TÌM HIỂU, PHỤC HỒI HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE ÔTÔ SCOUT

Em thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu, phục hồi hệ thống phanh trên xe ôtô Scout” với những nội dung chính sau: - Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh như: lực tác dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

HI

TRẦN MINH KHA

TÌM HIỂU, PHỤC HỒI HỆ THỐNG PHANH

TRÊN XE ÔTÔ SCOUT

Tp Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

HI

TÌM HIỂU, PHỤC HỒI HỆ THỐNG PHANH

TRÊN XE ÔTÔ SCOUT

Chuyên ngành: Cơ Khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

Th.S Trần Mạnh Quí

Tp Hồ Chí Minh Tháng 08 năm 2007

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING

NONG LAM UNIVERSITY

FACULTY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY

HI

STUDYING, RECOVERING HYDRAULIC BRAKE

SYSTEM ON THE SCOUT CAR

Speciality: Agricultural Engineering

Agr Tran Manh Qui

Ho Chi Minh, city August, 2007

LỜI CẢM ƠN

Em xin cảm ơn quý thầy cô giáo trong khoa cơ khí công nghệ đã truyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm hết sức quý báu, những điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập

Đặc biệt, với tấm lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn các

thầy Nguyễn Duy Hướng và thầy Trần Mạnh Quí đã tận tình hướng dẫn,

giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức, phương pháp và kinh nghiệm để em hoàn thành tốt luận văn

Cảm ơn người thân, gia đình và tất cả bạn bè đã giúp tôi hoàn thành luận văn

Chân thành cảm ơn

TÓM TẮT

Trong những năm gần đây nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng ôtô làm phương tiện lưu thông và vận chuyển hàng hóa tăng cao Tuy nhiên kiến thức về ôtô, đặc biệt là hệ thống phanh của phần lớn người sử dụng còn hạn chế

Được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ trường đại học

Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Em thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu, phục hồi hệ thống phanh trên xe ôtô Scout” với những nội dung chính sau:

- Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh như: lực tác dụng lên ôtô khi phanh, tính ổn định hướng, điều kiện đảm bảo phanh tối ưu để đạt hiệu quả cao trong

sử dụng

- Tìm hiểu một số phanh truyền động bằng thủy lực dùng trên ôtô hiện nay

và hệ thống phanh dùng trên ôtô Scout

- Tìm hiểu tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh

- Đưa ra phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng phanh bằng dụng cụ chuyên dùng

- Phục hồi, sửa chữa hệ thống phanh trên ôtô Scout, để làm mô hình thực tập

Th.S Trần Mạnh Quí

SUMMARY

The economic of our country has been developing steadily in the recent years, people must use cars in the traffic and goods traffic However, most their knowledge of cars

as brake system is limitting

With the agreement of the The Faculty Of Engineering And Technology, the Nong

Lam Univercity I have performed the topic “Studying, recovering hydraulic brake system on the scout car” with the main contents:

- Studying theoretical of procedure brake: external applied force on car when braking, directional stability, best braking condition to high effecting in using

- Studying some hydraulic brake system to use in the cars

- Studying, classification and using oil brake

- Offer the test method, assessment the performance of braking by absolute instrument

- Recovering hydraulic brake system on the scout car to make the model for learning

Student: Supervisor:

Tran Minh Kha Agr Nguyen Duy Huong

Agr Tran Manh Qui

MỤC LỤC

Cảm tạ i

Tóm tắt ii

Mục lục iv

Danh sách các hình vi

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

Chương 2: TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI 3

2.1 Công dụng hệ thống phanh 3

2.2 Yêu cầu của hệ thống phanh 3

2.3 Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh 3

2.3.1 Lực tác dụng lên ôtô khi phanh và phương trình cân bằng lực phanh 3

2.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh 5

2.3.2.1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 6

2.3.2.2 Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh 6

2.3.2.3 Phân tích đánh giá hiệu quả phanh bằng vết lết 8

2.3.3 Sự bám giữa bánh xe với mặt đường 9

2.3.4 Giản đồ phanh 10

2.4 Một số phanh dùng trên ôtô 11

2.4.1 Phanh trống truyền động bằng thủy lực 11

2.4.2 Phanh đĩa truyền động bằng thủy lực 12

2.4.3 Ưu nhược điểm của những loại phanh này 12

2.5 Tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh 13

2.5.1 Tính chất của dầu phanh 13

2.5.2 Phân loại dầu phanh 13

2.5.3 Sử dụng dầu phanh 14

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 16

3.1 Thiết bị đánh dầu thời điểm bắt đầu phanh 16

3.2 Thiết bị đo vận tốc xe khi phanh 16

3.3 Thiết bị kiểm tra lực phanh VIDEOLine 2304 17

3.4 Các thiết bị khác 20

Chương 4: THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21

4.1 Tìm hiểu hệ thống phanh trên ôtô Scout 21

4.1.1 Giới thiệu 21

4.1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh trên ôtô Scout 21

4.1.3 Cụm bộ phận phanh 22

4.1.3.1 Guốc phanh 22

4.1.3.2 Bố phanh 22

4.1.3.3 Mâm phanh 22

4.1.3.4 Bộ phận giữ cố định guốc phanh 23

4.1.3.5 Lò xo phanh 23

4.1.3.6 Bộ phận điều chỉnh guốc phanh 24

4.1.3.7 Trống phanh 24

4.1.3.8 Xylanh phanh 25

4.1.4 Xylanh chính 27

4.1.5 Phanh dừng đậu xe trên ôtô Scout 28

4.2 Phục hồi sửa chửa hệ thống phanh trên ôtô Scout 29

4.2.1 Phục hồi cụm bộ phận phanh 29

4.2.2 Phục hồi thay thế cụm xylanh chính 33

4.2.3 Phục hồi đường ống dầu 36

4.3 Xả gió hệ thống phanh sau khi sửa chữa 36

4.4 Kiểm tra và đánh giá phanh 39

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Lực tác dụng lên ôtô khi phanh Trang 3 Hình 2.2.: Kích thước của đường dốc Trang 5 Hình 2.3: Sơ đồ để xác định độ lệch của ôtô khi phanh Trang 8

Hình 2.4: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám φ Trang 9

Hình 2.5: Giản đồ phanh Trang 10 Hình 2.6: Giản đồ phanh thực tế Trang 11 Hình 3.1: Sơ đồ thiết bị đánh dấu quãng đường phanh Trang 16 Hình 3.2: Sơ đồ thiết bị đo vận tốc xe khi phanh Trang 17 Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo một bên của bệ kiểm tra phanh Trang 19 Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống phanh xe Scout Trang 21 Hình 4.2: Guốc phanh Trang 22 Hình 4.3: Lò xo phanh Trang 23 Hình 4.4: Cụm xylanh phanh Trang 24 Hình 4.5: Cuppen, lò xo và chụp che bụi Trang 25 Hình 4.6: Vít xả gió của xylanh chính Trang 26 Hình 4.7: Hình cắt kết cấu của xylanh bánh xe Trang 26 Hình 4.8: Chi tiết tháo rời của xylanh chính Trang 27 Hình 4.9: Cơ cấu phanh dừng Trang 28 Hình 4.10: Dẫn động của hệ thống phanh đậu xe Trang 29 Hình 4.11: Cụm bộ phận phanh Trang 30 Hình 4.12: Cuppen bị hỏng Trang 31 Hình 4.13: Trống phanh Trang 32 Hình 4.14: Bộ phận điều chỉnh guốc phanh Trang 32 Hình 4.15: Sơ đồ chính của xylanh chính thay thế cho xylanh chính của xe Scout Trang 34 Hình 4.16: Cụm pittông của xylanh chính Trang 35 Hình 4.17: Sơ đồ bố trí xả gió hệ thống bằng tay Trang 38

Chương 1

MỞ ĐẦU

Nền sản xuất ôtô thế giới ngày nay phát triển vượt bậc, ôtô trở thành một phương tiện di chuyển quan trọng trong đời sống xã hội Ở nước ta hiện nay nghành công nghệ ôtô cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ xe lưu thông trên đường ngày càng cao, việc vận chuyển hàng hóa, hành khách phần lớn đều sử dụng ôtô Ngày nay đường xá được mở rộng và cải thiện tốt hơn nên tốc độ lưu thông của xe trên đường ngày càng cao, do đó vấn đề tai nạn giao thông là vấn đề cấp thiết hàng đầu cần phải quan tâm Theo thống kê thì tai nạn giao thông đường bộ phần lớn

do con người gây ra chiếm 60 – 70% (do chạy ẩu, buồn ngủ, say xỉn ); trục trặc về

kỹ thuật, máy móc chiếm 10 – 15%; đường xá không đảm bảo kỹ thuật chiếm 20% Trong đó những nguyên nhân do trục trặc về kỹ thuật máy móc được thống kê như sau:

nghiên cứu phục hồi hệ thống phanh trên ôtô Scout Những công việc của tôi thực hiện trong đề tài này là:

- Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh như: lực tác dụng lên ôtô khi phanh, tính ổn định hướng, điều kiện đảm bảo phanh tối ưu để đạt hiệu quả cao trong

sử dụng

- Tìm hiểu một số phanh truyền động bằng thủy lực dùng trên ôtô hiện nay

và hệ thống phanh dùng trên ôtô Scout

- Tìm hiểu tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh

- Đưa ra phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng phanh bằng dụng cụ chuyên dùng

- Phục hồi sửa chữa hệ thống phanh trên ôtô Scout, để làm mô hình thực tập

Với mục đích trên, được sự phân công của khoa Cơ Khí – Công Nghệ em thực hiện đề tài: “Tim hiểu phục hồi hệ thống phanh trên xe ôtô Scout” Trong quá trình thực hiện do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực hiện chưa có nên không thể tránh khỏi những sai sót Rất mong sự góp ý của quí thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Chương 2

TRA CỨU TÀI LIỆU VÀ SÁCH BÁO PHỤC VỤ

ĐỀ TÀI 2.1 Công dụng hệ thống phanh

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe ở một vị trí nhất định

2.2 Yêu cầu của hệ thống phanh

- Quãng đường phanh ngắn nhất

- Phanh êm dịu trong suốt quá trình phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng

- Có độ nhạy cao

- Đảm bảo tránh hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường

- Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt

- Chiếm ít không gian, trọng lượng nhỏ, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng

2.3 Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh

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

Trong trường hợp chung khi ôtô đang chạy trên dốc và tiến hành quá trình phanh

ta có các lực tác dụng lên ôtô như sau (hình 2.1):

Trong hình 2.1:

G: Trọng lượng ôtô (trọng lượng này được phân thành hai thành phần Gsinα và

G cosα)

P f1 ; P f1 : Lực cản lăn bánh trước và bánh sau

P p1 ; P p1: Lực phanh sinh ra ở các bánh trước và bánh sau

P w: Lực cản của không khí

P j: Lực quán tính sinh ra trong khi phanh, lực này có chiều cùng với chiều chuyển động của ôtô Sở dĩ như vậy là vì khi phanh thì gia tốc chậm dần có chiều ngược với chiều chuyển động của ôtô, mà lực quán tính có chiều ngược với chiều của gia tốc

P i : Lực cản lên dốc, chính là thành phần của trọng lượng chiếu trên mặt đường

(Pi=Gsinα; α: góc dốc của đường)

Z 1 ; Z 2: Phản lực thẳng góc từ mặt đường lên các bánh xe trước và bánh xe sau

Lực phanh tổng cộng P p sẽ là: Pp = P p1 + P p2

Giá trị cực đại của lực phanh P pmax xác định như sau: P pmax =φ*G (2.1)

Trong đó: φ: Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường

Lực cản lăn chuyển động tổng cộng sẽ là: P f = P f1 + P f2 = f*G (2.2) Trong đó: f: Hệ số cản chuyển động của đường

Lực cản không khí xác định như sau: P w = K*F*v 2 (2.3) Trong đó: K: Hệ số cản không khí

F: Diện tích chính diện của ôtô

v: Tốc độ bắt đầu phanh

Lực quán tính P j được tính theo công thức: Pj=δ*( / )*(G g dv dt/ ) (2.4)

Trong đó: δ: Hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ôtô

t: Thời gian phanh

J bx: Momen quán tính của bánh xe

r bx: Bán kính làm việc của bánh xe

i h: Tỉ số truyền của hộp số ờ cấp đang gài

i o: Tỉ số truyền của truyền lực chính

η: Hiệu suất của hệ thống truyền lực

Chiếu các lực tác dụng lên ôtô khi phanh lên bề mặt nghiêng của đường ta có phương trình cân bằng lực phanh như sau:

Vậy P i = G*i (2.7) Đối với đường loại I và loại II độ dốc I có giá trị i = 0 ÷ 3%

Thí nghiệm chứng tỏ rằng trong quá trình phanh thì lực phanh Pp chiếm

96 ÷ 98% của tổng các lực cản lại sự chuyển động của ôtô Như vậy lực để hãm ôtô chủ yếu là lực phanh Pp

α

Hình 2.2: Kích thước của đường dốc

2.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh

Chất lượng của quá trình phanh bao gồm hiệu quả phanh và tính ổn định hướng của ôtô khi phanh

2.3.2.1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh

Từ cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu ở trên có thể dùng bốn chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh như sau:

- Quãng đường phanh

- Gia tốc chậm dần khi phanh

- Thời gian phanh

- Lực phanh hoặc lực phanh riêng

Ba chỉ tiêu đầu được sử dụng nhiều nhất và tiến hành dễ dàng, kể cả trong sử dụng Còn lực phanh hoặc lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh, chỉ tiêu này thuận lợi nhất khi thử phanh ôtô trên bệ thử Lực phanh sinh ra ở các bánh

xe ôtô được xác định như sau:

P p=M q/r bx (2.8)

Trong đó: P p: Lực phanh ôtô

Mq: Momen phanh của các cơ cấu phanh

Từ biểu thức (2.10) lực phanh riêng cực đại bằng hệ số bám φ Như vậy về lý

thuyết mà nói, trên mặt đường khô nằm ngang lực phanh riêng cực đại có thể đạt được giá trị 70 ÷ 80% Trong thực tế giá trị đạt dược thấp hơn nhiều, chỉ khoảng 45 ÷ 65% Trong các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh thì chỉ tiêu quãng đường phanh là đặc trưng nhất và có ý nghĩa quang trọng nhất, vì khi biết được quãng đường phanh cho phép người lái hình dung được vị trí xe dừng trước chướng ngại vật mà họ phải xử trí

để khỏi xảy ra tai nạn khi người lái xe phanh ở tốc độ ban đầu nào đó

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

Để đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh người ta dùng một trong các chỉ tiêu sau:

- Góc lệch β của ôtô khi phanh

- Độ lệch của ôtô khi phanh Độ lệch này được xác định bằng khoảng

cách từ điểm A (hình 2.3) xa nhất của ôtô ở cuối quá trình phanh đến mặt phẳng dọc

trung tuyến của ôtô trước khi phanh, nghĩa là độ lệch được đánh giá bằng khoảng cách

AN (hình 2.3)

- Hành lang cho phép mà ôtô không được vượt ra ngoài ở cuối quá trình phanh

- Hệ số không đồng đều lực phanh

Để xác định độ lệch AN cuối quá trình phanh chúng ta xét sơ đồ (hình 2.3)

Giả sử rằng ôtô đang chạy trong hành lang có chiều rộng T và trục dọc của ôtô trùng với trục dọc của hành lang lúc bắt đầu phanh trọng tâm của ôtô ở vị trí O, cuối quá trình phanh trọng tâm của ôtô di chuyển đến vị trí O’ nằm cách xa mặt phẳng dọc trung tuyến của ôtô trước khi phanh một khoảng cách Y và trục dọc ôtô cuối quá trình phanh lệch với trục dọc của ôtô bắt đầu phanh một góc β Điểm A là điểm xa nhất của

ôtô ở cuối quá trình phanh so với mặt phẳng dọc trung tuyến của ôtô lúc bắt đầu phanh

và đoạn AN sẽ là độ lệch của ôtô ở cuối hành trình hay gọi tắt là độ lệch của ôtô khi

phanh

Từ (hình 2.3) thấy rằng:

AN = Y + m (2.11) Nhưng m = AE*sin β + O’E*cos β

Trong đó: Y: Độ lệch của trọng tâm ôtô ở cuối quá trình phanh

l: Khoảng cách từ trọng tâm đến mép ngang ngoài cùng phía trước của

ôtô

B’: Chiều rộng của ôtô

Để ôtô không vượt khỏi hành lang cho phép T ở cuối quá trình phanh, cần phải

đảm bảo điều kiện sau: AN T< / 2

Hay là ( / 2)T > +Y l*sinβ+( '/ 2)*cosB β (2.14)

trong đó T: Chiều rộng của hành lang cho phép

Hệ số không đồng đều lực phanh là chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh Hệ số này được sử dụng thuận lợi khi thử phanh trên bệ thử

B'

T 2

T

β

Hình 2.3: Sơ đồ để xác định độ lệch của ôtô khi phanh

Hệ số không đồng đều lực phanh K d được xác định riêng cho từng trục của ôtô,

nó bằng độ chênh lệch của các lực phanh ở phía bên phải và bên trái của trục chia cho lực phanh lớn nhất tác dụng ở trục này

K d = (Pmax−Pmin) /Pmax (2.15)

Trong đó: P max: Lực phanh lớn nhất ở một phía nào đó trên trục được đo

P min: Lực phanh nhỏ nhất ở một phía nào đó trên trục đo được

2.3.2.3 Phân tích đánh giá hiệu quả phanh bằng vết lết

Trong thực tế việc đánh giá hiệu quả phanh bằng quan sát vết lết giữa bánh xe với mặt đường đã diễn ra ở nhiều nước trên thế giới từ trước những năm 1960 Riêng ở nước ta việc đánh giá hiệu quả phanh bằng vết lết giữa bánh xe với mặt đường được dùng từ lâu và kéo dài đến năm 1995 mới hủy bỏ

Nhưng thực tế hơn 30% thí nghiệm không để lại vết lết hoặc hoa lốp nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả phanh yêu cầu Qua đó cũng cho thấy rằng việc để lại vết lết hoặc hoa lốp trên mặt đường phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng mặt lốp và tình trạng bề mặt đường (độ sạch và nhiệt độ của đường) Chính vì vậy mà hiện nay việc đánh giá hiệu

quả phanh được dựa vào các chỉ tiêu khách quan và được xác định nhờ những thiết bị hiện đại

2.3.3 Sự bám giữa bánh xe với mặt đường

Sự bám giữa bánh xe với mặt đường được đặt trưng bằng hệ số bám φ Lực phanh cực đại của ôtô theo điều kiện bám bằng hệ số bám φ nhân với trọng lượng toàn

bộ của ôtô G, biểu thức (2.1) Vì vậy thay đổi hệ số bám trong quá trình phanh ôtô là

vấn đề cần phải nghiên cứu

Thực nghiệm chứng tỏ rằng hệ số bám φ phụ thuộc bởi nhiều yếu tố như: loại mặt

đường và tình trạng mặt đường, kết cấu và nguyên liệu lốp, áp suất không khí trong lốp, tải trọng lên bánh xe, tốc độ chuyển động của xe, điều kiện nhiệt độ làm việc, độ trượt giữa bánh xe với mặt đường

Trên hình 2.4 trình bày sự thay đổi hệ số bám φ theo tải trọng thẳng đứng, theo

tốc độ chuyển động của ôtô và theo độ trượt giữa bánh xe với mặt đường Đồ thị (hình 2.4a) cho thấy rằng khi tăng tải trọng thẳng đứng lên bánh xe thì hệ số bám sẽ giảm đi một ít và đồ thị có dạng tuyến tính, khi tăng tốc độ chuyển động thì hệ số bám giảm từ từ theo đường cong Khi đường ướt thì ảnh hưởng của tải trọng và tốc độ

chuyển động đến hệ số bám càng lớn (hình 2.4b) Đặt biệt là độ trượt λ giữa bánh xe

và mặt đường ảnh hưởng rất nhiều đến hệ số bám Khi tăng độ trượt (trượt lê hay trượt lăn) của bánh xe thì hệ số bám lúc ban đầu tăng nhanh chóng và đạt gí trị cực đại trong

(c)

100806040200(b)

0,8

0,40,20,6

42

0

Hình 2.4: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám φ

1 – Đường khô ; 2 – Đường ướt

a – Tải trọng thẳng đứng trên bánh xe; b – Tốc độ chuyển động của ôtô

c – Độ trượt giữa bánh xe với mặt đường

khoảng trượt 10 – 30% Nếu độ trượt tiếp tục tăng thị hệ số bám giảm, khi độ trượt

λ = 100% (nghĩa là trượt hoàn toàn) thì hệ số bám φ giảm 20 – 30% so với hệ số bám

cực đại Khi đường ướt có thể giảm nhiều hơn nữa, đến 50 – 60%

2.3.4 Giản đồ phanh

Để xác định được quãng đường phanh thực tế cần nghiên cứu quá trình phanh

qua các đồ thị thực nghiệm thể hiện quan hệ giữa lực phanh P p sinh ra ở các bánh xe

(hoặc momen phanh M p) với thời gian t đồ thị này được gọi là giản đồ phanh

Trên (hình 2.5) điểm O ứng với lúc người lái nhìn thấy chướng ngại vật và nhân

thức được cần phải phanh

t 1: Thời gian phản xạ của người lái tức từ lúc thấy được chướng ngại vật cho đến lúc tác động vào bàn đạp phanh, thời gian này phụ thuộc vào trình độ của người

lái Thời gian t 1 thường nằm trong khoảng (0,3 ÷ 0,8 s)

t 2: Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tức từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh Thời gian này

đối với phanh dầu là t 2 = 0,03s và đối với phanh khí là t 2 = 0,3s

t 3: Thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần Thời gian này đối

với phanh dầu là t 3 = 0,2s và đối với phanh khí t 3 = 0,3 ÷ 1s

t 4: Thời gian phanh hoàn toàn ứng với lực phanh cực đại Trong thời gian

này lực phanh P p hoặc gia tốc chậm dần j có giá trị không đổi

t 5 : Thời gian nhả phanh, lực phanh giảm đến 0 Thời gian này có giá trị

t 5 = 0,2s đối với phanh dầu và t 5 = 1,5 ÷ 2s đối với phanh khí

Khi ôtô dừng hoàn toàn rồi mới nhả phanh thì thời gian t5 không ảnh hưởng gì đến quãng đường phanh nhỏ nhất Như vậy quá trình phanh kể từ khi người lái nhận được tín hiệu cho đến khi ôtô dừng hẳn kéo dài trong thời gian t như sau:

t = t 1 + t 2 + t 3 + t 4 +t 5 (2.16)

Trong thực tế giản đồ phanh có dạng hình gợn sóng nhấp nhô như (hình 2.6)

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

gia tốc chậm dần cực đại J max , gia tốc chậm dần ở vùng ổn định J o.d và gia tốc chậm

dần trung bình trong suốt quá trình phanh J tb Các gia tốc này được ghi ở (hình 2.6)

t O

Dựa vào giản đồ phanh thực tế người ta có thể đánh giá được hiệu quả phanh và

từ đó xét được chất lượng của quá trình phanh

Trong quá trình sử dụng thực tế do má phanh bị mòn và điều chỉnh phanh không đúng sẽ làm cho quãng đường phanh lớn hơn và gia tốc chậm dần khi phanh giảm đi

10 ÷ 15% so với khi phanh còn mới và điều chỉnh đúng

2.4 Một số loại phanh dùng trên ôtô

Từ khi ôtô bắt đầu xuất hiện có nhiều loại phanh được sử dụng, nhưng ngày nay trên ôtô hầu như sử dụng chủ yếu phanh đĩa và phanh trống truyền động bằng thủy lực

2.4.1 Phanh trống truyền động bằng thủy lực

Phanh trống là loại phanh được sử dụng trên hầu hết các ôtô Sự phát triển cơ bản trong thiết kế phanh là sự thay đổi từ đai phanh ngoài đến guốc phanh bên trong Khi nằm ở bên trong yêu cầu các guốc phanh phải mở bung ra để tác động lực ép Mâm phanh và cạnh của mâm phanh thường được lắp ăn khớp với rãnh của trống phanh Cách lắp này có tác dụng tốt để không bị nước và bụi bẩn bám vào Hệ thống phanh

trống đầu tiên được tác dụng thông qua cơ cấu đòn bẩy cơ khi, về sau người ta sử dụng thủy lực để truyền động Ở kiểu phanh này, áp suất thủy lực tác động lên piston và truyền cho má phanh để áp sát vào tang trống Vật liệu ma sát trên má phanh sẽ tiếp xúc với tang trống, làm chậm tốc độ quay của tang trống và trục bánh xe

2.4.2 Phanh đĩa truyền động bằng thủy lực

Trước khi "bước chân" lên xe hơi, phanh đĩa được sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay từ khá lâu Vật liệu ma sát (má phanh) kẹp đĩa kim loại (quay cùng với trục bánh xe) nhờ áp suất thủy lực từ chân phanh Phanh đĩa không có xu hướng phanh đột ngột (xe giật mạnh) như phanh tang trống mà có độ cân bằng tốt hơn khi dừng

2.4.3 Ưu nhược điểm của những loại phanh này

Phanh trống: Khi bị nóng do ma sát, tang trống sẽ giãn nở và má phanh phải đi một đoạn đường xa hơn mới có thể tiếp xúc với nó Do vậy, chân phanh cũng phải có lực đạp lớn hơn Bên cạnh đó, khí sinh ra từ vật liệu má phanh bị đốt nóng không thoát được và lưu lại giữa má và tang trống khiến khả năng hãm bị giảm Có thể lần đầu phanh từ vận tốc cao, hệ thống vẫn hoạt động bình thường nhưng nếu quá trình lặp lại nhiều lần, hiện tượng phanh không "ăn" sẽ diễn ra và tiềm ẩn nhiều nguy hiểm Các nhà sản xuất thường thêm một số miếng nhôm vào tang trống để làm mát, cùng với những đoạn dây phanh kim loại Tuy nhiên, đây là giải pháp tình thế, không thích hợp với những loại xe tính năng cao và tốc độ vận hành lớn

Phanh đĩa:

- Đầu tiên, phanh đĩa có khả năng làm mát tốt hơn bởi dòng không khí đi qua

bề mặt vật liệu ma sát dễ hơn Trên bề mặt đĩa, người ta chia thành những lỗ có tác dụng làm cho không khí giữa hai bề mặt má phanh thoát nhiệt nhanh hơn Hầu hết các phanh đĩa bánh trước đều có chức năng thông gió bởi chúng đóng vai trò chính (đa số các xe hiện nay đều dẫn động bánh trước) còn phanh đĩa phía sau không có hệ thống làm mát (đĩa không có lỗ) do chúng sinh ít nhiệt

- Ưu điểm khác của phanh đĩa là các chất gây hại bị loại khỏi bề mặt đĩa dễ dàng Nước, dầu hay khí từ vật liệu ma sát dễ dàng thoát ra ngoài, giúp phanh hoạt động tốt hơn Những chất bẩn như bụi, bùn đất khi bám vào bề mặt, gặp má phanh sẽ

- Nhược điểm lớn nhất của phanh đĩa là các chất bẩn, có thể bám vào, gây ăn mòn cơ học hoặc hóa học nhanh nên phải thường xuyên bảo dưỡng Nếu bị ăn mòn nhiều, đĩa phanh quá mỏng sẽ khiến cho quá trình tản nhiệt diễn ra chậm và đĩa phanh

có thể bị gãy

- Đĩa phanh phía trước được làm mát tốt trong khi phanh sau hứng chịu toàn bộ chất bẩn và mảnh vỡ văng ra từ lốp trước nên nhanh mòn hơn mặc dù ít phanh hơn Nếu phanh trước phải thay ở 60.000 km thì phanh sau nên thay ở mức 30.000 km

2.5 Tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh

Dầu phanh là loại chất lỏng đặc biệt được dùng trong hệ thống thủy lực của ôtô

Do chỉ số đàn hồi thấp nên dầu phanh có tác dụng truyền lực tác động từ bàn đạp phanh đến các bộ phận của hệ thống phanh, thông qua pittông ép các má phanh kẹp chặt đĩa phanh (hay tang trống), tạo nên lực hãm xe

2.5.1 Tính chất của dầu phanh

Các chỉ tiêu kỹ thuật đặc biệt của dầu phanh có nhiều điểm khác biệt so với dầu nhờn, nhất là chỉ tiêu kỹ thuật về điểm sôi khô và điểm sôi ướt

- Điểm sôi khô là nhiệt độ sôi của dầu phanh thuần khiết không lẫn nước

- Điểm sôi ướt là nhiệt độ sôi của dầu phanh ngậm nước Điểm sôi ướt là một chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá chất lượng dầu phanh Trong quá trình phanh nhiệt

độ của má phanh và xylanh phanh tăng rất cao và nhanh Nếu dầu phanh sôi ở nhiệt độ dưới 1500C thì sẽ xuất hiện bọt và trở nên đàn hồi, giảm hiệu quả truyền lực, dẫn đến mất tác dụng của hệ thống phanh, rất nguy hiểm

Tình trạng lọt nước vào dầu phanh có thể xãy ra do tình trạng mở nắp bình đổ thêm dầu hoặc bảo quản kém làm cho nước trong không khí xâm nhập Thông thường

xe sử dụng một năm, dầu phanh ngậm nước 2%

Thực nghiệm trên loại dầu phanh DOT (Department of Transportation) cho thấy điểm sôi thấp nhất của DOT3 là 2050C sau 3 – 4 năm sử dụng hàm lượng nước tăng lên đến 4%, điểm sôi ướt hạ xuống chỉ còn 1060C Nếu tăng được nhiệt độ điểm sôi khô thì điểm sôi ướt cũng tăng theo

Ngoài điểm sôi khô và điểm sôi ướt, các chỉ tiêu kỹ thuật khác như độ nhớt, điểm bén lửa, tỷ trọng của dầu phanh điều có ý nghĩa như những loại dầu bôi trơn khác

2.5.2 Phân loại dầu phanh

Dầu phanh thuộc nhóm loại dầu thủy lực được phân loại như sau:

Theo tính năng xác định bởi tiêu chuẩn ISO 6074, dầu thủy lực được phân thành

4 nhóm như sau:

HH Dầu nhờn thủy lực không pha phụ gia

HL Dầu nhờn thủy lực có pha phụ gia chống oxy hóa và ăn mòn

HM Dầu nhờn thủy lực HL có pha phụ gia chống mài mòn

HV Dầu nhờn thủy lực loại HM có pha phụ gia tăng chỉ số độ nhớt

Theo độ nhớt động học xác định bởi tiêu chuẩn ISO3447-75, dầu thuộc nhóm dầu thủy lực có độ nhớt động học ở 400C rất cao Chủ yếu là 3 nhóm sau:

Tỷ trọng ở 1500C (kg/l) 1040 - 1050

2.5.3 Sử dụng dầu phanh

Khi sử dụng dầu phanh (nhất là các xe có trang bị ABS) cần lưu ý các điểm sau đây:

- Do thời tiết nước ta có độ ẩm lớn và nhiệt độ cao nên việc bảo quản dầu phanh cũng như việc đổ thêm dầu phanh cần hết sức cẩn thận, tránh tiếp xúc với khí

ẩm vì khi dầu phanh ngậm nước điểm sôi ướt sẽ hạ xuống làm giảm hiệu quả phanh Thời gian thay dầu phanh thường là 10.000 km xe lăn bánh Nhưng nếu sử dụng nhiều thì có thể thay sớm hơn, nhất là những xe chạy ở những nơi đồi dốc hay rà phanh dễ làm cho dầu phanh sủi bọt làm mất khả năng phanh hãm Vì vậy việc xả bọt khí trong dầu phanh là hết sức cần thiết Xe không sử dụng 6 tháng cũng vẫn phải thay dầu mới

- Không pha lẫn dầu phanh vì sản phẩm của các hãng đều có phụ gia khác nhau

- Dầu phanh DOT3 và DOT4 phá sơn rất mạnh nên tránh để chúng dính vào vỏ, thân xe để khỏi bị rộp sơn

- Khi thao tác với dầu phanh, tránh không để hóa chất này dính vào tay chân, quần áo và phải đeo kính bảo hộ để bảo vệ mắt

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

Trong phần này em xin giới thiệu một số thiết bị và dụng cụ thường được dùng trong việc kiểm tra hệ thống phanh trên ôtô

3.1 Thiết bị đánh dấu thời điểm bắt đầu phanh

- Công dụng: Đo quãng đường từ lúc xe bắt đầu phanh đến lúc dừng hẳn

- Mức chính xác: Sai số đo quãng đường phanh nhỏ hơn 1%

3

2 1

Hình 3.1: Sơ đồ thiết bị đánh dấu quãng đường phanh

1 Nguồn điện; 2.Tiếp điểm; 3 Điện trở; 4 Thuốc cháy;

5 Hợp chất đánh dấu

- Nguyên lý hoạt động: Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, tiếp điểm (2) đóng kín mạch điện, điện trở (3) phát nhiệt làm cháy thuốc cháy (4) đồng thời tạo lực đẩy phun hợp chất đánh dấu (5) xuống đường đánh dấu quãng đường phanh

3.2 Thiết bị đo vận tốc xe khi phanh

- Công dụng: Đo vận tốc xe tại thời điểm bắt đầu phanh

- Mức chính xác: Sai số không quá 3%

- Nguyên lý hoạt động: Khi xe chạy kéo theo thiết bị phía sau, bánh xe số (5) chuyển động, lúc bắt đầu phanh công tắc báo đèn phanh đóng, nguồn điện này đóng kín mạch của cảm biến tốc độ (1) Cảm biến đưa tín hiệu điện vào vôn kế, thể hiện giá trị điện áp mà nó nhận được từ cảm biến Tương ứng với số vôn trên vôn kế là giá trị

Giá trị điện áp được qui đổi sang giá trị vận tốc xe qua công thức sau:

1

Hình 3.2: Sơ đồ thiết bị đo vận tốc xe khi phanh

1 Cảm biến tốc độ; 2 Bánh công tác; 3 Bánh răng cảm biến; 4 Dây điện;

5 Khung thiết bị; 6 Giá lắp vào xe ôtô; 7 Vôn kế điện tử

Bảng giá trị tốc độ quay của bánh xe công tác (2) tương ứng với điện áp cảm

biến đưa vào vôn kế

Điện áp cảm biến (V) Tốc độ quay của bánh xe (vòng/phut)

0 0 6,5 400 9,9 600 13,4 800 16,7 1000

20 1200 23,6 1400 27,6 1600