ĐỒ án thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ xe toyota yaris

Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển lớn mạnh tất ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hố hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ôtô trở thành phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá hánh khách, đồng thời ôtô trở thành phương tiện giao thông tư nhân nước có kinh tế phát triển Hiện nước ta số lượng ôtô tư nhân phát triển với tăng trưởng kinh tế, mật độ xe đường ngày cao Do mật độ ôtô đường ngày lớn tốc độ chuyển động ngày cao vấn đề tai nạn giao thông đường vấn đề cấp thiết hàng đầu cần phải quan tâm Ở nước ta năm gần số vụ tai nạn số người chết tai nạn lớn Tai nạn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn tai nạn kỹ thuật gây nên Chính mà hệ thống phanh ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Đề tài tốt nghiệp em giao “Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ” Qua thời gian tháng với giúp đỡ tận tình Ts.Nguyễn Hồng Việt thầy mơn Ơtơ em hồn thành nội dung đồ án giao Do thời gian thực đề tài có hạn nên đồ án em khơng tránh khỏi thiếu xót Em mong bảo thầy để đề tài tốt nghiệp hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, Ngày 10 tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực Nguyễn Tiến Biên Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Hiện số người sử dụng ô tô nước ta ngày nhiều, với tăng trưởng kinh tế mật độ ô tô lưu thông đường ngày cao dẫn đến tai nạn giao thơng tăng lên Do để đảm bảo tính an tồn, tai nạn giao thơng vấn đề cần giải quan tâm Trên ô tô, hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng Vì đảm bảo cho tơ chạy an tồn Nó góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm xảy vận hành xe, nhờ điều khiển trình phanh làm chủ tốc độ nhanh, chậm dừng hẳn cần thiết Cùng với phát triển ngành công nghiệp ô tô kỹ thuật điện tử tất hệ thống tơ nói chung hệ thống phanh nói riêng ngày hồn thiện hơn, chất lượng tối ưu Đối với sinh viên ngành khí giao thơng việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu hệ thống phanh giúp sinh viên thấy rõ vai trò quan trọng, nắm rõ kết cấu, nguyên lý làm việc, ưu, nhược điểm tìm hư hỏng thường gặp hệ thống phanh Để từ đưa biện pháp khắc phục, sữa chữa, nâng cao tính kinh tế độ an toàn làm việc hệ thống phanh Từ giúp cho ta có biện pháp sử dụng hợp lý hơn, đồng thời đánh giá tình trạng khả làm việc hệ thống phanh Và giúp cho sinh viên củng cố bổ sung kiến thức việc tiếp cận với loại hệ thống phanh xe tơ Vì em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ ” Ðể giải vấn đề trước hết ta cần phải hiểu nguyên lý hoạt động, kết cấu chi tiết, phận hệ thống phanh Từ tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu phanh, tăng tính ổn định tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động tăng hiệu chuyển động ô tô Hệ thống phanh xe thiết kế hệ thống phanh dẫn động thủy lực có sử dụng hệ thống ABS sử dụng rộng rải cho đời xe Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ 2.1 Công dụng, yêu cầu phân loại 2.1.1 Công dụng Hệ thống phanh dùng để: - Giảm tốc độ ôtô máy kéo dừng hẳn đến tốc độ cần thiết - Ngồi ra, hệ thống phanh có nhiệm vụ giữ cho ôtô máy kéo đứng yên chỗ mặt dốc nghiêng hay mặt đường ngang Với công dụng vậy, hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng: - Nó đảm bảo cho ơtơ máy kéo chuyển động an toàn chế độ làm việc - Nhờ phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ suất vận chuyển xe máy 2.1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau: - Làm việc bền vững, tin cậy; - Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm; - Phanh êm dịu trường hợp khác để đảm bảo tiện nghi an tồn cho hành khách hàng hóa; - Giữ cho ôtô máy kéo đứng yên cần thiết, thời gian không hạn chế; - Đảm bảo tính ổn định điều khiển ơtơ máy kéo phanh; - Khơng có tượng tự phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng; - Hệ số ma sát má phanh với trống phanh cao ổn định điều kiện sử dụng; - Có khả nhiệt tốt; - Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an tồn chuyển động trường hợp, hệ thống phanh ôtô máy kéo phải có tối thiểu ba loại phanh, là: - Phanh làm việc: Phanh phanh chính, sử dụng thường xuyên tất chế độ chuyển động, thường đưọc điều khiển bàn đạp nên gọi phanh chân - Phanh dự trữ: Dùng để phanh ôtô máy kéo trường hợp phanh hỏng Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ - Phanh dừng: Còn gọi phanh phụ Dùng để giữ cho ôtô máy kéo đứng yên chỗ dừng xe không làm việc Phanh thường điều khiển tay đòn nên gọi phanh tay - Phanh chậm dần: Trên ôtô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn lớn 12 tấn; xe khách - lớn tấn) làm việc vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống dốc dài, phải có loại phanh thứ tư phanh chậm dần, dùng để: - Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ôtô máy kéo không tăng giới hạn cho phép xuống dốc; - Để giảm dần tốc độ ôtô máy kéo trước dừng hẳn Các loại phanh có phận chung kiêm nhiệm chức Nhưng chúng phải có hai phận điều khiển dẫn động độc lập Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh phân thành dòng độc lập để dòng bị hỏng dòng lại làm việc bình thường Để có hiệu phanh cao: - Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn - Phân phối mô men phanh bánh xe phải đảm bảo tận dụng toàn trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy, lực phanh bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến đường tác dụng lên chúng - Trong trường hợp cần thiết, sử dụng trợ lực hay dùng dẫn động khí nén bơm thủy lực để tăng hiệu phanh xe có trọng lượng tồn lớn Để đánh giá hiệu phanh người ta sử dụng hai tiêu chính, là: gia tốc chậm dần quãng đường phanh Ngoài dùng tiêu khác, như: Lực phanh hay thời gian phanh Giá trị yêu cầu tiêu tham khảo bảng 2−1, 2−2 2− Cần ý rằng: tiêu quy định hiệu phanh cho phép quốc gia hay hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc chủng loại ôtô lưu hành, điều kiện đường xá , trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, trang thiết bị kiểm tra v.v Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Bảng − Tiêu chuẩn hiệu phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép ơtơ lưu hành đường - Do Bộ GTVT Việt Nam quy định năm 1995 Stt Chủng loại ôtô Quãng đường phanh Sp, m ( ≤) Gia tốc chậm dần ổn định Jp,m/s2 (≥) Ôtô du lịch loại ôtô khác thiết kế sở ơtơ du lịch 7,2 5,8 Ơtơ vận tải trọng lượng toàn ≤ ơtơ khách có chiều dài tồn ≤ 7,5 m 9,5 5,0 Ơtơ vận tải đồn ơtơ có trọng lượng tồn > ơtơ khách có chiều dài tồn > 7,5 m 11 4,2 Tiêu chuẩn trình bày bảng cho ứng với chế độ thử: - Ơtơ khơng tải, chạy đường nhựa khô, nằm ngang - Vận tốc bắt đầu phanh 30 Km/h (8,33 m/s) Do yêu cầu tốc độ ơtơ ngày tăng, có xu hướng tăng vận tốc thử phanh phép ôtô lưu hành đường Tuy thử phanh tốc độ cao nguy hiểm, điều kiện chưa cho phép có bãi thử chuyên dùng Vì nước ta áp dụng tốc độ thử hạn chế 30 Km/h Số liệu cho bảng sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm mục đích cho phép ôtô lưu hành đường để đảm bảo an toàn chuyển động Đối với các sở nghiên cứu hay thiết kế chế tạo cần áp dụng tiêu chuẩn nghiêm ngặt Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Bảng − Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh (Tiêu chuẩn Liên Xơ) Tốc độ trước Stt Chủng loại ơtơ Ơtơ du lịch Micrơbuys với số chỗ ngồi ≤ Ơtơ buys > chỗ ngồi trọng lượng toàn ≤ Ơtơ buys với trọng lượng tồn > Ơtơ tải, trọng lượng tồn < 3,5 Ơtơ tải, trọng lượng tồn từ 3,5 đến 12 Ơtơ tải trọng lượng tồn >12 phanh V0, Km/h 80 60 60 70 50 40 Lực tác dụng lên bàn đạp Pbđ, N Dạng thử 500 I II 43,2 54,0 57,5 7,0 5,4 5,0 700 I II 25,8 32,3 34,3 7,0 5,3 4,9 700 I II 32,1 40,1 42,7 6,0 4,5 4,1 700 I II 44,8 56,0 59,6 5,5 4,1 3,8 700 I II 25,0 31,3 33,3 5,5 4,0 3,7 700 I II 17,2 21,5 22,9 5,5 4,0 3,6 26,5 5,5 lượng toàn từ 3,5 đến 12 Đồn ơtơ với trọng lượng tồn > 12 50 I II 33,1 35,2 4,0 3,7 I II 18,4 23,0 24,5 5,5 3,9 3,6 40 dần ổn định Jp, m/s2 (≥) (≤) Đồn ơtơ với trọng Gia tốc chậm Quãng đường phanh Sp, m (≤) 700 700 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Đối với hệ thống phanh chính, giá trị tiêu cho tương ứng với ba dạng thử khác là: Bảng − Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh dự trữ (Tiêu chuẩn Liên Xô) Tốc độ trước Stt Chủng loại ơtơ Ơtơ du lịch Micrôbuys với số phanh V0, Km/h 80 Lực tác dụng lên bàn đạp Pbđ, N (≤) Tay đòn Bàn đạp 400 500 Quãng đường phanh Sp, m (≤) Gia tốc chậm dần ổn định Jp, m/s2 (≥) 90,1 3,0 chỗ ngồi ≤ Ơtơ buys > chỗ ngồi trọng lượng toàn ≤ 60 52,2 3,0 Ơtơ buys với trọng lượng tồn > 60 52,2 3,0 70 79,0 2,8 Ơtơ tải, trọng lượng tồn < 3,5 600 700 Ơtơ tải, trọng lượng tồn từ 3,5 đến 12 50 42,5 2,8 Ơtơ tải trọng lượng toàn >12 40 28,4 2,8 Đoàn ôtô với trọng lượng toàn từ 3,5 đến 12 50 44,0 2,8 40 29,6 2,8 Đồn ơtơ với trọng lượng toàn > 12 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ - Thử “0”: Để xác định hiệu hệ thống phanh chính, cấu phanh nguội thường tiến hành cho hai trường hợp: động tách không tách khỏi hệ thống truyền lực - Thử “I”: Để xác định hiệu hệ thống phanh chính, cấu phanh làm việc nóng lên Đạng thử bao gồm hai giai đoạn: - Thử sơ bộ: Để cho cấu phanh nóng lên - Thử chính: Để xác định hiệu phanh - Thử “II”: Để xác định hiệu hệ thống phanh chính, ơtơ máy kéo chuyển động xuống dốc dài Khi phanh phanh dự trữ hệ thống khác thực chức nó, gia tốc chậm dần lớn cần phải đạt m/s2 ôtô khách 2,8 m/s2 ôtô tải Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu phanh đánh giá tổng lực phanh thực tế mà cấu phanh tạo Khi thử (theo chiều: đầu xe hướng xuống dốc ngược lại - quay lên dốc) phanh dừng cần phải giữ ôtô máy kéo chở đầy tải động tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng n mặt dốc có độ nghiêng khơng nhỏ 25% Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ôtô máy kéo, chuyển động xuống dốc dài Km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt 30±2 Km/h (8,33±0,6 m/s), mà không cần sử dụng hệ thống phanh khác Khi phanh phanh này, gia tốc chậm dần ôtô máy kéo thường đạt khoảng 0,6  2,0 m/s2 Để trình phanh êm dịu để người lái cảm giác, điều khiển cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh tạo bánh xe Đồng thời khơng có tượng tự xiết phanh Để đảm bảo tính ổn định điều khiển ôtô máy kéo phanh, phân bố lực phanh bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn điều kiện sau: - Lực phanh bánh xe phải trái cầu phải Sai lệch cho phép không vượt 15% giá trị lực phanh lớn - Khơng xảy tượng khóa cứng, trượt bánh xe phanh Vì: Các bánh xe trước trượt làm ôtô máy kéo bị trượt ngang; Các bánh xe sau trượt làm ơtơ máy kéo tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài ra, bánh xe bị trượt gây mòn lốp, giảm hiệu phanh giảm hệ số bám Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Để đảm bảo yêu cầu này, ôtô máy kéo đại người ta sử dụng điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System - ABS) Yêu cầu điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện đánh giá lực lớn cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển hành trình tương ứng chúng Giá trị quy định tiêu cho bảng − Bảng − Giá trị tối đa cho phép lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển hành trình tương ứng chúng hệ thống phanh ôtô (Tiêu chuẩn Liên Xô) Phương pháp điều khiển Hệ thống phanh Chủng loại ôtô P bdmax (N) Sbdmax (mm) Bằng bàn đạp Làm việc, dự trữ phanh dừng Du lịch Vận tải khách 500 700 150 180 Bằng tay đòn Dự trữ dừng Du lịch Vận tải khách 400 600 160 220 2.1.3 Phân loại Theo vị trí bố trí cấu phanh, phanh chia loại: Phanh bánh xe phanh truyền lực Theo dạng phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: Phanh guốc, phanh đĩa phanh dải Theo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ phanh liên hợp (kết hợp loại khác nhau) 2.2 Kết cấu hệ thống phanh Hệ thống phanh ơtơ gồm có phanh phanh phụ phanh thường phanh bánh xe hay gọi phanh chân, phanh phụ thường phanh tay, phanh tay thường bố trí sau trục thứ cấp hộp số bố trí bánh xe Việc dùng hai phanh phụ bảo đảm cho độ an tồn ơtơ chuyển động dừng hẳn, hệ thống phanh có phần cấu phanh dẫn động phanh 2.2.1 Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh có nghĩa vụ tạo mơmen phanh cần thiết nâng cao tính ổn định trình sử dụng cấu phanh phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc bánh xe ôtô Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Ngày nay, cấu phanh loại tang trống với gốc phanh bố trí bên sử dụng rộng rãi Ngoài yêu cầu chung, cấu phanh phải đảm bảo u cầu sau như: mơmen phanh phải lớn, luôn ổn định điều kiện bên chế độ phanh thay đổi (như tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trường) 2.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ phía lực dẫn động Hình −1 Cơ cấu phanh bánh trước xe GAZ-53A 1- Cam lệch tâm; 2- Chốt có vòng đệm lệch tâm Với bố trí lực dẫn động nhau, tham số guốc phanh giống thi Momen ma sát guốc phanh trước lớn guốc phanh sau Sở dĩ Mơmen ma sát guốc phanh trước có xu hướng cường hố cho lực dẫn động, phía phanh sau có xu hướng chống lại lực dẫn động xe chuyển động lùi có tượng ngược lại Cơ cấu phanh gọi cấu phanh không cân với số lần phanh xe chuyển động tiến hay lùi, nên cường độ hao mòn ma sát trước lớn ma sát sau nhiều Để cân hao mòn hai ma sát, sửa chữa thay lúc, người ta làm ma sát trước dài sau Kết cấu loại cấu phanh khe hở guốc phanh trống phanh điều chỉnh cam lệch tâm định tâm guốc phanh chốt có vòng đệm lệch tâm điểm cố định, (kết cấu thể ỏ hình −1) 10 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ tiến hành thơng qua mã chẩn đốn theo tần suất thời gian thể đèn cảnh báo Các tín hiệu vào đến vi xử lý xử lý cách độc lập Chỉ kết có tính đồng ECU điều khiển khối thủy lực - điện tử Nếu tín hiệu vào không đồng – chẳn hạn hệ thống khóa cứng bánh xe bị lỗi cầu chì phanh đảm bảo hoạt động theo phanh bình thường Đồng thời, đèn cảnh báo táp-lô sáng lên để báo cho người lái biết Các tín hiệu truyền từ cảm biến tốc độ đến ECU chuyển đổi thành tín hiệu sóng vng khuyếch đại đường vào Tần số tín hiệu cung cấp phù hợp với giá trị tốc độ, gia tốc giảm tốc bánh xe đến ECU Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh, bánh xe giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánh tốc độ bánh xe với tốc độ tham khảo (reference speed) hệ thống ln ln kiểm tra độ trượt bánh xe Nếu lực phanh nguyên nhân làm bánh xe trượt bánh xe khác, ECU điều khiển van điện từ khối thủy lực – điện tử làm giảm lực phanh bánh trượt Hệ thống ABS can thiệp việc tính tốn ngưỡng giảm tốc, gia tốc trượt bánh xe Ngay mối liên hệ ngưỡng gia tốc/giảm tốc trượt vượt giới hạn, ECU điều khiển van điện từ khối thủy lực – điện tử cách điều chỉnh áp suất phanh theo giai đoạn gia tăng, trì giảm áp suất ECU điều khiển giai đoạn khác ứng với cung cấp xung cường độ điện khác đến van điện từ Trong điều kiện giảm lực phanh phân chia mômen không (trượtaquaplaning), ECU nhận biết nhờ cảm biến số vòng quay bánh xe với điều kiện bất thường, truyền động bánh xe chủ động có khuynh hướng quay tốc độ khác ECU trang bị mạch an tồn hệ thống kiểm sốt có hiệu lực khởi động vận hành Mạch an toàn hoạt động theo nguyên tắc tự kiểm tra Khi bật khóa, hệ thống kiểm tra ECU, van điều khiển điện từ kết nối cảm biến: Nếu kết OK, đèn cảnh báo ABS sáng lên bảng tap-lô tắt sau giây Sau khởi động động cơ, hệ thống chạy van điện từ bơm hồi để kiểm tra sau đạt tốc độ ứng với km/h Khi đạt vận tốc 24 km/h hệ thống kiểm tra tín hiệu tốc độ bánh xe 54 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra vận tốc chu vi (peripheral speed) bánh xe so với tốc độ tham khảo (reference speed), điều kiện nhớ điều khiển hoạt động hai rơle Khi di chuyển, hệ thống thường xuyên kiểm tra điện áp bình ắc quy 5.1.3 Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit) Gồm có hai phần gắn liền nhau: Khối điện tử khối thủy lực-điện tử ECU điều khiển khối thủy lực-điện tử theo tín hiệu truyền từ cảm biến so với đồ mà chương trình nạp sẵn nhớ Khối thủy lực nối đến xy lanh chi tiết hệ thống phanh ABS ống dẫn hệ thống phanh Như vậy, khối thủy lực điện tử có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất dẫn động phanh theo tín hiệu điều khiển ECU, tránh cho bánh xe khỏi bị hãm cứng phanh Hệ thống bơm hồi dầu gồm có rơle mơ tơ bơm, hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU bơm dầu đến pittơng xy lanh để bù lại lượng dầu xả bình chứa ABS làm việc 5.1.4 Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) Khi xe trang bị ABS có nghĩa chức EBD có sẵn Chức thay van điều tải trọng dùng thay hệ thống phanh thường Chức EBD phần mềm đưa thêm vào chương trình ABS truyền thống Khơng đòi hỏi thêm phận Chức EBD cho phép kiểm soát nhạy bánh xe sau Điều có hiệu phanh trạng thái bình thường khơng có kiểm sốt ABS Bộ phân phối lực phanh định trượt bánh xe áp lực phanh hay tải trọng xe Phân phối lực phanh điện tử cho phép giảm áp lực phanh cho phanh bánh sau phụ thuộc vào trượt bánh xe Điều cải thiện tình trạng ổn định lái so với hệ thống truyền động Việc giảm áp lực phanh cho bánh sau quy định cách thức pha giữ áp lực Sự bó cứng bánh xe sau ngăn ngừa với trợ giúp việc điều chỉnh điện tử đặc biệt Động bơm không chạy EBD hoạt động.Tuy nhiên, bánh xe có liên quan có khuynh hướng bị bó cứng kiểm sốt ABS khởi động mơ-tơ bơm hoạt động Trong kiểm sốt EBD hoạt động mạch dầu phanh sau kích hoạt 55 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Đèn cảnh báo hệ thống phanh EBD sáng lên trường hợp có cố hệ thống EBD Kiểm sốt EBD khơng tác dụng Kiểm sốt EBD bị hỏng khơng có nghĩa chức EBD bị hỏng 5.2 Nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS sử dụng xe 5.2.1 Khi không phanh: Khi khơng phanh, khơng có lực tác dụng lên bàn đạp phanh cảm biến tốc độ đo tốc độ bánh xe gửi khối điều khiển ECU xe hoạt động 5.2.2 Khi phanh thường (ABS chưa làm việc): Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy tượng trượt bánh xe giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở van nạp để vào sau khỏi cụm thủy lực mà khơng bị cản trở chi tiết cụm thủy lực Dầu phanh đến xi lanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt động phanh thường khơng có ABS Khi phanh xilanh bánh xe ép má phanh vào trống phanh hay đĩa phanh tạo lực ma sát phanh làm giảm tốc độ bánh xe xe Ở chế độ điều khiển ECU không gửi tín hiệu đến chấp hành cụm thủy lực, cảm biến tốc độ hoạt động gửi tín hiệu đến ECU Sơ đồ làm việc hệ thống phanh gia đoạn thể hiên hình − 56 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ 13 15 14 ECU 10 12 11 Hình − Khi phanh bình thường 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6- Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14- Van xả; 15- Khối ECU 5.2.3 Khi phanh khẩn cấp (ABS hoạt động): Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn gây nên tượng trượt Khi hệ số trượt vượt giới hạn quy định (10  30%) ABS bắt đầu làm việc chế độ làm việc ABS gồm giai đoạn sau: a Giai đoạn trì (giữ) áp suất: Khi phát thấy giảm nhanh tốc độ bánh xe từ tín hiệu cảm biến tốc độ cảm biến gia tốc gửi đến, điều khiển ECU xác định xem bánh xe bị trượt giới hạn quy định Sau đó, điều khiển ECU gữi tín hiệu đến chấp hành cụm thuỷ lực, kích hoạt rơle điện từ van nạp hoạt động để đóng van nạp (13) lại > cắt đường thơng xylanh xylanh bánh xe Như áp suất xilanh bánh xe không đổi người lái tiếp tục tăng lực đạp Sơ đồ làm việc hệ thống giai đoạn hình − 57 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ 13 16 15 14 ECU 11 10 12 Hình − Giai đoạn trì (giữ) áp suất 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6- Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14- Van xả; 15- Khối ECU b Giai đoạn giảm áp suất: Nếu cho đóng van nạp mà điều khiển nhận thấy bánh xe có khả bị hãm cứng (gia tốc chậm dần q lớn), tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến rơle van điện từ van xả (14) để mở van ra, chất lỏng từ xilanh bánh xe vào tích (8) vùng có áp suất thấp hệ thống > nhờ áp suất hệ thống giảm bớt Sơ đồ làm việc hệ thống giai đoạn hình − c Giai đoạn tăng áp suất: Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), cần tăng áp suất xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây van điện từ, làm cho van nạp mở đóng van van xả lại > bánh xe lại giảm tốc độ Sơ đồ làm việc hệ thống giai đoạn hình − Chu trình giữ áp, giảm áp tăng áp lặp lặp lại, giữ cho xe phanh giới hạn trượt cục tối ưu mà khơng bị hãm cứng hồn tồn 58 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ 16 13 15 14 ECU 11 10 12 Hình − Giai đoạn giảm áp 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3- Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6- Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14- Van xả; 15- Khối ECU 59 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ 16 13 15 14 ECU 11 10 12 Hình − Giai đoạn tăng áp 1- Tổng phanh; 2- Ống dẫn dầu; 3-Van điện; 4- Cuộn dây; 5- Van điện; 6- Bơm dầu; 7- Van điện; 8- Bình chứa dầu; 9- Cơ cấu phanh; 10- Cảm biến tốc độ; 11Roto cảm biến; 12- Nguồn điện; 13- Van nạp; 14- Van xả; 15- Khối ECU 60 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC Hệ thống phanh xe giữ vai trò quan trọng Nó dùng để giảm tốc độ chuyển động, dừng giữ xe trạng thái đứng yên Vì hư hỏng làm an tồn gây tai nạn xe vận hành Trong trình sử dụng ơtơ hệ thống phanh phát sinh hư hỏng như: phanh không ăn, phanh ăn không đều, phanh nhả bị kẹt Phanh không ăn khơng giảm được tốc độ ơtơ kịp thời điều kiện bình thường tình phức tạp nguyên nhân gây tai nạn Ngun nhân phanh khơng ăn phần dẫn động thủy lực khơng kín để khơng khí lọt vào hệ thống thiếu dầu, phận điều chỉnh cấu truyền động cấu phanh bị hỏng Ngồi má phanh đĩa phanh bị mòn dính dầu Có thể phát mối nối bị hở vào rò chảy dầu phần truyền động thủy lực Nếu phần dẫn động thủy lực có khơng khí lọt vào đạp phanh khơng thấy sức cản rõ rệt Vì đạp phanh áp suất khơng truyền vào dầu khơng khí lọt vào hệ thống bị nén, áp suất truyền vào cấu ép không đủ ép má phanh vào đĩa phanh Ðể khắc phục tượng ta phải tiến hành xả khơng khí khỏi hệ thống truyền động thủy lực Tuy nhiên cần kiểm tra dầu xy lanh phanh cần đổ thêm dầu vào Khi thay dầu hệ thống truyền động thủy lực phải tháo rời rửa thổi xilanh phanh chính, xilanh bánh xe ống dẫn đầu Ðổ dầu vào hệ thống tiến hành trình tự xả khơng khí Dầu lọt vào má phanh tang trống qua vòng chắn dầu bị hỏng Vòng chắn dầu hỏng phải thay dùng xăng rửa má phanh đĩa phanh đệm má phanh dùng dũa bàn chải sắt đánh Nếu má phanh bị mòn thay ý đặt đinh tán cho đầu đinh thấp bề mặt má phanh theo yêu cầu Phanh không ăn má phanh điều chỉnh cấu truyền động cấu phanh bị hỏng ống dẫn bị tắc chi tiết dẫn động bị kẹt Ðể khắc phục ta cần có điều chỉnh cấu truyền động bôi trơn chi tiết thơng ống dẫn Phanh bó bị kẹt ngun nhân lò xo hồi vị guốc phanh bị gẫy má phanh bị dính cứng với đĩa phanh, vòng làm kín bị nở piston bị kẹt xylanh bánh xe Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp dấu hiệu chủ yếu hư hỏng trợ lực Những hư hỏng trợ lực chân khơng: 61 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Ống dẫn từ buồng chân không tới trợ lực bị hỏng Van khơng khí khơng hoạt động Bình lọc trợ lực bị tắc Ngoài ra, trợ lực làm việc không tốt điều chỉnh chạy ralăngti không 6.1 Những công việc bão dưỡng cần thiết cần thiết Hằng ngày cần phải kiểm tra trình trạng độ kín khít ống dẫn Kiểm tra hành trình tự hành trình làm việc bàn đạp phanh cần thiết phải điều chỉnh Kiểm tra cấu truyền động hiệu lực phanh tay xả cặn bẩn khỏi bầu lọc khí Kiểm tra hoạt động xilanh Kiểm tra mức dầu bầu chứa xy lanh Kiểm tra cần điều chỉnh khe hở đĩa phanh má phanh Cũng kiểm tra hiệu lực phanh ôtô chuyển động Trong trường hợp cần tăng tốc độ ôtô lên tới 30 km/h đạp phanh hãm ôtô để kiểm tra Phanh tay coi tốt ôtô dừng đường dốc 16% mà không bị trôi 6.2 Sửa chửa hư hỏng số phận Các cơng việc sửa chữa, bảo dưỡng phanh bao gồm: Châm thêm dầu phanh Làm hệ thống thủy lực Tách khí khỏi hệ thống thủy lực Sửa chữa thay xylanh hay xilanh bánh xe Thay má phanh Sửa chữa thay phận trợ lực phanh Ngồi có: Sửa chữa thay đường ống dầu phanh công tắc van Thay má phanh: Cốt má phanh: Bề mặt cốt sắt để tán má phanh bị vênh 0,40[mm] phải sửa chữa lỗ để lắp đệm lệch tâm khơng mòn q (0,10- 0,12) [mm] đầu đinh tán phải chắn không lỏng má phanh không nứt cào xướt mặt đầu đinh tán phải cao bề má phanh 2.5[mm] Khe hở má phanh đĩa phanh điều chỉnh theo yêu cầu đầu má phanh trước sau 0,25 [mm] đầu má phanh trước sau 0,12 [mm] khe hở trục quay má phanh với vòng đồng lệch tâm cho phép là: (0,06 – 0,15) [mm] lớn 0,25[mm] Cùng cầu xe má phanh hai bên bánh trái bánh phải đồng chất không dùng loại khác má phanh cũ có dính dầu phải dùng xăng dầu hỏa để rửa không dùng madút xút 62 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Thay má phanh đĩa lau chùi bụi tra dầu mỡ moayơ kiểm tra vòng phốt xem có rò dầu không ….việc sửa chửa bảo dưỡng phanh đĩa đơn giản phanh trống guốc Xilanh xylanh bánh xe thường có hư hỏng như: Bề mặt xylanh bị cào xước, xylanh bị cơn, méo lò xo hồi vị bị gẫy đàn hồi, vòng làm kín bị nở, ốc nối ống dẫn dầu bị tua Theo yêu cầu bề mặt xilanh phải nhẵn bóng khơng có vết rỗ xước sâu q 0,5[mm] Ðường kính xy lanh khơng méo q 0,05[mm] so với đường kính tiêu chuẩn, lò xo hồi vị phải đủ tiêu chuẩn lực đàn hồi Ðối với hư hỏng phải tiến hành sửa chữa thay điều chỉnh Các vòng làm kín, lò xo hồi vị kiểm tra khơng đạt u cầu nên thay Các piston, xylanh bị méo phải tiến hành gia công trở lại Chú ý gia công khe hở xilanh piston không vượt giá trị cho phép tối đa (0,030 – 0,250) [mm] độ côn méo xy lanh bánh xe sau gia công cho phép tối đa 0,5 [mm] Ðối với bầu trợ lực cần phải kiểm tra piston màng có tượng rạng rách phải thay để đảm bảo hiệu phanh 6.3 Kiểm tra hệ thống phanh 6.3.1 Kiểm tra tổng hợp xe đứng - Kiểm tra hệ thống cần bẩy chuyển động dàng khơng, khơng vướng nắp tơn buồng lái - Kiểm tra hành trình tự bàn đạp (đối với phanh tay) tay kéo (đối với phanh dừng) có tiêu chuẩn khơng - Kiểm tra khe hở bạc trục hệ thống đòn - Kiểm tra chốt hãm, chốt chẻ đầy đủ chưa - Kiểm tra đường ống dẫn dầu chứa có bị hở khơng - Kiểm tra áp lực dầu có phanh không đủ áp suất không 6-7 [kg/cm 2] - Ðạp bàn đạp phanh có dầu, giữ nguyên bàn đạp xem áp xuất dầu đồng hồ có xuống khơng Nếu có tức hệ thống có chỗ hở, cần phát sửa chữa kịp thời - Sau kiểm tra kỹ lưỡng hệ thống phanh xe đứng thấy yêu cầu kỹ thuật bảo đảm tiến hành kiểm tra hệ thống phanh cách cho xe chạy 6.3.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy: Trước cho xe chạy thức mặt đường để điều chỉnh thử hệ thống phanh cần cho xe chạy chậm (tốc độ 10 – 15 [km]/hệ thống phanh) đạp thử phanh 63 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ chân bỏ hờ tay lái xem hệ thống phanh chân có ăn tốt khơng hệ thống tay lái có làm lệch xe phanh không Sau hai yêu cầu đảm bảo tiến hành thử xe mặt đường Kiểm tra hệ thống phanh chân: Cho xe chạy quãng dài khoảng 15 - 20 km từ từ dừng lại (không sử dụng phanh chân) Xuống sờ đĩa phanh thấy nóng tức điều chỉnh khe hở bị bó sát cần điều chỉnh lại khe hở má phanh đĩa phanh Cho xe chạy với tốc độ 35 - 40 [km/h] phanh đột ngột hãm xe xe dừng lại hẳn với khoảng cách - [m] hai bánh sau ăn cháy mặt đường độ dài cháy 1- 2[m] hai bánh trước ăn mờ Kiểm tra hệ thống phanh tay: Cho xe chạy lên dốc dùng phanh chân hãm cho xe dừng lại trả số không, kéo phanh tay, nhả phanh chân xe khơng bị trơi xuống dốc đạt u cầu Ðể kiểm tra lại cho xe xuống dốc dùng phanh chân hãm cho xe dừng lại trả số không kéo phanh tay nhả phanh chân xe không bị trôi xuống dốc bảo đảm yêu cầu 64 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ KẾT LUẬN Sau ba tháng hướng dẫn Ts Nguyễn Hoàng Việt thầy giáo mơn khí giao thơng, em hồn thành đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống phanh cho chỗ" Trong thời gian làm đồ án cố gắng tìm hiểu tài liệu thực tế song hạn chế trình độ thời gian nên đồ án em có nhiều thiếu sót tính tốn lựa chọn phương án, số vấn đề mà em chưa thể sâu vào chi tiết mà em dùng thông số tham khảo xe thực tế nên khơng thể khơng thiếu sót Mặt khác, tìm hiểu thực tế bước khởi đầu quan trọng giúp cho em nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ô tô nước ta Em mong nhận ý kiến đóng góp, bổ sung thầy, bạn để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thàng cảm ơn hướng dẫn, bảo tận tình Ts Nguyễn Hồng Việt thầy mơn giúp em hoàn thành đồ án 65 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] Nguyễn Hữu Cẩn- Dư Quốc Thịnh- Phạm Minh Thái- Nguyễn Văn Tài- Lê Thị Vàng “Lý thuyết ôtô máy kéo” NXB khoa học kỹ thuật - Hà Nội; 1998 Ts Nguyễn Hoàng Việt “Kết cấu tính tốn ơtơ” Tài liệu lưu hành nội khoa Cơ Khí Giao Thơng; Đại Học Đà Nẵng; Đà Nẵng 1998 Ts Nguyễn Hoàng Việt “Bộ điều chỉnh lực phanh- hệ thống chống hãm cứng bánh xe phanh ABS” Tài liệu lưu hành nội khoa khí Giao Thơng; Ðại Học Ðà Nẵng; Ðà Nẵng 2003 Ts Lê Văn Tụy “Kết cấu tính tốn ơtơ” Tài liệu lưu hành nội khoa Cơ Khí Giao Thơng; Đại Học Đà Nẵng http://www.TOYOTA.com http://www.oto-hui.com 66 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ƠTƠ 2.1 Cơng dụng, yêu cầu phân loại 2.1.1 Công dụng 2.1.2 Yêu cầu 2.1.3 Phân loại 2.2 Kết cấu hệ thống phanh 2.2.1 Cơ cấu phanh 2.2.2 Dẫn động phanh 15 2.2.3 Bộ trợ lực phanh .22 GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA YARIS 25 3.1 Thông số kỹ thuật 25 3.2 Động 26 3.3 Hệ thống truyền lực 26 3.3.1 Ly hợp 26 3.3.2 Hộp số 26 3.4 Hệ thống treo 26 3.5 Hệ thống lái .26 3.6 Hệ thống phanh 27 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH .28 4.1 Số liệu ban đầu 28 4.2 Yêu cầu thiết kế 28 4.3 Chọn loại sơ đồ dẫn động hệ thống phanh 28 4.3.1 Chọn loại dẫn động phanh 28 4.3.2 Chọn sơ đồ dẫn động hệ thống phanh .30 4.3.3 Chọn loại cấu phanh 32 4.4 Thiết kế cấu phanh 37 4.4.1 Tính momen phanh yêu cầu cấu phanh 37 4.4.2 Mômen phanh cấu phanh sinh lực ép yêu cầu .40 4.4.3 Xác định thông số cấu phanh 44 4.4.4 Tính tốn kiểm tra công trượt riêng 46 4.5 Thiết kế dẫn động phanh .47 4.5.1 Đường kính xy lanh xy lanh cơng tác 47 4.5.2 Tỷ số truyền bàn đạp 48 67 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ 4.5.3 Lực cần tác dụng lên bàn đạp ( Pbd ) 49 4.5.4 Thiết kế trợ lực 50 MỘT SỐ BỘ PHẬN CHÍNH VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG ABS (ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM) 52 5.1.Một số phận 52 5.1.1.Các cảm biến 52 5.1.2 Khối điều khiển điện tử ECU (Electronic Control Unit) 53 5.1.3 Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit) 55 5.1.4 Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) 55 5.2 Nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS sử dụng xe 56 5.2.1 Khi không phanh: 56 5.2.2 Khi phanh thường (ABS chưa làm việc): .56 5.2.3 Khi phanh khẩn cấp (ABS hoạt động): .57 CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC .61 6.1 Những công việc bão dưỡng cần thiết cần thiết .62 6.2 Sửa chửa hư hỏng số phận .62 6.3 Kiểm tra hệ thống phanh .63 6.3.1 Kiểm tra tổng hợp xe đứng 63 6.3.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy: 63 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 68 ... phương án kết cấu hiệu phanh tiến lùi (Sơ đồ cấu phanh hình − 4) 12 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ Hình − Sơ đồ kết cấu phanh 1- Xi lanh phanh; 2- Lò xo Cơ cấu phanh tự cường hố Hình − Cơ cấu phanh. .. thống phanh xe thiết kế hệ thống phanh dẫn động thủy lực có sử dụng hệ thống ABS sử dụng rộng rải cho đời xe Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ƠTƠ 2.1 Cơng... lanh bánh xe qua lỗ van 15 xy lanh 24 Thiết kế hệ thống phanh xe chỗ GIỚI THIỆU VỀ XE TOYOTA YARIS 3.1 Thông số kỹ thuật Toyota Yaris giới thiệu lần vào năm 1999 mẫu xe chiến lược toàn cầu, Yaris