TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh
Phanh đĩa được dùng phổ biến cho các xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp trên xe con. Cơ cấu phanh đĩa thường được bố trí ở cầu trước, ngày nay trên ơ tơ hiện đại phanh đĩa được bố trí trên cả 2 cầu: cầu trước và cầu sau. Có 2 loại cơ cấu phanh đĩa thường được sử dụng:
a) Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh cố định
Khi có lực phanh, dầu cao áp sẽ dồn tới xy lanh đẩy piston ép các má phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.Số lượng xylanh cơng tác có thể là 2 hoặc 4 xy lanh đặt đối xứng nhau, hoặc 3 xy lanh với 2 xy lanh nhỏ được bố trí một bên cịn 1 xy lanh lớn bố trí một bên.
b) Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động
Phanh đĩa có giá xy lanh di động chỉ bố trí xy lanh thủy lực 1 bên. Gía xy lanh có thể di động trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay ơ. Khi phanh, dầu cáp áp đấy piston ép một bên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng thời đẩy giá đặt xy lanh trượt trên trục dẫn hướng đến ép má phanh còn lại áp sát vào đĩa phanh. Khi cả 2 má phanh ép sát vào đĩa phanh thì q trình phanh mới được thực hiện.Phanh đĩa có giá di động được dùng trên đa số các ô tơ du lịch ngày nay. Do chỉ bố trí một bên xy lanh vì vậy mà tăng diện tích làm mát cho đĩa phanh có thể tránh được hiện tượng sơi dầu khi phanh với cường độ cao.
a. Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh đặt cố định. b. Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động. 1. Đĩa phanh; 3. Má phanh;
2. Giá đặt xy lanh; 4. Piston. * Ưu điểm của phanh đĩa:
- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản.
- Cơng nghệ chế tạo ít gặp khó khăn có khả năng giảm giá thành trong sản xuất.
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều này giúp cho các bánh xe bị phanh làm việc ổn định hơn nhất là khi phanh với vận tốc cao.
- Khối lượng các chi tiết nhỏ, số lượng ít, kết cấu gọn cho nên tổng khối lượng các chi tiết khơng được treo sẽ giảm nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của xe
.- Thoát nước bám vào bề mặt đĩa phanh tốt: do nước bám vào bề mặt đĩa phanh sẽ bị lực li tâm loại bỏ rất nhanh nên khả năng phục hồi tính năng phanh nhanh chóng.
- Khơng cần điều chỉnh phanh.
- Khả năng thoát nhiệt của cơ cấu phanh ra bên ngoài dễ dàng
* Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa:
- Khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh khơng được che đậy kín, bụi bẩn sẽ loạt vào khe hở giữa má phanh và đĩa phanh khi ô tô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh cho nên làm giảm hiệu quả khi phanh.
- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn. Gây tiếng ồn khi phanh: có tiếng rít khi phanh do sự tiếp xúc giữa má phanh và đĩa phanh khi phanh.
- Lực phanh nhỏ hơn.
2.2 Lựa chọn phương án dẫn động
Trên xe TOYOTA COROLLA thì người ta sử dụng hệ thống dẫn động phanh là dẫn động thủy lực.
• Ưu điểm của việc sử dụng dẫn động thủy lực:
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu;
hình 2.2:Sơ đồ hệ thống phanh
1.Bàn đạp phanh; 2. Bầu trợ lực; 3. Xi lanh chính; 4. Bình dầu; 5. Phanh đĩa; 6. Bộ điều hồ lực phanh; 7. Phanh đĩa - Hiệu suất cao;
- Độ nhậy tốt, kết cấu đơn giản;
- Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ôtô khác nhau khi chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
• Nhược điểm của việc sử dụng dẫn động phanh thủy lực:
- Tỷ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh; - Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
Nguyên lý hoạt động của dẫn động thuỷ lực:
Khi khơng phanh: Lị xo hồi vị kéo về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ trên đường ống.
Khi người lái tác dụng vào bàn đạp 1, qua thanh đẩy sẽ tác động vào pittơng nằm trong xylanh 3, ép dầu trong xylanh chính 3 đi đến các đường ống dẫn. Chất lỏng với áp suất cao (khoảng 5 ÷ 8 MPa) sẽ tác dụng vào các pitông ở xylanh bánh xe ở cầu trước và cả cầu sau. Các pitông này ép sát má phanh vào đĩa phanh thực hiện q trình phanh.
Khi thơi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, dầu bị mất áp suất và được hồi về bình chứa. Dưới tác dụng đàn hồi của cuppen nó sẽ làm cho piston bánh xe bị kéo ra và làm má phanh tách ra khỏi đĩa phanh.
Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh. Áp suất trong sơ đồ dẫn động được truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là như nhau, khi đó lực đẩy lên pít tơng sẽ phụ thuộc vào pít tơng xi lanh công tác. Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh, và tất nhiên là lực tác dụng lên pít tơng xi lanh phanh chính, áp suất trong dẫn động và lực đẩy lên má phanh sẽ tăng lên. Do vậy dẫn động phanh thuỷ lực bảo đảm được sự làm việc đồng thời của cơ cấu phanh đĩa, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên má phanh ở cơ cấu phanh đĩa.
Kết luận: Qua phân tích về cơ cấu phanh và dẫn động phanh, sau đây là phương án tốt nhất cho xe cần thiết kế.
- Về cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh trước và sau: Dùng phanh đĩa có giá đỡ di động - Về dẫn động phanh:
Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân khơng - Sơ đồ cấu tạo tổng thể gồm cả cơ cấu phanh và dẫn động phanh:
Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo tổng thể cơ cấu phanh và dẫn động phanh
1. Bàn đạp phanh; 2. Trợ lực phanh và xy lanh phanh chính; 3. Cụm má phanh sau4. Đĩa phanh sau; 5. Đường ống dẫn dầu; 6. Phanh đĩa trước;7. Cụm má phanh trước
2.3. Giới thiệu về xe tham khảo
Thông số kỹ thuật của xe Toyota Corolla Altis 2014
Loại động cơ 4 xy lanh thẳng hàng, VVT-i kép Dung tích xy lanh (cc) 1798
Cơng suất cực đại 103(138)/6400 (kw/v/p)
Momen xoắn cực đại (Nm) 173 / 4000 (Nm/v/p)
Đường kính x hành trình piston (mm) 81x87,3
Hộp số Vơ cấp
Kiểu dẫn động Cơ khí
Loại nhiên liệu Xăng
Dài x Rộng x Cao (mm) 4540 × 1750 × 1450 Chiều dài cơ sở (mm) 2700
Chiều rộng cơ sở trước/sau (mm) 1500 / 1530 Khoảng sáng gầm xe (mm) 170
Trọng lượng không tải (N) 12400 Trọng lượng toàn tải (N) 15530 Phân bố trọng lượng cầu trước và cầu
sau (N)
8540/6990 Bán kính quay vịng tối thiểu 5,8 m Dung tích bình nhiên liệu (lít) 50
Phanh trước Phanh đĩa
Phanh sau Phanh đĩa
Lốp xe 195/65R15
Vành mâm xe Vành đúc
Số cửa 4