Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật ,nghiên cứa quy trình chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa hệ thống phanh xe Tucson G2.0.2010

Hệ thốngABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thống phanh thủy lực, mà còn ứng dụng rộngrãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn.Nhằm nâng cao tính ổn định và

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hưng yên ngày… tháng 8 năm 2013 Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hưng yên ngày… tháng 8 năm 2013 Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 8

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 9

I Tính cấp thiết của đề tài 9

II Ý nghĩa của đề tài 9

III Mục tiêu của đề tài 10

IV Đối tượng và khách thể nghiên cứu 10

V Giả thiết khoa học 10

VI Nhiệm vụ nghiên cứu 10

VII Phạm vi nghiên cứu 10

Phần 2: NỘI DUNG 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 11

1.1.Lịch sử phát triển của hệ thống phanh 11

1.2 Công dụng ,yêu cầu ,phân loại hệ thống phanh 12

1.2.1.Công dụng 12

1.2.1.Yêu cầu 12

1.2.3 Phân loại 12

1.3.Lý thuyết hệ thống phanh 13

1.3.1.Các chỉ tiêu đánh gia hiệu quả phanh 13

1.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định khi phanh 16

1.4.Một số hệ thống phanh 19

1.4.1 Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực 19

1.4.2 Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén 24

1.4.3 Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực khí nén 28

1.4.4 Phanh ABS 31

1.4.5 Hệ thống phanh (BBW-Brake by wire) 34

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU VÀ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TUCSON G2.0.2010 36

2.1 Khái quát chung về hệ thống phanh 36

2.1.1 Khái quát hệ thống phanh chân thông thường(CBS) 36

2.1.2 Hệ thống phanh ABS 37

2.1.3 Hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử (EBD) 46

2.1.4 Hệ thống cân bằng điện tử (ESP) 47

2.1.5 Hệ thống phanh tay 50

2.2 Đặc tính kĩ thuật 50

2.2.1.Đặc tính kỹ thuật phanh chân 50

2.2.2:Đặc tính kĩ thuật của phanh ABS 52

2.2.3: Đặc tính kỹ thuật phanh ESP 53

2.2.4:Các tiêu chuẩn về kích thước 54

2.2.5:Giới hạn về lực truyền động 54

2.2.6 Các chất bôi trơn 55

3.1 Quy trình tháo lắp phanh chân 56

3.1.1 Bàn đạp phanh 56

3.1.2 Bầu trợ lực 58

3.1.3.Xi lanh chính 60

3.1.4.Phanh đĩa phía trước 62

3.1.5.Tháo lắp phanh bánh sau 66

3.3 Phanh ABS 71

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH KIỂM TRA SỬA CHỮA HỆ THỐNG 73

4.1: Quy trình kiểm tra,sửa chữa chung hệ thống phanh 73

4.1.1: Kiểm tra sơ bộ hệ thống phanh 73

4.1.1: Quy trình kiểm tra hiệu quả phanh 74

4.1.2: Quy trình kiểm tra,sửa chữa các bộ phận hệ thống phanh 75

4.1.3: Kiểm tra ,thay dầu phanh 75

4.2 Kiểm tra sửa chữa phanh tay 77

4.2.1 Kiểm tra, sửa chữa phanh tay 77

4.2.2: Bảo dưỡng phanh tay 78

4.3: Kiểm tra sửa chữa bảo dưỡng phanh chân 79

4.3.1: Bàn đạp phanh 79

4.3.2 Trợ lực phanh 80

4.3.3 Xilanh phanh chính 82

4.3.4 Phanh đĩa phía trước và phanh đĩa phía sau 83

4.4 Kiểm tra sửa chữa hệ thống phanh ABS 85

4.4.1 Chức năng kiểm tra ban đầu 85

4.4.2 Các triệu trứng, khả năng hư hỏng của ABS 86

4.4.3:Kiểm tra mạch nguồn 87

4.4.4: Kiểm tra cảm biến tốc độ 87

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 88

I KẾT LUẬN 88

II ĐỀ NGHỊ 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh mà bị quay ngang………15

Hình 1.2 Hệ thống phanh dẫn động thủy thủy lực……….17

Hình 1.3 Cấu tạo xilanh chính loại piston kép……… 19

Hình 1.4 Trợ lực phanh chân không……… 20

Hình 1.5 Cơ cấu phanh trống……….21

Hình 1.6 Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén……….23

Hình 1.7 Van phân phối……… 24

Hình 1.8.Bầu phanh………25

Hình 1.9 Hệ thống phanh thủy lực khí nén……….….26

Hình 1.10 Cơ cấu phanh đĩa………28

Hình 1.11 Hoạt động phanh đĩa……… 28

Hình 1.12 Các loại càng phanh……… …29

Hình 1.13 Sơ đồ điều khiển cơ cấu ABS………31

Hình 1.14 Sơ đồ hệ thống phanh BBW……… 32

Hình 1.15 Bố trí cụm điều khiển má phanh………33

Hình 2.1 Hệ thống phanh chân thông thường (CBS)……….34

Hình 2.2.Cấu tạo chung của ABS………35

Hình 2.3 ABS không hoạt động……….36

Hình 2.4 ABS ở chế độ giảm áp……….37

Hình 2.5 ABS ở chế độ giữ áp………37

Hình 2.6 ABS ở chế độ tăng áp……… 38

Hình 2.7 Cảm biến tốc độ bánh xe……….39

Hình 2.8 Cảm biến giảm tốc……… 40

Hình 2.9.Chức năng điều khiển ECU……… 40

Hình 2.10 Điều khiển trống hãm cứng bánh xe khi phanh……….42

Hình 2.11 Bộ điều khiển thủy lực……… …43

Hình 2.12 Quá trình điều khiển ESP……… 46

Hình 2.13 Hoạt động của ESP………47

Hình 2.14 Hệ thống phanh tay………48

Hình 3.1 Lắp đặt bàn đạp phanh chân………56

Hình 3.2 Lắp đặt bầu thủy lực………57

Hình 3.4 Lắp lại xi lanh chính………60

Hình 3.5 Lắp đặt phanh đĩa phía trước……… 64

Hình 3.6 Lắp đặt phanh đĩa phía sau……… 66

Hình 3.7 Lắp lại phanh tay……….69

Hình 3.8 Lắp lại mô đun điều khiển……… 71

Hình 4.1 Lắp lỏng vít chảy dầu trước và sau……… 76

Hình 4.2 Trình tự tháo lỏng vít chảy dầu……… 76

Hình 4.3 Kiểm tra độ cao và lực kéo cần phanh tay……… 77

Hình 4.4 Kiểm tra chiều dày má phanh, đường kính trống phanh……….78

Hình 4.5 Dụng cụ và cách điều chỉnh khe hở trống và má phanh……….78

Hình 4.6 Ngắt và điều chỉnh đèn stop………79

Hình 4.7 Trợ lực phanh……… 80

Hình 4.8 Kiểm tra chức năng kín khít của bộ trợ lực……….81

Hình 4.9 Kiểm tra hoạt động của bộ trợ lực……… 81

Hình 4.10 Kiểm tra chức năng kín chân không của bộ trợ lực……… 81

Hình 4.11 Kiểm tra van một chiều và khe hở cần đẩy……… 82

Hình 4.12 Kiểm tra chiều dày đĩa phanh và má phanh……… 83

Hình 4.13 Kiểm tra độ đảo của đĩa……….84

Hình 4.14 Kiểm tra chiều dày và độ đảo đĩa phanh sau……….84

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của khoa học và kĩ thuật, nền công nghiệp ô tô trên thếgiới ngày càng phát triển rất mạnh mẽ.Ở Việt Nam, trong thời gian qua được sự quantâm của nhà nước cùng với cơ sở ban ngành có liên quan nền công nghiệp ô tô cónhững bước tiến vượt bậc

Do đời sống vật chất ngày càng phát triển và nhu cầu tiêu dùng ô tô của conngười ngày được nâng cao.Các nhà sản suất không ngừng cải tiến và ứng dụng khoahọc kỹ thuật vào sản suất nhằm tạo những sản phẩm chất lượng đáp ứng được nhu cầucủa người tiêu dùng Không chỉ tăng nhanh về số lượng, đa chủng loại mà trên nhữngchiếc xe ô tô hiện nay đã được trang bị những công nghệ kỹ thuật rất cải tiến.Chẳnghạn như: hệ thống phanh chống hãm cứng ABS, hệ thống trợ lực lái, hệ thống túikhí…đã đem lại cho người tiêu dùng sự thoải mái, giảm rủi ro và tăng độ an toàn

Ô tô là một tổng thể gồm nhiều hệ thống Một trong số các hệ thống được coi làquan trọng nhất đối với ô tô là hệ thống phanh Bởi vì nó đảm bảo cho ô tô chạy antoàn ở tốc độ cao, đảm bảo sự an toàn cho hành khách Hệ thống phanh ngày naykhông ngừng được cải tiến, được ứng dụng nhiều kỹ thuật hiện đại, có nhiều hệ thốngtrợ lực phanh đảm bảo phanh ổn định và tối ưu nhất.Để đánh giá quá trình học tập

chúng em được giao đề tài: “Khai thác kết cấu, tính năng kỹ thuật ,nghiên cứa quy trình chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa hệ thống phanh xe Tucson G2.0.2010” Đây

là một hệ thống phanh cơ bản và được sử dụng nhiều trên xe du lịch của hãng xeHUYNDAI

Đề tài đã tìm hiểu kết cấu cơ bản của hệ thống phanh, các tính năng kĩ thuật cácthông số chuẩn đoán và sửa chữa của hệ thống phanh trên xe Tucson G2.0.2010

Do thời gian có hạn, khi làm đồ án không thể tránh được những sai sót.Rấtmong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án được tốt hơn

Xin chân thành cảm ơn!

PHẦN I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

I Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay tại Việt Nam, ngành ô tô đang trên đà phát triển và ngày càng khẳngđịnh vị trí của mình trong sự phát triền của nền công nghiệp Việt Nam Vì thế mà ngàycàng có nhiều trường đại học, cao đẳng cũng như trung học đưa ngành công nghệ ô tôvào giảng dạy Trường Đại Học Sư phạm Kỹ Thuật Hưng Yên có thể được xem là mộttrong những trường có ngành công nghệ ô tô phát triển mạnh tại nước ta

Ngành công nghệ ôtô là một trong những ngành ứng dụng rất nhiều hệ thốnghiện đại nhằm đáp ứng được các nhu cầu đòi hỏi sự an toàn, tiện nghi và khả năng pháthuy tối đa công suất động cơ, tốc độ xe của người sử dụng Nên các nhà chế tạo đãkhông ngừng cải tiến và hoàn thiện các bộ phận trên xe Đối với những xe có tốc độcao, khi đang điều khiển trong tình huống bất ngờ có chướng ngại vật xuất hiện phíatrước, buộc người tài xế phải đạp phanh gấp, hoặc phanh khi xe đang đi trong đườngtrơn trượt, nếu đối với phanh thường thì sẽ bị trượt lết ở các bánh xe, làm xe bị mất ổnđịnh lái và mất đi hiệu quả phanh dễ dẫn đến tai nạn Vì vậy, các nhà sản xuất và chếtạo ôtô đã sử dụng hệ thống phanh ABS(Anti-lock Braking System) để trang bị chocác xe đời mới, với mục đích là để khắc phục được những tình trạng đó, nhằm đảmbảo an toàn tuyệt đối cho tài xế củng như hành khách trên xe Hệ thống được sử dụngrộng rãi trên hầu hết các loại xe của các hãng nổi tiếng Nó có một tầm quan trọng rấtlớn trong việc phanh xe và ABS trở thành tiêu chuẩn của các xe khi xuất xưởng

Trên thực tế trong các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật của nước ta hiện naythì trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành còn thiếu thốn rất nhiều Các kiếnthức mới có tính khoa học kỹ thuật cao còn chưa được khai thác đưa vào thực tế giảngdạy, các bài tập hướng dẫn thực hành, thực tập còn thiếu thốn Vì vậy mà người kỹ sư,

kỹ thuật viên gặp nhiều khó khăn trong quá trình nâng cao tay nghề, trình độ hiểu biết,tiếp xúc với những kiến thức, thiết bị tiên tiến hiện đại trong thực tế còn nhiều hạn chế

II Ý nghĩa của đề tài

Đề tài giúp sinh viên năm cuối sau khi tốt nghiệp có thể củng cố kiến thức, tổnghợp và nâng cao kiến thức chuyên ngành cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội.Đềtài khi được hoàn thành cũng sẽ là nguồn tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh, sinhviên muốn tra cứu tìm hiểu về hệ thống phanh xe Tucson G2.0 2010

Hoàn thành đề tài đã giúp cho chúng em được hiểu biết sâu hơn về hệ thốngphanh xe Tucson G2.0.2010 và hơn thế là giúp cho chúng em làm quen hơn về nghiêncứu để có thể phụ cho công việc sau này

III Mục tiêu của đề tài

Hiểu biết kết cấu, mô tả nguyên lý làm việc của cơ cấu,hệ thống trên ô tô, nắmđược cấu tạo, mối tương quan lắp ghép của các chi tiết, cụm chi tiết

Thực hiện tháo lắp đúng quy trình và kiểm tra sửa chữa các chi tiết của hệ thống nâng

hạ kính trên xe HYUNDAI TUCSON 2010

IV Đối tượng và khách thể nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: “Nghiên cứu xây dựng quy trình kiểm tra chẩn đoán,

sửa chữa hệ thống phanh xe Tucson G2.0 2010”.

Khách thể nghiên cứu: Hệ thống phanh xe Tucson G2.0 2010

V Giả thiết khoa học

Tình hình, thực trạng về sự phát triển của khoa học kỹ thuật tiên tiến nhưngtrong thực tế các trang thiết bị cho học sinh, sinh viên thực hành về: hệ thống nâng hạkính trên xe còn thiếu thốn nhiều Các kiến thức mới có tính khoa học kỹ thuật cao cònchưa được khai thác và đưa vào nội dung giảng dạy, nghiên cứu, học tập còn chưađược chú trọng quan tâm

Hệ thống bài tập, tài liệu nghiên cứu, tài liệu tham khảo về “Hệ thống phanhtrên xe” phục vụ cho học tập và nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tế chưanhiều

VI Nhiệm vụ nghiên cứu

- Phân tích cơ sở lý luận của đề tài

- Khái quát kết cấu của đề tài

- Phân tích quy trình tháo lắp của đề tài

- Xây dựng quy trinh kiểm tra sửa chữa của đề tài

VII Phạm vi nghiên cứu.

- Nghiên cứu trong phạm vi giảng dạy cho sinh viên

- Nghiên cứu từ tình hình thực tế hệ thống nâng hạ kính đang được dùng trên ôtô

- Nghiên cứu từ các tài liệu, giáo trình đang được dùng làm phương tiện giảngdạy cho sinh viên

- Quy mô nghiên cứu đề tài trên cơ sở khai thác các trang thiết bị hiện có trongnhà trường và khai thác bên ngoài để hoàn thành đề tài

- Không gian nghiên cứu: Trong trường ĐHSPKT Hưng Yên

Phần 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

1.1.Lịch sử phát triển của hệ thống phanh

Năm 1915 trong cuộc đua Elgin một chiếc xe hiệu Duesenberg chạy trên đườngbằng với tốc độ 80 dặm/ giờ, sau đó đột ngột giảm tốc tạo ra tiếng kêu rít khi vào mộtkhúc cua hẹp.Hệ thống phanh Duesenberg chỉ đơn giản sử dụng phanh trong trên mỗibánh xe cả trước và sau

Năm 1918 một nhà phát minh trẻ tên là Malcolm Lougheed đã thêm bộ phậnthủy lực vào hệ thống phanh Ông sử dụng các xilanh và ống chuyển áp suất chất lỏngnhằm tạo lực ấn lên các má phanh Năm 1921 chiếc xe chở khách đầu tiên được trang

bị hệ thống phanh thủy lực (Hydraulic brakes) bốn bánh xuất hiện, đó chính là chiếc xeModel A Duesenberg.Năm 1933, Ford mới ra nhập và chuyển thành nhà sản suất ô tôcuối cùng chuyển sang sử dụng hệ thống phanh thủy lực

Năm 1928 với tên Pierce-Arrow với trang bị phanh khí, sử dụng áp suất thấp từcác ống dẫn khí vào để giảm đáng kể lực cần thiết tác động lên má phanh.Bộ phậnchệch hướng mở rộng của hệ thống trợ lực chân không đầu tiên xuất hiện năm 1985

Năm 1949 ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay thương mại vớimục đích chống hiện tượng trượt ra khỏi đường băng khi máy bay hạ cánh.Năm 1969ABS lần đầu tiên được lắp trên oto nhờ kĩ thuật điện tử phát triển,các vi mạch điện tử

ra đời Năm 1971 công ty Toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản đây là

cơ cấu ABS một kênh điều khiển đồng thời hai bánh sau Nhưng phải đến thập niên 80

cơ cấu này mới được phát triển mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kỹ thuật số, vi sử lý thaycho các cơ cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó Lúc đầu hệ thống ABS chỉ đượclắp trên các xe du lịch cao cấp, đắt tiền, được trang bị theo yêu cầu và theo thị trường.Dần dần hệ thống này được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn, đến nay ABS gần như đãtrở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe tải, một số xe du lịch và cho phầnlớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường băng, tuyết dễ trơn trượt Hệ thốngABS không chỉ được thiết kế trên các hệ thống phanh thủy lực, mà còn ứng dụng rộngrãi trên các hệ thống phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn.Nhằm nâng cao tính

ổn định và tính an toàn của xe trong mọi chế độ hoạt động như khi xe khởi hành haytăng tốc đột ngột, khi đi vào đường vòng với tốc độ cao, khi phanh trong những trườnghợp khẩn cấp,… hệ thống ABS còn được thiết kế kết hợp với nhiều hệ thống khácnhư: hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối phanh bằng điện tử (EBD), kết hợpvới hệ thống dẫn động phanh khẩn cấp(BAS), kết hợp với hệ thống ổn định oto bằng

điện tử(ESP)… Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kỹ thuậtđiện tử, của ngành điều khiển tự động và các phần mềm tính toán, lập trình cực mạnh

đã cho phép nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các phương pháp điều khiển mới trongABS như điều khiển mờ, điều khiển thông minh, tối ưu hóa quá trình điều khiển ABS.Các công ty như BOSCH, AISIN, DENSO, BENDIX là những công ty đi đầu trongviệc nghiên cứu, cải tiến và chế tạo các hệ thống ABS cho ô tô

1.2 Công dụng ,yêu cầu ,phân loại hệ thống phanh

1.2.1.Công dụng

Đối với ô tô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất , bởi vì nóđảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao Do đó có thể nâng cao được năng suấtvận chuyển Do vậy nó có những công dụng sau

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi ngừng hẳn hoặc đếnmột tốc độ cần thiết nào đó

Hệ thống phanh dùng để giữ ô tô đứng yên trên một độ dốc nhất định

1.2.1.Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau:

Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe.Tức là đảm bảo quãng đườngphanh là ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm Muốn có quãngđường phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại

Phanh êm dịu trong bất kỳ mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khiphanh

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

Phân bố mômen trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọnglượng bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào

Không có hiện tượng tự xiết phanh ( bó cứng bánh xe ) khi ô tô chuyển độngtịnh tiến hay quay vòng

Cơ cấu thoát nhiệt tốt

Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanhtrên bánh xe

Có khả năng phanh khi đứng trong thời gian dài

1.2.3 Phân loại

Phân loại theo mục đích sử dụng của hệ thống phanh trên ô tô:

Phanh chính (phanh chân) cơ cấu phanh được đặt ở bánh xe

Phanh dừng (phanh tay) cơ cấu phanh được đặt ở trục thứ cấp hộp số hoặc hộpphân phối (ô tô hai cầu chủ động) hoặc đặt ở bánh sau

Phanh dự phòng

Phân loại theo các bộ phận cơ bản của hệ thống phanh:

Theo cơ cấu phanh:

Hiệu quả phanh đánh giá mức độ giảm tốc độ của ôtô khi người lái tác động lên

cơ cấu điều khiển phanh trong trường hợp phanh khẩn cấp

Tính ổn định khi phanh đánh giá khả năng duy trì quỹ đạo của ôtô theo ý muốncủa người lái trong quá trình phanh

1.3.1.Các chỉ tiêu đánh gia hiệu quả phanh

a) Thời gian phanh

Thời gian phanh là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh.Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt

Trong trường hợp tổng quát ta có :

dt= dv

jp ; tp= ∫

v1

v2dv

(1.1)

Khi ô tô phanh đến lúc dừng hẳn thì v2= 0, do dó:

tmin= v1.δj

Trong đó :

v1 - vận tốc của xe tại thời điểm bắt đầu phanh

v2 - vận tốc của xe tại thời điểm kết thúc phanh

Công thức (1.2) cho thấy, thời gian phanh sẽ dài khi vận tốc bắt đầu phanh lớn,thời gian phanh sẽ ngắn khi hệ số bám lớn Thời gian phanh trong trường hợp ly hợpvẫn đóng (j > 1) thì thời gian phanh sẽ dài hơn so với trường hợp mở ly hợp

b ) Gia tốc chậm dần phanh :

Gia tốc chậm dần đều khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánhgiá chất lượng phanh và là đại lượng đặc trưng cho mức độ giảm tốc độ của ôtô trongquá trình phanh Khi phân tích các lực tác dụng lên ôtô, có thể viết phương trình cânbằng lực kéo khi phanh ôtô như sau:

Pj= Pp± Pf+ Pω+ Pη± Pi ( 1.3 )

Trong đó: Pj : Lực quán tính sinh ra khi phanh ôtô

Pp: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe

Pf: Lực cản lăn

Pω: Lực cản không khí

Pi: Lực cản lên dốc

Pη: Lực để thắng tiêu hao cho ma sát cơ khí

Thực nghiệm chứng tỏ rằng các lực cản lại chuyển động của ôtô có giá trị rất bé

so với lực phanh Vì thế có thể bỏ qua các lực cản Pf ; Pω ; Pη và khi phanh trênđường nằm ngang có phương trình:

j : Gia tốc chậm dần khi

Từ biểu thức (1.4) có thể xác định gia tốc chậm cực đại khi phanh:

jp max= ϕ Gϕ

δj (1.5)

Nhận xét: Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm hệ số δj Vì

vậy khi phanh đột ngột người lái cần tắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thốngtruyền lực lức đó δj sẽ giảm còn jpmax tăng Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh còn

phụ thuộc vào hệ số bám ϕ của lốp với mặt đường (mà giá trị của hệ số bám lớn nhất ϕmax=0 ,75÷0,8 trên đường nhựa tốt)

c ) Quãng đường phanh :

Quãng đường phanh (Sp) là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượngphanh của ôtô Vì vậy trong tính năng kỹ thuật của ô tô, các nhà chế tạo cho biết quãngđường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định So với các chỉ tiêu khácthì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trựcquan, dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử lý tốt trong khi phanh ôtô trên đường

Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, có thể sử dụng biểu thức sau:

Từ biểu thức trên ta thấy quãng đường phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào:

Vận tốc chuyển động của ôtô lúc bắt đầu phanh v1

Hệ số bám ϕ

Hệ số tính đến ảnh hưởng của các khối lượng quay δj Muốn giảm quãng đườngphanh thì ta cần phải giảm δi Vì vậy nếu người lái cắt ly hợp trước khi phanh thì

quãng đường phanh sẽ ngắn hơn Ta thấy ở biểu thức trên Smin phụ thuộc vào hệ sốbám, mà hệ số bám phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bánh xe.

Do vậy Smin phụ thuộc vào trọng lượng toàn bộ của ôtô G

d) Lực phanh và lực phanh riêng:

Lực phanh và lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh.Chỉ tiêu này được dùng thuận lợi nhất là khi thử phanh ôtô trên bệ thử Lực phanh sinh

ra ở bánh xe được xác định theo biểu thức sau:

P p=M p

rb ( 1.7 )Trong đó: Pp là lực phanh của ôtô

Mp là mô men của các cơ cấu phanh

Và rb là bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Lực phanh riêng P là lực phanh được tính trên một đơn vị trọng lượng toàn bộ

để đánh giá hiệu quả tác động của phanh Lực phanh và lực phanh riêng thuận lợi khiđánh giá chất lượng phanh trên bệ thử

1.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định khi phanh

Tính ổn định phanh là khả năng đảm bảo quỹ đạo chuyển động của ôtô theo ýmuốn của người lái trong quá trính phanh Tính ổn định khi phanh được đánh giá bằng

2 chỉ tiêu: Góc quay khi phanh (p) và hành lang phanh (Bp)

Góc quay khi phanh (p):Trong quá trình phanh ôtô thì trục dọc của ôtô bịnghiêng đi một góc  nào đấy so với hướng của quỹ đạo đang chuyển động Đó là dotổng các lực phanh sinh ra ở các bánh xe bên phải khác với tổng các lực phanh sinh ra

ở các bánh xe bên trái và tạo thành mômen quay vũng Mq quanh trục thẳng đứng Z đi

Hình 1.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh mà bị quay ngang

Khi phanh mà ôtô bị quay đi một góc quá mức quy định sẽ ảnh hưởng đến antoàn chuyển động trên đường Vậy tính ổn đinh khi phanh là khả năng ôtô giữ đượcquỹ đạo chuyển động như ý muốn của người lái trong quá trình phanh

Giả sử ôtô chuyển động theo hướng trục X nhưng sau khi phanh ôtô bị lệch đimột góc  Trong khi phanh thì ở các bánh xe bên phải có các lực phanh Fp.ph1 ở trụctrước và Fp.ph2 ở trục sau, còn các bánh xe bên trái có các lực phanh Fp.tr1 ở trục trước

và Fp.tr2 ở trục sau

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

Fp.ph = Fp.ph1 + Fp.ph2 (1.10)Tổng các lực phanh ở các bánh xe bên trái là :

Fp.tr = Fp.tr1 + Fp.tr2 (1.11) Giả sử rằng tổng các lực phanh bên phải Fp.ph lớn hơn tổng các lực phanh bêntrái Fp tr thì ôtô quay vòng theo chiều mũi tên như hình vẽ quanh trọng tâm A của ôtô,mômen quay vòng Mq được xác định theo biểu thức:

Phương trình chuyển động của ôtô đối với trọng tâm A được viết dưới dạng sau

IZ β=Mq− Ry

1.a−Ry

2.b

( 1.13 )

Vì ôtô bị xoay đi một góc  tức là mômen quay vòng lớn hơn rất nhiều so vớicác mômen khác do các lực Ry1 và Ry2 sinh ra, để đơn giản bớt ta có thể viết lại nhưsau:

Để tìm giá trị của C ta sử dụng điều kiện ban đầu khi t=0 thì =0 và đưa vàophương trình ( 1.15) ta có C=0 Từ đó rút ra được biểu thức cuối cùng để xác định góclệch  do mômen quay vòng gây nên Mà mômen này là do sự chênh lệch lực phanhbên phải và bên trái gây nên:

β= Mq

2 IZ t

2

(1.16)Qua biểu thức trên ta thấy  tỷ lệ thuận với Mq, với bình phương thời gianphanh t và tỷ lệ nghịch với mômen quán tính Iz của ôtô quanh trục Z đi qua trọng tâmcủa nó Theo yêu cầu của nhà chế tạo thì khi ôtô xuất xưởng thì phải bảo đảm lựcphanh ở các bánh xe trên cùng một trục là như nhau và độ chênh lệch lực phanh ở cácbánh xe trên cùng một trục không vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại ở cácbánh xe ở trục này

Giả sử rằng các bánh xe ở phía bên phải có lực phanh lớn nhất Fp.ph max theo điềukiện bám giữa bánh xe với mặt đường, thì lực phanh thấp nhất giữa các bánh xe ở phíabên trái cho phép là:

Fp.tr.min=0.85.Fp.ph max (1.17)

Lúc này mômen cực đại Mq.max được xác đinh như sau:

Mq max= ( Fp ph.max− Fp tr.min) B

2

Hay: Mqmax= ( Fp ph.max−0,85.Fp.ph.max) B 2

Từ đó ta có : Mq max=0,075 B.Fp.max

( 1.18 )

Lấy giá trị Mq.max từ biểu thức (1.18) thay vào biểu thức (1.16) ta tìm được góclệch cực đại max:

Phân loại :Trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực tùy theo sơ đồ của mạch dẫnđộng mà người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động 2 dòng:

+Dẫn động một dòng nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường dầu

duy nhất dẫn đến các xi lanh bánh xe Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng

độ an toàn không cao Vì vậy trong thực tế dẫn động phanh một dòng ít được sử dụng

+Dẫn động hai dòng nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc

lập đến xi lanh bánh xe của ô tô

Dẫn động kiểu T-T: một dòng dẫn động ra hai bánh xe cầu trước,còn một dòngdẫn đông ra các bánh xe cầu sau

Dẫn động chéo: một dòng dẫn động cho bánh xe trước bên trái và bánh xe saubên phải,một dòng dẫn động cho bánh xe trước bên phải va bánh xe sau bên trái Ưu,nhược điểm:

Ưu điểm:

Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúngyêu cầu thiết kế

Có hiệu quả cao

Độ nhảy tốt, kết cấu đơn giản

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

Nhược điểm:

Không thể tạo được tỷ số truyền lớn vì thế phanh dầu không có cường hóa,chỉdùng ô tô trọng lượng toàn bộ nhỏ

Lực tác dụng lên bàn đạp lớn

Đối với dẫn động phanh một dòng khi có chỗ nào bị rò rỉ( chảy dầu) thì tất cả

hệ thống phanh đều không làm việc Để khắc phục khuyết điểm này người ta dùng loạidẫn động 2 dòng,loại này có ưu điểm khi một dòng bị hỏng dòng còn lại vẫn làm việc

 Xi lanh chính

Xi lanh chính bố trí trong hệ thống phanh có tác dụng chuyển đổi lực tác động

từ bàn đạp phanh thành áp suất thủy lực.Áp suất này truyền đến các xi lanh con ở cácbánh xe, tác động điều khiển guốc phanh hoặc tấm má phanh ép sát vào trống hoặc đĩaphanh để hãm các bánh xe lại

Ngày nay xi lanh chính loại kép dùng rộng rãi trên các loại xe oto đời mới, nóđảm bảo an toàn cho người điều khiển nếu như xảy ra hư hỏng một mạch cầu nào đó.Trong xi lanh chính có 2 piston và 2 cupben đặt nối tiếp nhau Mỗi piston có một bìnhdầu riêng và cửa vào cửa bù

a Cấu tạo:

Cấu tạo xi lanh chính loại piston kép được mô phỏng hình dưới đây:

Hình1.3.Cấu tạo xy lanh chính loại piston kép

b Hoạt động:

Khi không đạp phanh: cupben của piston số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa

bù làm cho xi lanh và bình dầu thông nhau Bu lông hãm bố trí trong xi lanh chính đểchống lại lực lò xo số 2, ngăn không cho piston số 2 dịch chuyển sang phải

Khi đạp phanh: piston số 1 dịch chuyển sang trái, cupben của nó bịt kín cửa bù,không cho dầu từ bình vào cửa bù Piston bị đẩy tiếp nó làm tăng áp suất dầu trong xilanh Áp suất này tác dụng lên các xi lanh bánh sau Đồng thời, áp suất tạo ra sẽ đẩypiston số 2 dịch chuyển sang trái, áp suất dầu tạo ra tác dụng lên xi lanh bánh trước

Khi nhả bàn đạp phanh:Lúc này, áp suất dầu từ các xi lanh bánh xe tác dụngngược lại, đồng thời dưới tác dụng của lực lo xo hồi vị số 2 sẽ đẩy các piston sang bênphải Tuy nhiên, do dầu ở các xi lanh bánh xe không hồi về xi lanh chính ngay lập tức,

do đó dầu từ bình sẽ điền vào xi lanh chính qua các lỗ Khi các piston trở về trạng tháiban đầu, áp lực trong xi lanh sẽ đẩy dầu hồi về bình chứa thông qua các cửa bù Kếtquả là áp suất dầu trong xi lanh giảm xuống

 Trợ lực phanh.

Cấu tạo trợ lực phanh

Hình 1.4 Trợ lực phanh chân không 1.Thanh đẩy xilanh 2.Van chân không

3.Màng ngăn 4.Piston trợ lực

5.Van điều khiển 6.Lọc

7.Thanh đẩy bàn đạp 8.Chân không

Hoạt động: Hầu hết bộ trợ lực chân không có 3 trạng thái hoạt động là nhả phanh ,đạpphanh và duy trì phanh Những trạng thái này được xác định bởi áp suất trên thanh đẩy

-Khi không đạp phanh cửa chân không mở và cửa không khí đóng, áp suất giữa

2 buồng A và B cân bằng nhau Lò xo hồi vị đẩy piston về bên phải, không có áp suấttrên thanh đẩy

-Khi đạp phanh cần đẩy dịch chuyển sang trái làm cửa chân không đóng,cửa khíquyển mở Buồng A thông với buồng khí nạp động cơ,buồng B có áp suất bằng áp suấtkhí quyển Sự chênh lệch áp suất này tạo nên lực cường hóa đẩy piston và màng cao sudịch về bên trái tạo nên khả năng tăng lực đẩy cho cần xilanh chính

-Khi giữ phanh: Ở trạng thái này cả 2 cửa đều đóng,do đó áp suất ở phía phảicủa màng không đổi, áp suất trong hệ thống được duy trì Khi nhả phanh lò xo hồi vịđẩy piston và màng ngăn về vị trí ban đầu Trong trường hợp bộ trợ lực bị hỏng,lúcnày cần đẩy làm việc như một trục liền Do đó khi phanh người lái cần phải tác độngmột lực lớn để thắng lực đẩy của lò xo và lực ma sát của cơ cấu

 Cơ cấu phanh guốc

Cấu tạo:

Cơ cấu phanh guốc gồm có trống phanh quay cùng với bánh xe, các guốc phanhnắp với phần không quay là mâm phanh, trên guốc có lắp má phanh, một đầu có guốcphanh quay quanh chốt tựa, đầu còn lại tỳ vào piston của xi lanh công tác nếu là dẫn

động thủy lực hoặc là cam ép nếu là dẫn động khí nén.

Lò xo hồi: Do hiệu ứng kẹp hình nêm, lò xo hồi phải kéo má phanh tách rời hẳn

khỏi trống phanh khi nhả phanh Nếu lò xo yếu và không thể kéo má phanh tách rời sẽkhiến cho má phanh mòn rất nhanh

Tấm gá: Dùng để gá tất cả các chi tiết của hệ thống phanh Tấm gá được hàn

liền vào trục

Trống phanh: Trống phanh là từ gang đúc và mặt trong được gia công tại vị trí

tiếp xúc với má phanh Cũng giống như phanh đĩa, trống phanh sẽ chỉ ra dấu hiệu khimòn má phanh Khi lắp guốc phanh mới, trống phanh phải được gia công lại để đảmbảo đồng đều Bề mặt trong của trống phanh có đường kính giới hạn lớn nhất, đườngkính này được dập trên mặt ngoài của trống phanh Khi đường kính trong trống phanhvượt quá giới hạn, trống phanh phải được thay mới

Xi lanh phanh: có hai piston đặt đổi đầu nhau, mỗi piston đẩy một guốc phanh.

Khi đạp phanh, hai piston sẽ bị đẩy về hai phía và đẩy má phanh tiếp xúc với trốngphanh Khi phát hiện dấu hiệu rò rỉ dầu thủy lực tại xi lanh phanh, nó phái được thayphớt dầu hoặc thay mới hoàn toàn

Hình 1.5 Cơ cấu phanh trống

Ưu điểm:

Mô men phanh lớn do diện tích tiếp xúc giữa má phanh và trống phanh lớn

Cơ cấu phanh được che kín trong quá trình làm việc

Phanh guốc không nguy hiểm khi phanh gấp khi áp suất phanh không lớn

Má phanh lâu mòn hơn so với phanh đĩa Gía thành rẻ

Nhược điểm:

Cơ cấu phanh guốc thoát nhiệt kém trong quá trình làm việc

Khi nhả phanh ,áp suất dầu giảm xuống lò xo hồi vị trở dần về trạng thái banđầu,tách má phanh dần ra khỏi trông phanh Kết thúc quá trình phanh bánh xe.

Phân loại phanh guốc:

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa

Bàn đạp phanh, đồng hồ áp suất và đường ống dẫn khí nén

Tổng van phanh được lắp phía dưới bàn đạp phanh, dùng để phân phối khí nénđến các bầu phanh bánh xe và xả không khí ra ngoài khi thôi phanh

Bầu phanh bánh xe lắp ở gần bánh xe có tác dụng dẫn động trục cam phanhthực hiện quá trình phanh ô tô

-Cơ cấu phanh bánh xe bao gồm:

Mâm phanh được lắp chặt với trục bánh xe, trên mâm phanh có lắp xi lanh bánhxe

Trục cam tác động lắp lên trên mâm phanhvà tiếp xúc với 2 đầu guốcphanh,dùng để dẫn động đẩy hai guốc phanh và má phanh thực hiện quá trình phanh

Guốc phanh và má phanh được lắp trên mâm phanh nhờ 2 chốt lệch tâm ,lò xohồi vị luôn kéo 2 guốc phanh tách khỏi tang trống, ngoài ra còn có cam lệch tâm hoặcchốt điều chỉnh.

Hình 1.6 Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén 1.Máy nén khí 2.Bộ điều áp 3.Van bảo vệ 4.Bình chứa 5.Tổng van phanh 6.Van theo tải trọng 7.Bầu phanh 8.Van phanh tay

c Ưu và nhược điểm.

Ưu điểm:

Điều khiển nhẹ nhàng lực tác dụng lên bàn dạp nhỏ, tạo ra lực phanh lớn

Có khả năng cơ khí hóa quá trình điều khiển ô tô

Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận như hệ thống treo loại khí.Nhược điểm:

Số lượng các cụm nhiều,kích thước trọng lượng khá lớn ,cồng kềnh,giá thànhcao

Thời gian tác động trễ lớn, dùng trong ô tô tải nhỏ và trung bình

 Máy nén khí

Máy nén khí có công dụng là tạo ra khí nén có đủ áp suất cung cấp cho hệthống phanh khí để thực hiện việc phanh xe Ngoài ra còn cung cấp cho một số hệthống khác có sử dụng khí nén như: lau kính, bơm hơi bánh xe, đóng mở cửa xe Kếtcấu của máy nén khí giống như một động cơ gồm có: nắp máy, thân máy và đườngdầu Trong thân máy có trục khuỷa , xilanh, piston, thanh truyền Trên nắp máy bố tríhai van, van nạp và van xả Trục khuỷa máy nén khí được dẫn động bằng dây đai từpuly quạt gió của hệ thống làm mát Máy nén khí được làm mát bằng nước của hệthống làm mát.

 Van phân phối

Van phân phối là một chi tiết rất quan trọng trong hệ thống phanh khí Vanphân phối thực hiện việc điều khiển dòng khí nén vào buồng phanh của các bánh xethong qua các van và lực tác dụng lên bàn đạp phanh của người lái Với công dụngđiều khiển dòng khí nén vào buồng phanh của các bánh xe, các chi tiết của van phânphối phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật một cách chính xác như: các lò xo phải đảmbảo độ đàn tính, sức căng để đảm bảo áp suất khí trong hệ thống Các van phải đảmbảo độ kín khít không bị dò khí gây sụt áp trong hệ thống, gây ảnh hưởng tới quá trìnhphanh

Dựa vào số buồng phanh người ta phân van phân phối ra làm: van phân phốiđơn và van phân phối kép Trong loại van phân phối đơn có các loại như: van phânphối đơn kiểu màng, kiểu piston, kiểu lò xo tấm Dưới đây trình bày cấu tạo và nguyên

lý hoạt động của loại tổng van được sử dụng phổ biến hiện nay

Hình 1.7 Van phân phối

Cấu tạo:

Khi không phanh: phớt làm kín tiếp xúc với xupap nạp do vậy khí nén khôngthể vào được các mạch phanh thông qua vào khí nén Các cửa vào của khí nén đượcnối thông với lỗ thông khí

Khi rà phanh( ứng dụng với phanh thành phần): Khi đạp bàn đạp phanh con độiđẩy piston đáp ứng phanh xuống bằng lò xo giới hạn hành trình cho đến khi xupap xảđóng lại Piston đẩy được đấy xuống bằng lo xo số nén sao cho xupap xả cũng đóng

và sau đó xupap nạp mở ra Xupap nạp vẫn mở cho đến khi khí nén vào theo xupap xảtạo được một áp lực vừa đủ phía dưới piston và đẩy được piston đẩy lên phía trên vàđóng xupap nạp, nạp và xả của các mạch phanh cũng đóng, lúc này các van ở vị trítrung tâm

Khi phanh hoàn toàn: trong quá trình phanh bàn đạp phanh được đạp tối đa và ởmức thấp nhất, con đội xupap được đẩy xuống sâu thắng lực của lò xo có giới hạn dichuyển , piston đẩy được đẩy xuống bởi các lò xo nén cho đến khi đạt đến điểm dừng.Trong quá trình chuyển động xuống của 2 piston này hai xupap đóng trước sau đó 2xupap mở và tiếp tục mở cho đến khi bàn đạp phanh hoàn toàn giảm xuống, trong suấtquá trình phanh hoàn toàn áp suất phanh trong 2 mạch phanh cân bằng với áp suấtcung cấp vào

 Bầu phanh

Dùng để biến đổi năng lượng của khí nén thành cơ năng thực hiện việc phanh

xe ở cơ cấu phanh bánh trước

Hình 1.8 Bầu phanh

Cấu tạo của bầu phanh bao gồm:

Khi phanh không khí từ van phân phối qua ống dẫn tạo áp lực tác động lênmàng ngăn và thắng sức căng lò xo, piston dịch chuyển làm thanh đẩy cùng dịchchuyển tác động lên cơ cấu phanh đẩy hai guốc phanh bung ra do đó sự hãm phanhđược tiến hành.

Khi thôi phanh, do không khí nén không được cấp tới bầu phanh nữa nên lò xo

sẽ đàn hồi đẩy piston dịch chuyển ép không khí thoát ra ngoài thông qua van phânphối cùng với lò xo hồi vị guốc phanh kết thúc quá trình phanh

1.4.3 Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực khí nén

Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động thủy lực và khí nén người ta sửdụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thủy lực và khí nén Loại dẫn động này được sửdụng trên các xe tải trung bình

Hình 1.9.Hệ thống phanh kết hợp thủy lực khí nén

1 Tổng van phanh 9 Van an toàn

2 Van phanh tay 10 Đồng hồ báo áp suất khí nén

3 Bộ xấy khí 11, 12 Bộ trợ lực khí nén

4 Bầu phanh tay 13 Đầu nối phanh romooc

5 Van ổn định áp suất 14 Cơ cấu phanh romooc

6, 7 Các xilanh bánh xe 15 Bình chứa dầu

8 Van chia 16 Van chia khí

 Hoạt động của phanh thủy lực khí nén

Máy nén được dẫn động từ động cơ đã nén khí vào bình chứa khi thông qua bộsấy khí (3)

Khi đạp phanh khí nén từ bình chứa qua tổng van phanh (1) đến các bộ trợ lựckhí nén (11),(12) thực hiện đẩy piston xilanh chính Dầu phanh cấp tới xilanh bánhthông qua ống dẫn dầu thực hiện quá trình phanh.

Quá trình giữa phanh, các piston trong tổng van phanh (1) được hồi về vị tríđóng các đường khí nén từ bình chứa tới bầu trợ lực khí nén nhờ các lò xo hồi vị.Đồng thời van xả khí ở tổng phanh (1) đang được đóng nên áp suất khí nén trong bầutrợ lực không thay đổi thực hiện quá trình phanh

Khi nhả phanh các píston trong tổng van phanh(1) được hồi vị trở lại vị trí banđầu nhờ các lò xo Khí nén từ bầu trợ lực(11),(12) thoát ra ngoài trời qua van xả khícủa tổng van phanh(1) Khi đó các piston trong xilanh chính được hồi về vị trí ban đầu.Dầu từ xilanh phanh bánh xe hồi về bình chứa(15) Đồng thời các lò xo ở cơ cấuphanh bánh xe kéo các guốc phanh trở về vị trí ban đầu khi chưa phanh

Khi phanh tay người lái thực hiện kéo phanh tay (2) khí nén từ bình chứa vanphanh tay(2) và van chia (16) tới bầu phanh tay(4) thực hiện quá trình phanh tay

 Ưu và nhược điểm

Khi phần khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc, vì vậy trong

hệ thống phanh liên hợp cần chú ý đặc biệt tới cơ cấu dẫn động khí nén

Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành cũng rất cao và có rất nhiềucụm chi tiết đắt tiền

 Cấu tạo và hoạt động cơ cấu phanh đĩa

Cấu tạo:

Cơ cấu phanh đĩa là cơ cấu phanh kiểu ma sát, trong đó lực ma sát được hìnhthành giữa má phanh và bề mặt của 1 hoặc nhiều đĩa gẵn cố định vào bộ phậnchuyển động quay của ôtô

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

ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rãnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hayghép hai kim loại khác nhau

Hình 1.10 Cơ cấu phanh đĩa

1 Đĩa phanh 2 Giá đỡ và má phanh 3.Cửa kiểm tra

4 Ống dẫn dầu phanh 5 Vỏ xi lanh con 6.Ốc xả gió

Hoạt động:

Phanh đĩa piston bằng áp suất thủy lực truyền qua đường dẫn dầu phanh từxilanh làm cho các má phanh đĩa kẹp cả hai bên của roto phanh đĩa và hãm các lốpdừng quay.Do đó vì các roto của phanh đĩa và các má phanh đĩa cọ vào nhau, phát sinhnhiệt do ma sát Tuy nhiên vì roto phanh đĩa và thân phanh để hở nên nhiệt do ma sátsinh ra dễ bị tiêu tan

Hình 1.11 Hoạt động phanh đĩa

Phân loại phanh đĩa:Lực phanh ở phanh đĩa sinh ra là do cùm phanh kẹp má phanh ép

Phanh đĩa cố định: áp suất thủy lực tác động vào hai piston nằm ở hai bên đĩa phanh Gần đây loại phanh này không được tiếp tục sử dụng vì giá thành cao và độ tin cậy không bằng loại tự lựa.

Phanh đĩa di động: Cơ cấu nay sử dụng một xilanh thủy lực gắn vào một bên

má phanh Piston di chuyển trong xilanh bánh xe khi đạp bàn đạp nhanh, áp suất thủylực tạo ra sẽ đẩy má phanh ép sát vào đĩa phanh để hãm tốc độ của đĩa phanh sẽ bị đẩytheo chiều ngược với chiều chuyển động của piston nó đẩy má phanh ép vào đĩaphanh

Hình 1.12 Các loại càng phanh

1.4.4 Phanh ABS

 Khái quát về phanh ABS

Hệ thống phanh (Brake System) là cơ cấu an toàn chủ động của ôtô, dùng đểgiảm tốc độ hay dừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết Nó là một trongnhững cụm tổng thành chính và đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển ôtô trênđường

Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám  thấp như đườngtrơn, đường đóng băng, tuyết thì dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãm cứng bánh xe, tứchiện tượng bánh xe bị trượt lết trên đường khi phanh Khi đó, quãng đường phanh sẽdài hơn, tức hiệu quả phanh thấp đi, đồng thời, dẫn đến tình trạng mất tính ổn địnhhướng và khả năng điều khiển của ôtô Nếu các bánh xe trước sớm bị bó cứng, xekhông thể chuyển hướng theo sự điều khiển của tài xế, nếu các bánh sau bị bó cứng, sựkhác nhau về hệ số bám giữa bánh trái và bánh phải với mặt đường sẽ làm cho đuôi xe

bị lạng, xe bị trượt ngang Trong trường hợp xe phanh khi đang quay vòng, hiệntượng trượt ngang của các bánh xe dễ dẫn đến các hiện tượng quay vòng thiếu hayquay vòng thừa làm mất tính ổn định khi xe quay vòng

Để giải quyết vấn đề nêu trên, phần lớn các ô tô hiện nay đều được trang bị hệthống chống hãm cứng bánh xe khi phanh, gọi là hệ thống “Anti-lock BrakingSystem” - ABS Hệ thống này chống hiện tượng bị hãm cứng của bánh xe bằng cáchđiều khiển thay đổi áp suất dầu tác dụng lên các cơ cấu phanh ở các bánh xe để ngănkhông cho chúng bị hãm cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp, đảm bảotính hiệu quả và tính ổn định của ôtô trong quá trình phanh.

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử EBD(Electronic Brake force Distribution) nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh

xe phù hợp với các chế độ tải trọng và chế độ chạy của xe

Hệ thống ABS kết hợp với hệ thống ổn định ôtô bằng điện tử (ESP), không chỉ

có tác dụng trong khi dừng xe, mà còn can thiệp vào cả quá trình tăng tốc và chuyểnđộng quay vòng của ôtô, giúp nâng cao hiệu suất chuyển động của ôtô trong mọitrường hợp

Ngày nay, hệ thống ABS đã giữ một vai trò quan trọng không thể thiếu trong các

hệ thống phanh hiện đại, đã trở thành tiêu chuẩn bắt buộc đối với phần lớn các nướctrên thế giới

 Cơ cấu chấp hành ABS

Cấu tạo :Cụm điều khiển được xem như “bộ não“ của hệ thống phanh ABS tự động điều chỉnh với độ chính xác cao Nhiệm vụ của ECU nhận biết tình trạng làm việc của của xe từ các cảm biến cung cấp căn cứ vào đó mà tính toán khả năng hãm cứng của bánh xe khi phanh Từ các thông số tính toán được, ECU so sánh với các thông số có sẵn do nhà chế tạo định trước ở bên trong ECU Sau cùng ECU quyết địnhtính năng làm việc của cả hệ thống Đặc điểm cấu tạo rất phứt tạp, mỗi hãng luôn có một đặc trưng riêng và còn tuỳ thuộc vào từng loại xe

Hoạt động:Khi có tín hiệu phanh, tín hiệu tốc độ bánh xe, đối với một số xe còn

có thêm tín hiệu gia tốc hay tín hiệu trọng lực … Từ hệ thống các cảm biến gửi đến thìECU nhận được bởi mạch điện nhận tín hiệu các tín hiệu này đuợc chuyển sang khốiđiều khiển để tiến hành tính toán khả năng hãm cứng của bánh xe và tiến hành so sánhvới các giá trị có trong ngưỡng bộ nhớ ECU Sau đó quyết định của cụm vi xử lí chínhđược đưa tới mạch xuất tín hiệu và được khuyếch đại để đưa tới các bộ phận thi hànhchức năng chống hãm cứng theo sơ đồ sau:

Hình 1.13 Sơ đồ điều khiển cơ cấu phanh ABS

Việc bố trí sơ đồ điều khiển của ABS phải thỏa mãn đồng thời hai yếu tố:

Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quátrình phanh, nhờ vậy làm tăng hiệu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh

Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính

ổn định chuyển động (driving stability) và ổn định quay vòng (steering stability) của

xe khi phanh (xét theo quan điểm về độ trượt)

Tất cả các quá trình làm việc ở trên, được kiểm tra theo dõi bởi bộ vi xử lý Bộphận vi xử lý tiếp nhận các tín hiệu của quá trình nhập, tính toán cũng như xuất tínhiệu, nên kiểm tra quá trình đó một cách chính xác Nếu có sai sót bộ phận này sẽ xuấttín hiệu để báo Ngoài ra: bộ kiểm tra vi xử lý còn có các chức năng tự kiểm tra, kiểmtra lúc bắt đầu nhận tín hiệu và chẩn đoán các bộ phận hư hỏng của toàn bộ hệ thốngABS

Trong ECU còn có bộ ổn định điện áp Điện áp từ bình đến ECUđược ổn định,

do đó ECU làm việc ổn định và tăng độ chính xác trong quá trình điều khiển.Đặc biệtcác bộ phận vi xử lý trong ECU có mối liên hệ rất chặt chẽ chính vì vậy mà ECU làmviệc rất chính xác và hiệu quả

Theo sơ đồ của mạch điều khiển chống hãm cứng thì sau khi mở công tắc điện,ECU được cung cấp điện và tiến hành một số chức năng kiểm tra ban đầu cho hệ thốngABS Nếu có sai sót thì hệ thống ABS không hoạt động và ngược lại ECU tiến hànhtính toán, kiểm tra khả năng hãm cứng của bánh xe

Qua kết quả nhận được ECU tiến hành lựa chọn:

- Nếu phanh thường thì bánh xe không có khả năng chống hãm cứng nên hệthống chống hãm cứng bị ngắt.

- Nếu bánh xe có khả năng bị hãm cứng bộ vi xử lý chính tiến hành phân tích sosánh với các ngưỡng giá trị cài sẵn trong bộ nhớ của ECU rồi đưa ra quyết định vàchuyển đến bộ phận phân tích, bộ phận phân tích đưa tín hiệu đến các bộ phận thi hànhchức năng chống hãm cứng như van điện và bơm ABS để thực hiện chức năng chốnghãm cứng

Chu trình trên được lặp đi lặp lại liên tục cho đến khi tín hiệu gửi đến từ cáccảm biến cho biết tình trạng của bánh xe không còn có khả năng chống hãm cứng thìECU ngắt tín hiệu cung cấp Cả hệ thống chống hãm cứng trở trạng thái bình thườngkhông hãm cứng

Với sự trang bị của hệ thống phanh ABS thì hiệu quả phanh, tính ổn định khiphanh được nâng cao Tuy nhiên tránh lắp lẫn ECU của các loại xe với nhau, điều đógiảm độ chính xác của ECU

1.4.5 Hệ thống phanh (BBW-Brake by wire)

Hình 1.14 Sơ đồ hệ thống phanh BBW

1 Bàn đạp điện tử 5.Cơ cấu phanh bánh xe

2 Bộ xử lý tín hiệu bàn đạp phanh 6 Tín hiệu bàn đạp phanh

3.Nguồn điện 7 Tín hiệu gửi và phản hồi

4 Điều khiển trung tâm 8 Tín hiệu phản hồi

Nguyên lý làm việc:

Khi đạp phanh tín hiệu phanh sẽ gửi tới bộ xử lý tín hiệu bàn đạp phanh Được

bộ xử lý tín hiệu bàn đạp phanh (2) xử lý gửi tới điều khiển trung tâm, thực hiện điềukhiển cơ cấu bánh xe (5), thực hiện bánh xe

Trong quá trình phanh, tín hiệu gửi từ cảm biến tốc độ bánh xe luôn được phảnhồi về bộ xử lý tín hiệu cảm biến tốc độ bánh xe luôn đươc phản hồi về bộ xử lý tín

 Bộ phận điều khiển và các cảm biến

1 cảm biến xác định góc quay vành lái cung cấp tín hiệu cho ESP

Ngoài ra còn sử dụng các cảm biến xác định vị trí chướng ngại vậttrước ,sau,bên cạnh

 Cụm điều khiển má phanh

Hình 1.15.Bố trí cụm điều khiển má phanh Nguyên lý hoạt động:

Khi ta nhấn phanh, cảm biến sẽ nhận tín hiệu từ bàn đạp chân phanh và gửi tới

bộ điều khiển trung tâm Bộ điều khiển trung tâm này sẽ xử lý tín hiệu và gửi dòngđiều khiển tới bộ chấp hành của cơ cấu bánh xe Lúc này sẽ có dòng điện từ nguồn cấptới mô tơ phanh làm cho mô tơ phanh quay thực hiện phanh xe Khi mô tơ quay dẫnđộng trục chính quay làm con lăn quay tác động vào nêm, khi nêm di chuyển làm máphanh bó sát vào đĩa phanh.Quá trình phanh được thực hiện, khi phanh tùy thuộc vàogóc quay của bàn đạp chân phanh

Khi nhả phanh cảm biến nhận tín hiệu từ bàn đạp phanh và gửi tới bộ điềukhiển trung tâm.Bộ điều khiển trung tâm xác nhận, xử lý tín hiệu và gửi dong điềukhiển tới bộ chấp hành của cơ cấu phanh banh xe Lúc này sẽ có dòng điện từ nguồncấp tới mô tơ phanh theo chiều ngươc lại với chiều dòng điện khi thực hiên phanh xe,làm cho mô tơ phanh quay theo chiều ngươc lại thực hiện nhả phanh

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU VÀ TÍNH NĂNG KỸ THUẬT CỦA HỆ THỐNG

PHANH TRÊN XE TUCSON G2.0.2010 2.1 Khái quát chung về hệ thống phanh

2.1.1 Khái quát hệ thống phanh chân thông thường(CBS)

Hình 2.1:Hệ thống phanh chân(CBS) A:Trợ lực phanh B: xilanh chính

C: ống dẫn dầu phanh đĩa D:Cửa kiểm tra và xi lanh con phanh đĩa

Chú ý:

Vệ sinh trong ống bằng khí nén trước khi lắp ráp

Siết đai ốc ống phanh tiếp xúc với phần loe ống bằng cách ghép đôi mặt tiếpxúc

Lực xiết của đai ốc phanh phải đạt 1,3-1,7 kgm

Lắp ống phanh mà không bị vặn(xoắn) và vướng những bộ phận gần đó, lựcxiết phải đạt 2,5-3,0 kgm

Không được lắp ráp ống với trùm dây điện

Thực hiện việc xả gió một cách an toàn(sử dụng van định lượng cảm biến tải).Lực xiết của con vít xả gió phải đạt 0,7-0,9 kgm

Chỗ nối không được rò rỉ dầu và chân không

Cạnh cụm phanh và cầu xe với cùng kí hiệu màu LH,RH ở mặt bên của máphanh Phanh chân là loại phanh thủy lực loại bụng bên trong tác động lên tất cả bánhxe.Bầu trợ lực gia tăng áp lực dầu nhanh hơn Xilanh phanh chính loại tiếp đôi cũnggóp phần cho sự an toàn.Bàn đạp phanh là loại độc lập dễ vận hành,truyền lực nhấn

Đường chân không trợ lực phanh được trang bị thùng chân không hạn chế tối đa sựthay đổi áp suất âm ngay cả trong trường hợp vận hành nhiều lần và thường xuyên.

Kiểm tra phanh bằng cách thử một vài lần lái thử nghiệm, nếu hệ thống phanhkhông hoạt động tốt kiểm tra trợ lực phanh và quan sát dấu hiệu rò rỉ dầu hoặc thay thếcác xilanh tổng thể nếu bàn đạp không hoạt động đúng hay xilanh có dấu hiệu rò rỉchất lỏng Kiểm tra sự khác biệt trong khi bàn đạp phanh đột ngột và đạp phanhchậm Có dấu hiệu rò rỉ thì phải tháo rời và kiểm tra từng bộ phận

2.1.2 Hệ thống phanh ABS

2.1.2.1 Cấu tạo chung của phanh ABS

Hình 2.2: Cấu tạo chung của phanh ABS 1.Trợ lực phanh(HECU) 2.Cảm biến tốc độ bánh xe phía trước

3 Cảm biến tốc độ bánh xe phía sau 4.Cảm biến giảm tốc (G)

5.Đèn báo EBD trên taplo 6.Đèn báo ABS trên taplo

Cơ cấu ABS được thiết kế dựa trên cấu tạo của một cơ cấu phanh bình thường.Ngoài các cụm bộ phận chính của một cơ cấu phanh như cụm xilanh chính, bầu trợlực, cơ cấu phanh bánh xe, các van điều hòa lực phanh Để thực hiện chức năng chống

bó cứng bánh xe khi phanh thì ABS được trang bị thêm các bộ phận như cảm biếnbánh xe, hộp điều khiển điện tử (ECU), bộ chấp hành thủy lực, bộ chẩn đoán báo lỗi.Một cơ cấu ABS gồm ba cụm bộ phận chính:

- Cụm tín hiệu vào gồm các cảm biến tốc độ bánh xe, cảm biến giảm tốc, côngtắc báo phanh… Có nhiệm vụ giữ thông tin tốc độ bánh xe, tín hiệu phanh về hộp điềukhiển ECU dưới dạng tín hiệu điện.

- Hộp điều khiển điện tử (ECU): có chức năng nhận và sử lý tín hiệu vào vàđưa tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủy lực điều khiển quá trình chống bó cứngbánh xe

- Bộ chấp hành gồm các bộ điều khiển thủy lực, bộ phận hiển thị đèn báo phanhABS, bộ phận chẩn đoán:

2.1.2.2.Hoạt động của ABS với 8 van 2 vị trí

Phanh bình thường ABS không hoạt động: Khi đạp bàn đạp phanh dầu với

áp suất lớn đi từ xi lanh chính và từ bơm tới van giữ áp suất, đến xilanh làm việc đẩy

má phanh áp sát đĩa phanh Qúa trình phanh được thực hiện

Hình 2.3: ABS không hoạt động

1 Xilanh chính ; 2 Van hồi phanh ; 3,6.Bánh xe trước ;4,5 Bánh xe sau

7 Bình chứa dầu ; 8 Ống dầu dòng 1 ; 9 ống dầu dòng 2

 Khi phanh gấp ABS hoạt động

+ Chế độ giảm áp: Van giữ áp suất (NO) đóng lại, van giảm áp (NC) mở.Dầu từ

xilanh làm việc hồi về bình chứa dầu theo đường ống dẫn dầu về bình chứa dầu Bơmdầu vẫn hoạt động bình thường

Hình 2.4: ABS ở chế độ giảm áp

+ Chế độ giữ: Hai van giữ áp suất (NO) và van giảm áp suất(NC) đều đóng Áp

suất dầu trong xilanh được giữ lại và quá trình phanh được giữ Bơm dầu vẫn hoạtđộng

Hình 2.5:ABS ở chế độ giữ áp

+ Chế độ tăng áp: Van giữ áp suất mở (NO), van giảm áp đóng lại(NC) Mô tơ

bơm dầu vẫn hoạt động cung cấp thêm áp suất dầu đến xilanh làm việc

Hình 2.6: ABS ở chế độ tăng áp

2.1.2.3 Cảm biến tốc độ bánh xe: