XE TOYOTA COROLLA ALTIS 1 .8 2016
3.2 Tính tốn lực tác dụng lên tấm ma sát
- Cơ cấu phanh trước :
Lực ép tác dụng lên tấm ma sát của phanh đĩa : (3.1)
Trong đó : Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước. : Đường kính xi lanh phanh bánh xe.
: Áp suất trong xi lanh phanh chính cũng là áp suất dầu trên đường ống dẫn với xi lanh phanh bánh xe [ N/]
(3.2)
Với Q : Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp phanh Q = 200 [ N ] D : Đường kính xi lanh phanh chính [ cm ]
: Hiệu suất truyền động thuỷ lực : Lực của trợ lực phanh [ N ] Trong đó: (3.3)
: Độ chênh lệch áp suất giữa khơng khí với độ chân khơng = 1- 0,4=0,6 () = 5,886 ( )
(2.4)
Với : Đường kính bên trong của bộ trợ lực chân khơng, =300 mm = 30 (cm)
d: Đường kính của van điều khiển, d= 30 mm = 3 (cm)
Thay các giá trị vào công thức (3.2), (3.3), (3.4) ta xác định được : =699,79
699,79.5,886= 4119,1 [N] =921,028 [N/cm2]
Thay các giá trị vào công thức (2.1) ta xác định được: [ N ]
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước là : 18075,175 [N] Tương tự đối với cơ cấu phanh sau :
Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh sau là : 18075,175 [N]3.3 Xác định mô men
phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh. 3.3.1 Xác định mô men phanh thực tế do cơ cấu phanh sinh ra.
- Đối với cơ cấu phanh bánh trước: (3.5)
Trong đó : 0,3 , hệ số ma sát của tấm ma sát. : Lực ép má phanh vào đĩa [ N ].
: Bán kính trung bình của đĩa phanh =112,5mm =0,1125 [m] : Số lượng bề mặt ma sát cho một cơ cấu phanh , ở đây=2 Thay các giá trị vào công thức (2.5) ta được :
= 0,3.18075,175.0,1125.2 = 1220,075 [ Nm ]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh trước là : 1220,075[ Nm ]. Tương tự đối với cơ cấu phanh sau :
= 0,3.18075,175,1.0,111.2= 1203,807 [Nm]
Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh sau là : 1203,807[ Nm ]. Vậy mô men phanh thực tế ở toàn xe là :
M= 1220,075 + 1203,807 = 2423,882 [Nm]
3.3.2 Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh.
Để đảm bảo phanh xe có hiệu quả nhất trong bất kỳ điều kiện nào , lực phanh yêu cầu trên các bánh xe được xác định như sau:
- Lực phanh cực đại tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau là : Theo tài liệu [2] ta có :
và (3.6)
Trong đó : Trọng lượng phân bố trên cầu trước và cầu sau [ N ]. Hệ số phân bố tải trọng lên cầu trước và cầu sau khi phanh.
Hệ số bám giữa lốp và mặt đường ,0,7 theo tài liệu [2]
Như vậy lực phanh yêu cầu trên hai bánh xe cầu trước và cầu sau là: và (3.7)
- Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh là: + Đối với cơ cấu phanh banh trước
(3.8)
+ Đối với cơ cấu phanh bánh sau (3.9)
Trong đó 915 [kg] = 9150 [ N ] ; 610 [kg] = 6100 [ N ]; G =15300 [N] (3.10)
Ở đây là bán kính thiết kế của bánh xe :
[mm] (3.11) Với bánh trước : dùng lốp 205/55R16
B =205 mm : Chiều rộng của lốp, 55% : Tỉ lệ giữa chiều cao so với chiều rộng của lốp => ta có: H =55. 205/100 = 112.75 mm
d : Đường kính vành bánh xe , d = 16 inch = 16.25,4 = 406,4 mm.
: Hệ số biến dạng của lốp ,xem gần đúng biến dạng của lốp là như nhau chọn 0,93
Vậy ta có : [mm]
Hệ số phân bố tải trọng lên các cầu khi phanh , theo tài liệu [ 2 ] ta có : (3.12)
(2.13)
Trong đó : : Chiều cao trọng tâm ơ tơ , = 620 mm
a , b : Khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ô tô đến các cầu [m]; b =2,6 – 1,045 =1,555 [m]
: Gia tốc chậm dần khi phanh ,= 6,86 () g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81 () : Hệ số đặc trưng cường độ phanh ,
Thay các giá trị vào công thức (3.12) v à (3.13) ta được : = 1+= 1,4
= 1-= 0,73
Thay các giá trị đã tính tốn được vào cơng thức (3.8) và (3.9) ta có : = 1354,017 [Nm]
= 474,54 [Nm]
Vậy mô men phanh yêu cầu của tồn xe là : 1354,017 + 474,54
1828,557 [Nm]
Mơ men phanh thực tế : N = 2423,882 Nm >1828,557 Nm
Mô men do cơ cấu phanh sinh ra lớn hơn mô men phanh yêu cầu của phanh. Vậy mô men của phanh đạt yêu cầu đặt ra.
3.4 Tính tốn xác định cơng ma sát riêng.
Công ma sát riêng được xác định trên cơ sở má phanh thu tồn bộ động năng của ơ tơ ở vận tốc nào đó.
Theo tài liệu [ 3 ] ta có : (3.14)
G =1530 .9,81= 15001 N = 15 [KN ] Vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh [ m/s ].
( Lấy= 80 km/h = 22,2 m/s ). g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81 .
: Tổng diện tích tồn bộ má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ô tô. Thay các giá trị vào cơng thức (2.14) ta có :
= 49920 = 0.05 [] []
Theo tài liệu [3] - Trị số cho phép công ma sát riêng với cơ cấu phanh như sau : Ơ tơ con và ơ tơ du lịch có [Lms ] = 4000 15000
Do vậy cơng ma sát riêng tính trên thoả mãn điều kiện cho phép.
Thời hạn phục vụ của má phanh phụ thuộc vào cơng ma sát riêng, cơng ma sát càng lớn thì nhiệt độ phát ra càng lớn má phanh chóng bị hỏng.
3.5 Tính tốn xác định áp lực trên bề mặt má phanh.
Giả thiết áp suất trên bề mặt má phanh phân bố đều. Theo tài liệu [2] ta có : (3.15)
Trong đó : : Mơ men sinh ra ở một cơ cấu phanh [ Nm ]. : Hệ số ma sát.
: Diện tích má phanh [ rad ]. == = 0,00624
== = 0,00624
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước : [] 0,65[/]
+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước : [] 0,64[/]
q = q1 + q2 = 0,65 + 0,64 =1,29 [/]
Giá trị cho phép áp suất trên bề mặt má phanh theo tài liệu [ II ] thì : [q]q=1,22,0 [/].
Do đó áp suất trên bề mặt tính tốn các má phanh thoả mãn.
3.6 Tính tốn nhiệt trong q trình phanh.
Trong q trình phanh, động năng của ơ tô chuyển thành nhiệt năng của đĩa phanh và các chi tiêt khác một phần thốt ra mơi trường khơng khí. Theo tài liệu
[2] phương trình cân bằng năng lượng có dạng sau : (3.16)
Trong đó : G : Trọng lượng của ơ tơ ; G = 1530 kg = 15300 N g : Gia tốc trọng trường , g = 9,81 ().
: Vận tốc ban đầu và vận tốc cuối quá trình phanh. Lấy 30 [km/h]=8,3 [m/s] ; = 0.
: Khối lượng của đĩa phanh và các chi tiết bị nung nóng. Lấy 32 kg
C : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng .
Đối với thép , gang thì C = 500 [J/kg.độ]. : Diện tích làm mát đĩa phanh [].
K : Hệ số truyền nhiệt của đĩa phanh ra ngồi khơng khí.
Số hạng thứ nhất ở vế phải phương trình là năng lượng nung nóng đĩa phanh . Cịn số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra khơng khí . Khi phanh ngặt với thời gian ngắn năng lượng truyền ra môi trường coi như không đáng kể , cho nên số hạng thứ hai có thể bỏ qua . Trên cơ sở đó có thể xác định sự tăng nhiệt độ của đĩa phanh trong quá trình phanh như sau :
(3.17)
Thay các giá trị vào công thức (3.17) ta được :
Theo tài liệu [ 2 ] đối với xe con phanh ở 30 km/h thì độ tăng nhiệt độ cho phép khơng lớn hơn . Do đó nhiệt độ tính ở trên là thoả mãn yêu cầu.
CHƯƠNG 4
KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH
Trong quá trình khai thác, để đảm bảo cho các cụm, hệ thống ln trong tình trạng kỹ thuật tốt nhất, người quản lý sử dụng xe cần phải thực hiện tốt công tác kiểm tra bảo dưỡng.
4.1 . Cơ sở lý thuyết
4.1.1. Cơ sở lý thuyết của chẩn đoán kỹ thuật
Chẩn đoán kỹ thuật là ngành khoa học nghiên cứu các hình thái xuất hiện hư hỏng , dự đốn thời hạn sẽ xuất hiện hư hỏng mà khơng cần phải tháo rời các tổng thành ơ tơ.
Chẩn đốn kỹ thuật dựa trên hệ thống các quy luật, các tiêu chuẩn đặc trưng cho trạng thái kỹ thuật tốt , xấu của ơ tơ.Khi chẩn đốn kỹ thuật do khơng tháo chi tiết nên không thể trực tiếp phát hiện hư hỏng mà phải thông qua các triệu chứng dể biểu hiện gián tiếp những hư hỏng ở bên trong. Thí dụ như : Để đánh giá tình trạng kỹ thuật của hệ thống phanh người ta đo lực phanh ở các bánh xe hay (quãng đường phanh … )
* Mục đích của chẩn đoán kỹ thuật là :
+ Nâng cao tuổi bền giảm chi phí do khơng phải tháo lắp và giảm được cường độ hao mòn của chi tiết .
+ Quyết định được các phương án bảo dưỡng , sửa chữa kịp thời những hư hỏng đã phát hiện .
4.1.2. Cơ sở lý thuyết của bảo dưỡng kỹ thuật
* Khái niệm
Bảo dưỡng kỹ thuật ô tô là những hoạt động hoặc những hoặc những biện pháp kỹ thuật có xu hướng làm giảm cường độ hao mòn chi tiết máy , phòng ngừa hư hỏng ( bôi trơn , điều chỉnh, xiết chặt , lau chùi …) và kịp thời phát hiện các hỏng hóc ( kiểm tra , xem xét trạng thái , sự tác động của các cơ cấu , các cụm , các chi tiết …) nhằm duy trì tình trạng kỹ thuật tốt của xe trong quá trình sử dụng .
* Mục đích
+ Duy trì trạng thái tốt của ơ tơ, ngăn nhừa các hư hỏng có thể xảy ra, thấy trước các hư hỏng để kịp thời sửa chữa, đảm bảo cho ô tô chuyển động với độ tin cậy cao .
* Tính chất : Mang tính chất cưỡng bức, dự phịng có kế hoạch nhằm phịng ngừa các hư hỏng có thể xảy ra trong q trình sử dụng .
4.2. Xây dựng q trình chẩn đốn , bảo dưỡng hệ thống phanh 4.2.1. Một số chú ý khi sử dụng
an tồn và có thể gây ra tai nạn khi xe vận hành. Trong quá trình sử dụng ơtơ hệ thống phanh có thể phát sinh những hư hỏng như: phanh khơng ăn, phanh ăn không đều, phanh nhả kém hoặc bị kẹt.
Phanh khơng ăn thì khơng giảm được được tốc độ ơtơ kịp thời trong những điều kiện bình thường trong tình huống phức tạp thì sẽ là nguyên nhân gây ra tai nạn.
Ngun nhân phanh khơng ăn có thể là do ở phần dẫn động thủy lực khơng kín để khơng khí lọt vào hoặc trong hệ thống thiếu dầu, bộ phận điều chỉnh của cơ cấu truyền động và cơ cấu phanh bị hỏng. Ngồi ra cịn do má phanh và đĩa phanh bị mịn hoặc dính dầu.
Có thể phát hiện các mối nối bị hở căn cứ vào sự rò chảy của dầu ở phần truyền động thủy lực. Nếu trong phần dẫn động thủy lực có khơng khí lọt vào thì khi đạp phanh khơng thấy sức cản rõ rệt. Vì khi đạp phanh áp suất khơng truyền vào dầu do cịn khơng khí lọt vào hệ thống thì bị nén, áp suất của nó truyền vào cơ cấu ép khơng đủ ép má phanh vào đĩa phanh.
Ðể khắc phục hiện tượng này ta phải tiến hành xả khơng khí ra khỏi hệ thống truyền động thủy lực.Tuy nhiên cần kiểm tra dầu ở xi lanh phanh chính nếu cần thì đổ thêm dầu vào. Khi thay dầu ở hệ thống truyền động thủy lực phải tháo rời rửa và thổi sạch xi lanh phanh chính, các xi lanh bánh xe và các ống dẫn đầu. Ðổ dầu mới vào hệ thống tiến hành trình tự như khi xả khơng khí. Dầu có thể lọt vào má phanh và tang trống qua vòng chắn dầu bị hỏng. Vòng chắn dầu hỏng phải thay mới dùng xăng rửa sạch má phanh và đĩa phanh các tấm đệm của má phanh thì dùng dũa hoặc bàn chải sắt đánh sạch. Nếu má phanh bị mịn thì thay mới chú ý đặt đinh tán sao cho đầu đinh thấp hơn bề mặt của má phanh theo u cầu.
Phanh khơng ăn đều giữa các má phanh có thể do sự điều chỉnh cơ cấu truyền động hoặc cơ cấu phanh bị hỏng các ống dẫn bị tắc các chi tiết dẫn động bị kẹt. Ðể khắc phục ta cần có sự điều chỉnh cơ cấu truyền động bơi trơn các chi tiết và thơng ống dẫn.
Phanh bó là do bị kẹt ngun nhân có thể là lị xo hồi vị guốc phanh bị gẫy má phanh bị dính cứng với đĩa phanh, vịng làm kín bị nở piston bị kẹt trong các xi lanh bánh xe.
Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp thì đó là dấu hiệu chủ yếu về hư hỏng của bộ trợ lực.
Những hư hỏng chính của bộ trợ lực chân khơng: - Ống dẫn từ buồng chân không tới bộ trợ lực bị hỏng. - Van khơng khí khơng hoạt động
- Bình lọc bộ trợ lực bị tắc.
4.2.2. Kiểm tra chẩn đoán , bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh ABS
Trước khi sửa chữa ABS, đầu tiên phải xác định xem hư hỏng là trong ABS hay là trong hệ thống phanh. Về cơ bản, do hệ thống ABS được trang bị chức năng dự phòng, nếu hư hỏng xảy ra trong ABS, ABS ECU dừng hoạt động của ABS ngay lập tức và chuyển sang hệ thống phanh thơng thường.
- Do ABS có chức năng tự chẩn đoán, đèn báo ABS bật sáng để báo cho người lái biết
khi có hư hỏng xảy ra. Nên sử dụng giắc sữa chửa để xác định nguồn gốc của hư hỏng.
- Nếu hư hỏng xảy ra trong hệ thống phanh, đèn báo ABS sẽ không sang nên tiến
hành những thao tác kiểm tra như sau. Lực phanh không đủ.
● Kiểm tra dầu phanh rị rỉ từ các đường ống hay lọt khí. ● Kiểm tra xem độ rơ chân phanh có quá lớn không.
● Kiểm tra chiều dày má phanh và xem có dầu hay mở dính trên má phanh khơng. ● Kiểm tra trợ lực phanh xem có hư hỏng khơng.
● Kiểm tra xI lanh phanh chính xem có hư hỏng khơng. Chỉ có một phanh hoạt động hay bó phanh.
● Kiểm tra má phanh mịn khơng đều hay tiếp xúc khơng đều. ● Kiểm tra xem xi lanh phanh chính có hỏng khơng.
● Kiểm tra sự điều chỉnh hay hồi vị kém của phanh tay. ● Kiểm tra xem van điều hịa lực phanh có hỏng khơng. Chân phanh rung (khi ABS không hoạt động).
● Kiểm tra độ rơ đĩa phanh. ● Kiểm tra độ rơ moayơ bánh xe. Kiểm tra khác.
● Kiểm tra góc đặt bánh xe.
● Kiểm tra các hư hỏng trong hệ thống treo. ● Kiểm tra lớp mịn khơng đều.
● Kiểm tra sự rơ lỏng của các thanh dẫn động lái.
Trước tiên tiến hành các bước kiểm tra trên.Chỉ sau khi chắc chắn rằng hư hỏng không xảy ra ở các hệ thống đó thì mới kiểm tra ABS.
Khi kiểm tra ABS cần chú ý những hiện tượng đặc biệt ở xe ABS. Mặc dù không phải là hỏng nhưng những hiện tượng đặc biệt sau có thể xảy ra ở xe có ABS.
● Trong quá trình kiểm tra ban đầu, một tiếng động làm việc có thể phát ra từ bộ chấp hành. Việc đó bình thường.
4.2.3. Kiểm tra chẩn đoán,bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh đĩa .
- Kiểm tra , sửa chữa thay thế má phanh
- Cốt má phanh: Bề mặt cốt sắt để tán má phanh nếu bị vênh quá 0,4 (mm) thì phải sữa chữa lổ để lắp đệm lệch tâm khơng được mịn q (0,1-0,12)mm các đầu đinh tán phải chắc chắn không lỏng má phanh không nứt và cào xướt mặt đầu của các đinh tán phải cao hơn má phanh ít nhất là 2,5 (mm).
- Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh điều chỉnh theo yêu cầu đầu trên má phanh trước và sau là 0,25 [mm] đầu dưới má phanh trước và sau là 0,12 [mm] khe hở giữa trục quay má phanh với vòng đồng lệch tâm cho phép là: (0,06 – 0,15) [mm] lớn nhất là 0,25[mm]. Cùng một cầu xe má phanh hai bên bánh trái và bánh phải đồng chất không được dùng loại khác nhau má phanh cũ có dính dầu phải dùng xăng hoặc dầu hỏa để rửa không được dùng madút hoặc xút.
- Thay thế má phanh đĩa lau chùi bụi và tra dầu mỡ moayơ kiểm tra các vịng phốt xem có rị dầu khơng
4.2.3.1.Các hư hỏng chính thường gặp ở dạng phanh đĩa a. Hiệu quả phanh kém (phanh không ăn)
Nguyên nhân từ cơ cấu phanh
- Do má phanh bị dính dầu từ moay ơ rò ra. - Do má phanh và đĩa phanh bị mịn khơng đều.
Nguyên nhân từ dẫn động phanh - Do thiếu dầu.
- Do trong dầu có lẫn khí (bị e dầu). - Do cuppen phanh bị mòn.
- Do sước bề mặt xy lanh. - Do tắc các đường ống dẫn. - Do chảy dầu.