen phanh tác dụng lên bánh xe

- Thời gian chậm tác dụng phải nhỏ

- Đảm bảo độ tin cậy khi làm việc

- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện

4.2.1 Dẫn động phanh bằng cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạođược mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển người lái.Dẫn động phanh loại nàychủ yếu dùng ở cơ cấu phanh dừng (phanh đỗ)

Hình 1.6 Dẫn động phanh cơ khí

1 Dây cáp 2 Cơ cấu phanh 3 Cần điều khiển

4.2.2 Dẫn động phanh thủy lực

Hình 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực

1 Xi lanh chính 2 Cơ cấu phanh tang trống 3 Cơ cấu phanh đĩa

4 ống dẫn dầu 5 Bàn đạp

 Cấu tạo chung: Dẫn động phanh bằng thủy lực bao gồm:Bàn đạp phanh,xi lanhchính các đường ống dẫn và các xi lanh công tác ( xi lanh bánh xe),và chất lỏnglàm môi chất ở đây là dầu thủy lực

- Xi lanh chính:

Hình 1.9 Xi lanh công tác ( xi lanh bánh xe )

1 Xi lanh 2 Piston 3 Phớt chắn dầu 4 Vòng chắn bụi 5 Tấm ma sát

 Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực có hai loại là dẫn động phanh mộtdòng và dẫn động phanh hai dòng

Hình 1.10 Dẫn động phanh một dòng và hai dòng

1 Dẫn động phanh một dòng 2 Dẫn động phanh hai dòng

- Dẫn động phanh một dòng:Xi lanh chính có một đường dầu duy nhất dẫn đến tất

cả các xi lanh công tác của bánh xe.Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giảnnhưng độ an toàn không cao.Vì khi đường ống dẫn đến xi lanh bị rò rỉ thì dầutrong hệ thống mất áp suất làm cho mất phanh tất cả các bánh xe

- Dẫn động phanh hai dòng:Dầu từ xi lanh chính đi ra theo hai đường độc lập đếncác bánh xe.Có nhiều cách bố trí dòng dầu đến xi lanh bánh xe,nhưng hiện nay

chủ yếu bố trí so le nhau.Khi một đường bị rò rỉ thì đường dầu còn lại vẫn có tácdụng phanh ở hai bánh xe còn lại.

 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng:

1 Máy nén không khí, 2 Bình chứa không khí nén , 3 Bầu phanh ,

4 Cơ cấu phanh sau, 5 ống dẫn không khí , 6 Van phanh , 7 Bàn đạp phanh, 8 Cơ

cấu phanh trước

Để giảm lực điều khiển bàn đạp đối với ô tô tải trung bình và lớn người ta sửdụng dẫn động phanh bằng khí nén.Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiểnbàn đạp chủ yếu là dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cõ cấu phanh

là do áp suất khí nén tác ðộng lên bầu phanh thực hiện

 Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng:

- Ưu điểm: Đảm bảo hiệu quả phanh cao không phụ thuộc vào trọng lượng xe

- Nhược điểm: Thời gian chậm tác dụng lớn.Do đó trong thiết kế cần phải có biệnpháp nhằm giảm thời gian chậm tác dụng và thời gian nhả phanh.

- Phạm vi ứng dụng: Dùng trên xe tải lớn,đoàn xe,ô tô khách nhiều chỗ

4.2.4 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén.

 Dẫn động bằng thủy lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực điềukhiển bàn đạp lớn.Với dẫn động bằng khí nén có ưu điểm lực bàn đạp nhỏnhưng độ nhạy kém.Thời gian chậm tác dụng lớn

 Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫnđộng kết hợp giữa thủy lực và khí nén

Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực trợ lực khí nén

1 Máy nén khí 2 Van áp suất 3 Đồng hồ đo áp suất 4 Bình khí nén

5 Bình chứa dầu 6 Bàn đạp phanh 7 Bầu phanh 8 ống dẫn 9 Xi lanh con

10 Guốc phanh 11 Tang trống

- Phần dẫn động thủy lực: Gồm hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanhbánh xe phía trước và phía sau

- Phần dẫn động khí nén:Bao gồm từ máy nén khí bình chứa khí,van phân phối khí

 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không.

- Với xe con hiện đại ngày nay thường dùng phanh dẫn động thủy lực trợ lực chânkhông

- Tuy nhiên chỉ phù hợp với xe bố trí động cơ chạy xăng để lợi dụng độ chânkhông sau bướm ga.Nếu xe chạy dầu thì sẽ phải thiết kế thêm bộ tạo chân không

Hình 1.13 Kết cấu bộ trợ lực chân không

1 Lọc 2 Van thấp áp 3 Lò xo 4 Thanh đẩy 5 ống áp thấp

6 Màng cao su 7 Piston van 8 Piston trợ lực

- Bộ cường hóa bằng chân không gồm ba cụm cơ bản sau: Nguồn chân không,cụm van điều khiển,xi lanh cường hóa

- Nguồn chân không với động cơ xăng có chế hòa khí có thể tạo nên độ chênh ápvới khí quyển là 0,4 – 0,5 KG/cm2.Trên đường ống nối với xi lanh cường hóa có

hóa.Van một chiều có thể đặt trên đường ống nạp hoặc ngay xi lanh lực.Trên động

cơ phun xăng hoặc động cơ diesel nguồn chân không là một bơm chân không

4.4 Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh và chống bó cứng ABS

4.4.1 Hệ thống phanh có bộ điều hòa lực phanh

Van điều hoà lực phanh(van P) được đặt giữa xi lanh chính của đường dẫn dầu

và xilanh phanh của bánh sau.Cơ cấu này tạo ra lực phanh thích hợp để rút ngắn quãngđường phanh bằng cách tiến gần đến sự phân phối lực phanh lý tưởng giữa bánh sau vàbánh trước để tránh cho các bánh sau không bị bó cứng trong khi phanh khẩn cấp(khi tảitrọng dồn về phía trước)

Hình 1.14 Bố trí bộ điều hoà lực phanh

1 Thân van 2 Piston 3 Phớt làm kín 4 Lò xo nén 5 Cuppen xi lanh

 Các hệ thống chống bó cứng phanh hiện đại bao gồm:một máy tính CPU, bốncảm biến tốc độ trên bốn bánh,bơm và các van thủy lực

Hình 1.15 Sơ đồ hệ thống phanh ABS

1 Bàn đạp phanh, 2 Xi lanh chính, 3 Xi lanh bánh xe, 4 Cảm biến tốc độ, 5 Bộ điều

khiển trung tâm , 6 Bộ điều khiển thủy lực,7.Bình chứa dầu,

8 Phanh đĩa, 9 Phanh tang trống.

+ Nguyên lý làm việc:Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, nếu bánh

xe đạt tới giá trị gần bó cứng,tín hiệu của cảm biến chuyển về bộ điều khiển trungtâm.Máy tính lựa chọn chế độ, đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất,cắtđường dầu từ xi lanh chính tới xi lanh bánh xe.Do đó lực phanh ở cơ cấu phanh khôngtăng được nữa,bánh xe có xu hướng lăn với tốc độ cao,tín hiệu từ cảm biến lại đưa về bộđiều khiển trung tâm,bộ điều khiển trung tâm điều khiển van điều chỉnh áp suất để mởđường dầu tăng thêm áp suất dẫn ra xi lanh bánh xe, thực hiện tăng lực phanh cho cơcấu phanh, nhờ đó bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay đến khi gần bó cứng.Quátrình xảy ra được lặp lại theo một chu kỳ liên tục đến khi dừng hẳn.Khoảng 15 lần mỗigiây

II Phân tích hệ thống phanh trên xe Toyota camry 2004

1 Bố trí hệ thống phanh trên xe camry 2004

Xe ô tô CAMRY là một trong những ô tô hiện đại của TOYOTA Việt Nam hiện nay với nhiều tính năng vượt trội và được trang bị nhiều hệ thống hiện đại Trong số các hệ thống hiện đại trên xe phải kể đến hệ thống phanh được tích hợp các hệ thống như: Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS ( Anti-lock Brake System); Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BA( Brake Assist);

Hệ thống bao gồm:

- Một bộ cường hoá chân không;

1.1 Hệ thống phanh chính :

Hệ thống phanh chính gồm có: Cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước và cơ cấu phanh tangtrống ở cầu sau Dẫn động phanh kiểu thủy lực có trợ lực chân không với 2 dòng táchbiệt từ xy lanh phanh chính: Một dòng đến cơ cấu phanh bánh trước, một dòng đến cơcấu phanh bánh sau Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính được thể hiện ở hình2.1

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính

(1) Bàn đạp phanh, (2) Trợ lực phanh, (3) Xylanh chính, (4) Bình chứa dầu, (5) Cơ cấu phanh trước, (7) Cơ cấu phanh sau

1.1 1 Dẫn động phanh :

Dẫn động phanh cần phải đảm bảo nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng thời làmviệc của các cơ cấu phanh Đồng thời đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa cácbánh xe Mặt khác dẫn động phanh còn phải đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bànđạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh làm việc, đảm bả hiệu suất làmviệc cao

Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm : bàn đạp phanh, bộ trợ lực chânkhông, xi lanh phanh chính, cơ cấu tín hiệu, các đường ống dẫn và các ống mềm nốighép giữa xi lanh phanh chính và các xi lanh bánh xe

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

Dẫn động của xe là dẫn động hai dòng độc lập Dẫn động hai dòng có nghĩa là từđầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô Để cóhai đầu ra độc lập người ta sử dụng xi lanh chính kép (loại "tăng đem") Ở sơ đồ hình athì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn một dòng được dẫn động rahai bánh xe cầu sau Với cách bố trí này một trong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn cótác dụng Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sauvẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh

ở sơ đồ hình b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một bánh xe phíasau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn lại

Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng vàlực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau

Hình 2.2 Sơ đồ dẫn động phanh

a Xi lanh phanh chính :

Nhiệm vụ : Nhiệm vụ của xi lanh phanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu

có áp suất cao đồng thời vào cả hai đường dẫn động thủy lực truyền đến các xi lanhcông tác ở các banh xe Các buồng của xi lanh phanh chính được cung cấp dầu phanh từbình dầu riêng biệt bố trí trên thân xi lanh

Cấu tạo :

Cấu tạo của xi lanh chính của xe Toyota RAV4 loại "tăng đem" được thể hiện trên hình

vẽ 2.3

Hình 2.3 Xi lanh phanh chínhTrong xi lanh chính của loại này bố trí hai pittông: pittông số 1 (còn gọi là pittông

sơ cấp), pittông số 2 (còn gọi là pittông thứ cấp) ứng với mỗi khoang của pittông trên xilanh đều có hai lỗ dầu: một lỗ bù dầu và một lỗ nạp dầu, như đối với xi lanh chính loạiđơn Một bình chứa dầu chung đặt trên xi lanh chính và có hai đường dẫn tới hai khoanglàm việc của hai pittông Hai lò xo hồi vị số 1 và số 2 có tác dụng đẩy pittông về vị trítận cùng bên phải khi ở trạng thái chưa làm việc Pittông số 1 được chặn bởi vòng chặn

và vòng hãm, còn pittông số 2 được hặn bởi bulông bắt từ vỏ xi lanh Để đảm bảo sựhoạt động chính xác của hệ thống phanh hai dòng mạch chéo, áp suất dầu phải được tạo

ra như nhau ở cả hai pittông số 1 và số 2 Để đạt được điều này thường lò xo hồi vịpittông số 1 được đỡ bởi cốc chặn lò xo, cốc này được bắt vào pittông qua một bulôngnối gọi là cần đẩy Sở dĩ phải có cấu tạo như vậy bởi vì lò xo của pittông số 1 yêu cầu

độ cứng lắp ghép lớn hơn lò xo pittông số 2 để thắng được sức cản ma sát lớn hơn củapittông số 2

Nguyên lý làm việc : Ở trạng thái chưa làm việc cả pittông số 1 và số 2 đều nằm ở vị

trí tận cùng phía bên phải, lúc này các lỗ bù dầu và nạp dầu của cả hai pittông đềuthông với các khoang trước và sau của mỗi pittông

Hình 2.4 : Trạng thái đạp phanh Khi đạp phanh, trước hết pittông số 1 dịch chuyển sang trái khi đó đi qua lỗ bù dầu thì

áp suất dầu ở khoang phía trước của pittông số 1 sẽ tăng để cùng lò xo hồi vị số 1 tácdụng lên pittông thứ cấp số 2 cùng dịch chuyển sang trái Khi pittông số 2 đi qua lỗ bùdầu thì khoang phía trước của pittông số 2 cũng được làm kín nên áp suất bắt đầu tăng

Từ hai cửa ra của xi lanh chính, dầu được dẫn tới các xi lanh bánh xe Sau khi cácpittông trong các xi lanh bánh xe đã đẩy các má phanh khắc phục khe hở để áp sát vàodĩa phanh thì áp suất dầu trong hệ thống bắt đầu tăng để tạo ra lực phanh ở các máphanh

Đối với xi lanh chính dẫn động hai dòng loại "tăng đem", nếu một dòng bị rò rỉthì dòng còn lại vẫn có khả năng làm việc để thực hiện phanh các bánh xe của dòng cònlại.

Ví dụ dòng thứ hai (được tạo áp suất bởi pittông số 2) bị rò rỉ, khi đó pittông số 2

sẽ được pittông số 1 tác dụng để chạy không sang trái Khi đuôi pittông số 2 bị chặn bởi

vỏ xi lanh thì dừng lại lúc đó pittông số 1 tiếp tục dịch chuyển và dầu ở khoang trướccủa pittông số 1 vẫn được bao kín và tăng áp suất để dẫn đến các xi lanh bánh xe Nhưvậy mômen phanh vẫn được thực hiện ở các bánh xe này tuy nhiên hiệu quả phanhchung của ôtô sẽ giảm

Ngược lại, nếu dòng dầu thứ nhất (được tạo áp suất bởi pittông số 1) bị rò rỉ thìpittông số 1 sẽ chạy không đến khi cần đẩy chạm vào pittông số 2 sẽ tiếp tục đẩy pittông

số 2 làm việc Dầu ở khoang trước của pittông số 2 tiếp tục tăng áp suất để dẫn đến cácbánh xe của nhánh này thực hiện phanh các bánh xe

b Trợ lực chân không:

Bộ trợ lực chân không dùng để nâng cao hiệu quả quá trình phanh xe và cải thiện điều kiện làm việc của lái xe khi điều khiển hoạt động trên đường

Cấu tạo :Cấu tạo của bộ cường hoá chân không được thể hiện trên hình vẽ :

Hình 2.6 Kết cấu của bộ cường hoá chân không

1 ống nối 2 Thân sau trợ lự 3.Lò xo màng 4.Màng cường hóa

5 Thân trước trợ lực 6.Thân van 7.Bu lông 8.Đế van9.Lò xo van khí 10.Chắn bụi 11.Lò xo van điều khiển 12.Lọc khí

13.Cần van điều khiển 14 Giá đỡ lò xo 15.Van van ĐK 16.Van khí

17 Tấm chặn 18 Cần đẩy trợ lực 19.Bu lông 20.Vít điều chỉnh

21.Piston xy lanh chính 22.Xy lanh chínhA.buồng áp suất không đổi B.Buồng áp suất thay đổi

Nguyên lý làm việc

*Trạng thái không đạp phanh :

Hình 2.7 Trạng thái không đạp phanh

Van khí 16 nối với cần điều khiển van 15 kéo sang phải do lò xo hồi van khí 9 Van điềukhiển 15 bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển 11 Nó làm cho van khí tiếp xúc vớivan điều khiển Vì vậy không khí bên ngoài sau khi đi qua lọc khí 12 bị chặn lại khôngvào được buồng áp suất thay đổi B Lúc này, van chân không của thân van 6 bị tách rakhỏi van điều khiển 15 làm thông giữa cửa K và E, làm thông buồng áp suất thay đổi B

và buồng áp suất không đổi A Do luôn có độ chân không trong buồng áp suất không đổi

A, nên cũng có độ chân không trong buồng áp suất thay đổi B Kết quả là piston bị đẩysang phải bởi lò xo màng 4

Khi van khí dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều khiển 15 Vì vậykhông khí lọt được vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B (sau khi đi qua lọc khí) Sựchênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A làmpiston (màng trợ lực 4) dịch chuyển sang trái thông qua cần dẫn động làm piston xy lanhdịch chuyển sang trái và làm tăng lực phanh

*Trạng thái giữ chân phanh:

Hình 2.9 Trạng thái giữ chân phanh.

Nếu chỉ đạp một nửa hành trình bàn đạp phanh thì cần điều khiển van 13 và vankhí 16 sẽ dừng lại nhưng piston (màng trợ lực 4) tiếp tục dịch chuyển sang trái do sựchênh áp Van điều khiển 15 vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển

11 nhưng nó di chuyển cùng với piston (màng trợ lực 4) Do van điều khiển 13 dịchchuyển sang trái và tiếp xúc với van khí 16 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng

áp suất thay đổi B vì vậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi B được giữ ổn định Kếtquả là có sự chênh áp không đổi giữa buồng áp suất không đổi A và và buồng áp suấtthay đổi B Vì vậy màng trợ lực 4 không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiệntại

* Trạng thái trợ lực tối đa:

Hình 2.10 Trạng thái trợ lực tối đa

Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí 16 sẽ tách hoàn toàn ra khỏi vanđiều khiển 15 Trong điều kiện này, buồng áp suất thay đổi B được điền đầy không khí và

sự chênh áp giữu buồng áp suất không đổi A và buồng áp suất thay đổi B đạt mức cựcđại Vì vậy tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụng lên màng trợ lực

Ngay cả khi tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lênpiston vẫn không đổi và lực tác dụng thêm này sẽ được truyền qua cần đẩy trợ lực đến xylanh chính.

* Trạng thái nhả phanh:

Hình 2.11 Trạng thái nhả phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển 13 và van khí 16 bị đẩy sang phải nhờ lò

xo hồi van khí 9 và phản lực của piston xy lanh phanh chính 21 Nó làm cho van khí 16vẫn tiếp xúc với van điều khiển 15, đóng đường thông giữa khí trời với buồng áp suấtthay đổi B Cũng lúc đó van khí 16 cũng nén lò xo van điều khiển 11 lại vì vậy van điềukhiển 15 bị tách ra khỏi van chân không làm thông buồng A với buồng B thông qua rãnh

E và K

*Khi không có chân không:

Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽkhông có sự chênh áp giữ buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A (cả haibuồng đều điền đầy không khí) Khi trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động, piston(màng trợ lực 4) bị đẩy sang phải nhờ lò xo màng 3

Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển 13 và bị đẩy sang trái và đẩy vào vankhí 16 và cần đẩy trợ lực Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền đến piston xy lanhphanh chính 21 để tạo ra lực phanh Cùng lúc đó, van khí 16 đẩy vào tấm chặn van 17(được lắp trong thân van) Vì vậy, piston (màng trợ lực 4) cũng thắng được sức cản của lò

xo màng 3 để dịch chuyển sang trái

Như vậy phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợlực phanh Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên chân phanh cảm thấy nặng

* Ưu điểm của trợ lực chân không là khả năng dùng nó như một cụm phụ cùng với

* Nhược điểm là kết cấu phức tạp không gọn.

1.1.2 Phân tích đặc điểm cơ cấu phanh xe

a Cơ cấu phanh bánh trước :

Cơ cấu phanh bánh trước ô tô Toyota RAV4 ơ cấu phanh đĩa có giá di động có khả năngđiều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín.Trong kiểu này ,xi lanh côngtác được lắp đặt di động trên một hoặc hai chốt dẫn hướng có bạc lót bằng cao su ,nhờvậy cơ cấu xi lanh còn có thể dịch chuyển sang hai bên Gía đỡ xilanh chạy trên bulông,qua bạc, ống trượt Bạc và ống trượt được bôi trơn bằng một lớp mỡ mỏng và được bảo

vệ bằng các chụp cao su che bụi Trên giá sử dụng hai bulông giá trượt đảm bảo khả năngdẫn hướng của giá đỡ xilanh Pittông lắp trong giá đỡ xilanh và có một lỗ dẫn dầu, một lỗ

xả không khí Vòng khóa có tác dụng hạn chấ dịch chuyển của pittông và giữ vông chechắn bụi cho xilanh và pittông Vòng làm kín vừa làm chức năng bao kín và biến dạng để

tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh Gía đỡ má phanh ôm ngoài giá đỡxilanh và được giữ bằng ốc bắt giá Các tấm má phanh bắt trên giá nhờ rãnh, tấm định vịcác vòng khóa, và lò xo khóa Chiều dày tấm má phanh 9- 12mm Má phanh co rãnhhướng tâm làm mát bề mặt ma sát khi phanh Trên má phanh có vòng lo xo báo chiều dày

má phanh Khi má phanh mòn ,đầu vong lo xo chạm vào đĩa phanh làm xuất hiện tia lửabáo cho người sử dụng biết để thay thế kịp thời Đĩa phanh bắt với moay ơ nhờ bulôngbánh xe

Hình 2.12 Sơ

đồ cấu tạoGiá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cốđịnh với dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với mộtpittông tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ

Hình 2.13 đồ nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh đĩa

Hoạt động :

Bình thường khi chưa phanh do giá đỡ có thể di trượt ngang trên chốt nên nó tự lựa đểchọn một vị trí sao cho khe hở giữa các má phanh với đĩa phanh hai bên là như nhau Khiđạp phanh( có thêm trợ lực chân không) dầu từ xi lanh chính theo ống dẫn vào xi lanhbánh xe Pittông sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh Do tính chất của lực

và phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh còn lại cũngtác dụng một lực lên đĩa phanh theo hướng ngược với lực của má phanh do pittông tácdụng Kết quả là đĩa phanh được ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh bánh xe đượcthực hiện.Khi nhả bàn đạp phanh , không còn áp lực lên pittông nữa lúc đó vòng cao suhồi vị sẽ kéo pittông về vị trí ban đầu, nhả má phanh ra, giữ khe hở tối thiểu quy định (tựđiều chỉnh khe hở má phanh)

Điều chỉnh phanh.

Hình 2.14 : sơ đồ điều chỉnh phanh

Vì vòng bít (cao su) của pittông tự động điều chỉnh khe hở của phanh, nên khôngcần điều chỉnh khe hở của phanh bằng tay Khi đạp bàn đạp phanh, áp suất thuỷ lực làmdịch chuyển pittông và đẩy đệm đĩa phanh vào rôto phanh đĩa Trong lúc pittông dịchchuyển, nó làm cho vòng bít của pittông thay đổi hình dạng Khi nhả bàn đạp phanh,vòng bít của pittông trở lại hình dạng ban đầu của nó, làm cho pittông rời khỏi đệm củađĩa phanh Do đó, dù đệm của đĩa phanh đã mòn và pittông đang di chuyển, khoảng dichuyển trở lại của pittông luôn luôn nh nhau, vì vậy khe hở giữa đệm của đĩa phanh vàrôto đĩa phanh được duy trì ở một khoảng cách không đổi

So với phanh tang trống thì phanh đĩa có ưu điểm sau :

-Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh (ma sát) ổn định khi hệ số ma sát thayđổi, hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống Diều này giúp cho bánh xe bị phanh làm việc ổn

-Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn ,nên tổng khối lượng của các chi tiếtkhông treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của banh xe.

-Khả năng thoát nhiệt ra môi trường dễ dàng

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

- Công nghệ chế tạo gặp ít khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong sảnxuất

- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự điều chỉnh tự động khe hở của má phanh và đĩa phanh

b Cơ cấu phanh bánh sau :

Cơ cấu phanh sau dùng phanh tay kiểu tang trống ,lấy bề mặt trụ của đĩa phanh làm tangtrống, phanh chân dạng đĩa có giá đỡ xi lanh di động Trên giá đỡ có cửa sổ kiểm trachiều dày tấm ma sát và miếng báo chiều dầycủ má phanh Đĩa phanh có các lỗ tảnnhiệt Tấm ma sát được ghép với tấm thép tạo nên má phanh Pittông và xilanh là cơ cấuphanh có khả năng tự điều chỉnh khe hở Pittông không có vòng khóa ngoài Mâm phanh

có vòng thép lá che bụi phía trongvà được khoét vừa đủ không gian lắp giá đỡ xilanh

*Hoạt động :tương tự như cơ cấu phanh trước

1.2.1 Công dụng :

Phanh dưng được dùng để dừng xe trên dốc hoặc đường bằng Ngoài ra phanh dừngcòn được sử dụng trong trường hợp sự cố khi hỏng phanh chính

1.2.2 Phân tích kết cấu cơ cấu phanh dừng xe TOYOTA CAMRY 204

Trên xe RAV4 người ta sử dụng cơ cấu phanh ở các bánh xe phía sau làm phanhdừng.Ở cơ cấu phanh ngoài phần dẫn động bằng thuỷ lực của phanh chân còn có thêmcác chi tiết của cơ cấu phanh dừng

Phanh tay sử dụng bề mặt trụ trong của đĩa phanh làm tang trống, phanh chân dẫnđộng nhờ xi lanh thủy lực, phanh tay dẫn động bằng cáp kéo

Hình 2.15 Cơ cấu phanh dừngĐòn quay 1 một đầu được liên kết bản lề với phía trên của một guốc phanh, đầudưới liên kết với cáp dẫn động 3 Thanh nối 2 liên kết một đầu với đòn quay 1 một đầuvới guốc phanh còn lại.

Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp 3 kéo một đầu của đònquay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bên trái Thông qua thanhnối 2 mà lực kéo ở đầu dây cáp 3 sẽ chuyển thành lực đẩy từ chốt bản lề của đòn quayvào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo vào điểm tựa của nó trên guốc phanh bênphải Do đó hai guốc phanh được bung ra ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe

Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn động Hệthống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thường bao gồm: Cần điều khiểntrên buồng lái thông qua các đòn và dây cáp dẫn tới cơ cấu phanh đặt tại bánh xe, các cơcấu điều khiển từ phanh tayđặt trong cơ cấu phanh nhận chuyển dịch nhờ dây cáp lồngvào cơ cấu phanh Sơ đồ nguyên lí thể hiện hình vẽ

Hình 2.16 Dẫn động phanh dừng ( phanh tay)

1.2.3 Nguyên lí làm việc

-Khi chưa phanh :Người lái không tác dụng vào cần kéo phanh, chốt điều chỉnh nằm

ở vị trí bên phải, đế bi chưa tác dụng vào viên bi, dưới tác dụng của lò xo kéo guốc phanh

và má phanh cách tang trống phanh một khoảng nhất định

- Khi phanh xe : Người lái kéo cần kéo phanh, dây cáp dịch chuyển sang trái kéotheo chạc điều chỉnh thông qua đòn bẩy làm dế bi dịch chuyển đẩy các viên bi tì sát vàoguốc phanh, đẩy guốc phanh và má phanh ép sát vào tang phanh thực hiện phanh xe, nếu

để ngyuên vị trí đó cần kéo phanh được cố định nhờ cá hãm

-Khi thôi phanh : Người lái nhả cá hãm cần kéo phanh tay các chi tiết lại trả về vị trí

hi chưa phanh nhờ các lò xo hồi vị, lò xo kéo má phanh Do đó xe không bị phanh

1.3 Hệ thống ABS

Bộ chấp hành ABS có nhiệm vụ cấp hay ngắt dầu có áp suất từ xi lanh phanh chính dến mỗi xi lanh phanh bánh xe theo tín hiệu từ bộ ABS-ECU để điều khiển tốc độ bánh xe ôtô khi phanh

Hình 2.17 :Sơ đồ lắp hệ thống ABS

1.3.1 Sơ đồ và nguyên lý cơ bản của hệ thống phanh ABS

Ngoài bộ cường hoá chân không và xi lanh chính hệ thống phanh ABS còn có thêmcác bộ phận sau: các cảm biến tốc độ bánh xe, bộ ABS-ECU, bộ chấp hành ABS (hình2.18)

Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS

1.3.2 Chức năng của các bộ phận :

- Cảm biến tốc độ bánh xe nhằm phát hiện tốc độ góc của bánh xe và gửi tín hiệu đến bộABS-ECU;

- ABS-ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ ôtô và sự thay đổi tốc

độ của bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe Khi phanh ABS-ECU điều khiển các bộ chấphành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xi lanh bánh xe;

- Bộ chấp hành ABS (cụm điều khiển thuỷ lực) hoạt động theo mệnh lệnh từ ECU đểtăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu cần thiết đảm bảo hệ số trượt tốt nhất (10%-30%)tránh bó cứng bánh xe

Hình 2.19 Các bộ phận và bố trí hệ thống ABS

1.3.3.1 Cảm biến tốc độ bánh xe :

Hình 2.20 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe

Nam Châm (Permanentmagnet)

+v

-V

Cảm biến rôto (Sensor rotor)

Tín hiệu tốc độ cao (At high speed)

Tín hiệu tốc độ thấp (At low speed)

Tín hiệu ra (Output)

tCuộn dây

(Coil)

1.3.3.2 Bộ chấp hành ABS

Bộ chấp hành ABS có nhiệm vụ cấp hay ngắt dầu có áp suất từ xi lanh phanhchính đến mỗi xi lanh phanh bánh xe theo tín hiệu từ bộ ABS-ECU để điều khiển tốc độbánh xe ôtô khi phanh

Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS khác nhau, ở đây chúng ta sẽ chỉ mô tả một bộchấp hành ABS điển hình loại bốn van điện từ ba vị trí

Cấu tạo chung và hình dáng bên ngoài của bộ chấp hành ABS được thể hiện trênhình 2.21