Tài liệu: Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh xe hyundai universe thiết kế

Đồ án thiết kế Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh xe hyundai universe thiết kế mô hình hệ thống phanh lái áp dụng công nghệ tiên tiến, tính khả thi

• Tác giả: Ngô Minh Tường
• Người hướng dẫn: Nguyễn Văn Thắng
• Trường học: Trường Đại học Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống phanh xe Hyundai Universe. Thiết kế mô hình hệ thống phanh, lái, treo ô tô
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hệ thống phanh xe và tầm quan trọng bảo dưỡng

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng không thể thiếu trên tất cả các phương tiện giao thông đường bộ. Với sự phát triển ngày càng tăng của các phương tiện nặng như xe khách, xe container, việc nắm vững kiến thức về bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh trở nên vô cùng cần thiết. Hệ thống phanh khí nén được trang bị trên các xe có tải trọng lớn, hoạt động nhờ vào áp lực khí nén để tạo lực phanh mạnh mẽ. Tuy nhiên, qua thời gian sử dụng, các chi tiết sẽ bị mài mòn và hỏng hóc, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn giao thông. Do đó, việc áp dụng các biện pháp bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh là bắt buộc để duy trì hoạt động ổn định của xe.

1.1. Vai trò của hệ thống phanh trong xe giao thông

Hệ thống phanh không chỉ giúp làm chậm tốc độ xe mà còn đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách. Đối với xe nặng, hệ thống phanh khí nén là sự lựa chọn tối ưu vì khả năng tạo lực phanh đủ mạnh để kiểm soát xe có tải trọng lớn. Khi phanh hoạt động tốt, rủi ro tai nạn giao thông sẽ giảm đáng kể, bảo vệ tính mạng con người.

1.2. Nhu cầu bảo dưỡng định kỳ hệ thống phanh

Các chi tiết trong hệ thống phanh như van phanh, bầu phanh, máy nén khí sẽ bị mài mòn theo thời gian. Bảo dưỡng sửa chữa định kỳ giúp phát hiện sớm những vấn đề, ngăn ngừa hỏng hóc nặng. Việc kiểm tra chung về an toàn và thay thế các bộ phận hư hỏng sẽ khôi phục trạng thái hoạt động gần như ban đầu nhất có thể.

II. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh khí nén Hyundai Universe

Hệ thống phanh khí nén trên xe Hyundai Universe là một tập hợp phức tạp gồm nhiều bộ phận phối hợp với nhau. Hệ thống bao gồm máy nén khí, bộ xử lý không khí, các van điều chỉnh áp lực, bầu phanh kép và cơ cấu phanh cầu trước sau. Khi lái xe đạp bàn phanh, áp lực được truyền đến van phanh chính, từ đó điều khiển dòng khí nén tới các bộ phận phanh. Nguyên lý hoạt động dựa trên sự chuyển đổi năng lượng khí nén thành lực cơ học để tạo ra hiệu ứng phanh. Các van một chiều, van hai chiều và rờ-le van đảm bảo khí nén chỉ chảy theo hướng mong muốn, tối ưu hóa hiệu suất phanh. Hệ thống ABS tích hợp giúp ngăn ngừa khóa bánh khi phanh khẩn cấp.

2.1. Cấu tạo chi tiết của hệ thống phanh khí nén

Hệ thống phanh bao gồm: máy nén khí tạo áp lực, bộ xử lý không khí loại bỏ ẩm độ, van phanh kép điều khiển, bầu phanh kép lưu trữ khí, bộ điều chỉnh độ chùng tự động, và cơ cấu phanh cầu. Mỗi bộ phận có chức năng riêng biệt nhưng phối hợp chặt chẽ. Van an toàn, van xả nhanh, rờ-le van là những thiết bị hỗ trợ quan trọng trong điều khiển áp lực và an toàn hệ thống.

2.2. Nguyên lý hoạt động và ưu điểm hệ thống phanh khí nén

Hệ thống phanh khí nén hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng khí nén thành lực phanh. Ưu điểm lớn nhất là lực phanh ổn định, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ như hệ thống thủy lực. Khả năng phanh mạnh mẽ cho xe nặng, an toàn tuyệt đối với hệ thống ABS/ASR tích hợp. Chi phí bảo dưỡng cũng thấp hơn so với một số hệ thống khác.

III. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh xe Hyundai Universe

Bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh tuân theo các quy trình khoa học, bắt đầu từ kiểm tra chung về an toàn để phát hiện các vấn đề tiềm ẩn. Kiểm tra độ chùng bàn phanh, áp lực khí nén, tình trạng dẫn, mượn lực và cảm biến ABS là các bước bắt buộc. Tiếp theo, thực hiện sửa chữa từng bộ phận hư hỏng như thay thế dầu phanh, vệ sinh bộ xử lý không khí, điều chỉnh van phanh kép, kiểm tra bầu phanh kép. Đối với cơ cấu phanh, cần kiểm tra độ mòn các má phanh, đĩa phanh và thay thế khi cần thiết. Hệ thống ABS/ASR cần kiểm tra định kỳ để đảm bảo hoạt động tốt. Cuối cùng, thực hiện lái thử để xác nhận hiệu suất phanh đã được khôi phục.

3.1. Các bước kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ

Bảo dưỡng định kỳ bắt đầu bằng kiểm tra toàn bộ hệ thống phanh từ ngoài vào trong. Kiểm tra áp lực khí nén, độ chùng bàn phanh, tình trạng dây dẫn, nước trong bầu phanh. Vệ sinh bộ xử lý không khí, kiểm tra van phanh, điều chỉnh độ chùng tự động. Kiểm tra cảm biến ABS, độ mòn má phanh. Thay dầu phanh nếu cần. Mỗi bước cần thực hiện cẩn thận theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

3.2. Sửa chữa các bộ phận hư hỏng của hệ thống phanh

Khi phát hiện bộ phận hư hỏng, cần tiến hành sửa chữa hoặc thay thế ngay. Thay thế bộ xử lý không khí nếu không còn hiệu lực, sửa chữa van phanh, thay thế bầu phanh nếu rò rỉ. Điều chỉnh lại cơ cấu phanh cầu, thay thế má phanh mòn. Kiểm tra lại hệ thống ABS sau sửa chữa. Lái thử xe để xác nhận hiệu suất phanh trở lại bình thường.

IV. Mô hình hóa và giáo dục về hệ thống phanh lái treo ô tô

Để hiểu rõ hơn cấu tạo hệ thống phanh, việc xây dựng mô hình thực tế là một phương pháp giáo dục hiệu quả. Mô hình cho phép sinh viên, kỹ thuật viên và những người quan tâm nhìn thấy trực quan các bộ phận khác nhau, cách chúng được lắp ráp và hoạt động với nhau. Mô hình kết hợp hệ thống phanh, lái và treo của xe ô tô con, giúp minh họa các nguyên lý hoạt động một cách rõ ràng. Qua mô hình, người học có thể dễ dàng nhận biết các chi tiết quan trọng, cách kiểm tra và bảo dưỡng. Đây là cầu nối giữa kiến thức lý thuyết và thực hành, giúp nâng cao kỹ năng sửa chữa hệ thống phanh cho các chuyên gia kỹ thuật. Mô hình cũng là công cụ hữu ích trong công tác đào tạo và nâng cao nhận thức về an toàn xe.

4.1. Mục đích và lợi ích của mô hình hóa hệ thống phanh

Mô hình hệ thống phanh lái treo giúp người học hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động. Thông qua mô hình, sinh viên có thể nhìn thấy vị trí chính xác của các bộ phận, cách chúng kết nối và tương tác. Điều này làm tăng hiệu suất học tập, giúp ghi nhớ lâu hơn. Mô hình còn là công cụ hữu ích để hướng dẫn bảo dưỡng và sửa chữa thực tế cho các kỹ thuật viên.

4.2. Các bước xây dựng mô hình hệ thống phanh

Xây dựng mô hình bắt đầu từ chuẩn bị vật tư, lựa chọn kích thước phù hợp. Tiếp theo là phương pháp cắt các chi tiết, lắp ráp theo trình tự logic. Hoàn thiện mô hình bằng cách thêm nhãn, chú thích cho từng bộ phận. Kiểm tra lại độ chính xác so với hệ thống thực tế. Mô hình hoàn thành giúp người học nhìn thấy rõ cấu tạo hệ thống phanh lái treo một cách trực quan.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Kết cấu – nguyên lý hoạt động của các loại phanh 1. Phanh tang trống: • Cấu tạo: Hình 1.1: Cấu tạo phanh tang trống Cơ cấu phanh tang trống (hay còn gọi là phanh tăng bua) bao gồm hai cụm má phanh được gắn cố định định trên cầu xe, các má phanh được dẫn động bởi các xy lanh phanh bánh xe hoặc bằng các đòn dẫn cơ khí, một trống phanh chụp bên ngoài cụm má phanh, trên trống phanh có các lỗ để gắn lên trục quay bánh xe. Lưu ý rằng, trống phanh sẽ quay cùng với bánh xe trong khi đó má phanh sẽ đứng yên. • Nguyên lý hoạt động: Khi đạp phanh, dầu phanh được truyền từ bình xy lanh chính đến xy lanh bánh xe.

Khi đã truyền đầy dầu trong xi lanh bánh xe, áp suất tác động lên piston đẩy guốc phanh sang hai bên. Sau đó, phần guốc phanh sẽ ép má phanh vào trống phanh tạo ra ma sát giúp bánh xe quay chậm cho đến lúc dừng lại. Khi nhả phanh, không có sự xuất hiện của áp suất đến xi lanh, lực của lò xo hồi vị đẩy guốc phanh trở về vị trí ban đầu và xe di chuyển bình thường. Phanh đĩa: 1 Luận Văn Tốt Nghiệp Ngô Minh Tường • Cấu tao: Hình 3.2: Cấu tạo phanh đĩa Cơ cấu phanh đĩa bao gồm một đĩa thép được gắn cố định bằng bu lông trên moay ơ trục bánh xe, một giá đỡ (hay còn gọi là caliper hay cùm phanh) và các má phanh.

Giá đỡ được gắn trên vỏ cầu nên nó sẽ cố định, trong khi đó đĩa phanh sẽ quay cùng với bánh xe. Trên giá đỡ có bố trí các xy lanh thủy lực và các má phanh. Khi người lái đạp phanh, piston sẽ di chuyển làm cho các má phanh ép sát vào đĩa phanh để thực hiện quá trình phanh. Một hệ thống phanh sử dụng cơ cấu phanh đĩa luôn đi kèm với hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực.

• Nguyên lý hoạt động: Người lái khi đạp và bàn đạp phanh sẽ làm tăng áp suất dầu trong các đường ống dầu và xi lanh của bánh xe, đẩy piston và má phanh ép vào đĩa phanh, tạo nên lực ma sát làm cho đĩa phanh và moay ơ bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái. Khi người lái rới chân khỏi bàn đạp phanh, áp suất trong hệ thống dầu phanh giảm nhanh, nhờ sự biến dạng của vòng đệm kín dầu của piston làm cho piston và má 2 Luận Văn Tốt Nghiệp Ngô Minh Tường phanh rời khỏi đĩa phanh. Hệ thống phanh dẫn động thủy lực: • Cấu tạo: Hình 1.3: Hệ thống phanh dẫn động thủy lực Hệ thống bao gồm phanh trước là phanh đĩa, phanh sau có thể là phanh tang trống hoặc phanh đĩa và được nối với tổng phanh (xy lanh chính) thông qua các ống thủy lực. Các hệ thống khác được lắp thêm vào bao gồm phanh tay, bầu trợ lực và các hệ thống hỗ trợ phanh điều khiển điện tử ABS, EBD, ESP, TCS.

• Nguyên lý làm viêc: - Khi đạp phanh: Khi cần giảm tốc độ xe hoặc dừng hẳn xe lại, người lái tác dụng vào bàn đạp phanh (1), thông qua cơ cầu dẫn động tác động lên piston (2) di chuyển trong xy lanh phanh chính (3) đẩy dầu vào hệ thống các đường ống dẫn (6) và đi đến các xy lanh bánh xe (7), dưới tác dụng của lực sinh ra do áp suất dầu phanh trong hệ thống tác động lên các piston (4,5,9) xy lanh phanh bánh xe sẽ đẩy ra ngoài theo chiều mũi tên để tác dụng lên cơ cấu phanh (phanh tang trống hoặc phanh đĩa) thực hiện việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe. Thời gian và quãng đường xe bị giảm hoặc dừng hẳn phụ thuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp phanh 3 Luận Văn Tốt Nghiệp Ngô Minh Tường Hình 1.4: Sơ đồ hoạt động của phanh dẫn động thủy lực khi đạp phanh - Khi nhả phanh: Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cơ cấu lò xo hồi vị tại các bánh xe hoặc cần điều khiển xy lanh phanh chính sẽ ép piston (4,5,9) xy lanh phanh bánh xe lại và đẩy dầu ngược trở về xy lanh chính (3) như lúc đầu, lúc này Hình 1.5: Sơ đồ hoạt động của phanh dẫn động thủy lực khi nhả phanh 4 Luận Văn Tốt Nghiệp Ngô Minh Tường phanh sẽ được nhả ra không còn tác dụng hãm hoặc dừng xe lại nữa. Hệ thống phanh dẫn động khí nén: • Cấu tạo: Hình 1.5: Sơ đồ hoạt Hình động 1.6: của phanh Hệ thống dẫn phanh động dẫn động thủy khílực nénkhi nhả phanh Hệ thống phanh khí nén là một loại hệ thống phanh dùng trên ô tô tải lớn và ô tô chở khách. Hệ thống phanh khí nén bao gồm: cơ cấu phanh và dẫn động phanh, hoạt động nhờ áp lực của khí nén, để điều khiển hệ thống phanh ô tô theo yêu cầu của người lái và đảm bảo an toàn giao thông khi vận hành trên đường.

Cơ cấu phanh khí nén bao gồm có: Bàn đạp, máy nén khí, bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp suât, van điều khiển, đồng hồ báo áp suất và bầu phanh bánh xe. • Nguyên lý hoạt động: Theo như sơ đồ hệ thống phanh khí nén. Khi xe khởi động, máy nén bắt đầu hoạt động nhằm cung cấp khí nén cho hệ thống phanh. Trường hợp bình chứa khí nén không đủ lượng khí theo yêu cầu, bánh xe sẽ khóa chặt lại.

Đồng thời, bộ phận hãm phanh cũng được kích hoạt nhằm đảm bảo an toàn cho xe. Khi người lái đạp phanh, ty đẩy khiến piston chuyển động nén lò xo và mở van khí nén, sau đó khí nén được chuyển từ bình chứa đến các bầu phanh. Lúc này, khí nén sẽ làm cho guốc phanh ép chặt vào má phanh và tang trống, tạo ra lực ma sát đủ lớn để giảm tốc và hãm xe. 5 Luận Văn Tốt Nghiệp Ngô Minh Tường Khi người lái nhả chân phanh, lò xo cũng như piston điều khiển về lại vị trí cũ khiến van khí nén đóng lại.

Đồng thời khí nén ở bầu phanh cũng được thoát hẳn ra ngoài. Cuối cùng, lò xo tại bầu phanh đàn hồi ngược lại, kéo guốc phanh ngược khỏi tang trống.7: Sơ đồ hoạt động phanh dẫn động khí nén Ngoài nguyên lý hoạt động cơ bản như trên, các xe có trọng tải lớn còn được lắp đặt thêm phanh khí xả. Bộ phận này sẽ kích hoạt khi xe đạt vận tốc 20km/h. Trong trường hợp phanh gấp, van điều chỉnh khí thải tự động ngắt, tạo ra áp suất lớn ở ống xả, tác động ngược lên piston giúp giảm tốc độ di chuyển của xe.

Các loại hệ thống phanh hiện đại: - Phanh điện từ (Magnetic Brakes) Đây là một dạng của hệ thống phanh, từ trường được sinh ra bởi các nam châm vĩnh cửu được sử dụng để thực hiện phanh bánh xe. Đây là hệ thống phanh không có ma sát do đó sẽ không có sự mài mòn xảy ra, bên cạnh đó, cũng không có bất kỳ áp suất nào bên trong hệ thống phanh. Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh điện từ rất ngắn do đó nó là một hệ thống phanh rất an toàn và tin cậy. 6 Luận Văn Tốt Nghiệp Ngô Minh Tường - Phanh dừng dẫn động điện – điều khiển điện tử (Electronic Parking Brake) Đúng như tên gọi của nó, hệ thống phanh dừng này thực chất chỉ thay đổi phương pháp dẫn động cơ khí (cáp) bằng dẫn động điện và được điều khiển điện tử.

Một công tắc phanh được bố trí bên cạnh cần số, khi người lái nhấn công tắc, mô tơ điện sẽ quay và ép má phanh vào đĩa phanh tạo ra sự phanh. Để nhả phanh, người lái chỉ cần khởi động động cơ và lái xe đi, hệ thống phanh sẽ tự động ngắt phanh trước khi chiếc xe bắt đầu di chuyển mà không cần phải nhấn công tắc. Hệ thống phanh này còn được gọi là phanh tay điện tử, nó được trang bị trên nhiều dòng xe cao cấp của các nhà sản xuất: Mercedes-Benz, Audi, BMW, Lexus, Volvo, Porsche… - Phanh điện (Electrical Brake) Đây là loại hệ thống phanh sử dụng trên xe điện, sự phanh được thực hiện bằng chính các mô tơ điện dẫn động bánh xe. Khi người lái đạp phanh, mô tơ điện sẽ bị đổi chức năng của nó thành máy phát điện, động năng di chuyển của xe sẽ được chuyển hóa thành điện năng và các dạng năng lượng khác để thực hiện sự phanh.

Cụm từ “phanh tái sinh” sẽ được nhắc tới rất nhiều khi những chiếc xe điện được sản xuất tại Việt Nam. - Hệ thống phanh điện tử (Electronic Braking System) Việc điều khiển các chi tiết của hệ thống phanh bằng điện tử giúp làm giảm thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh. Do đó, nó giảm quãng đường phanh một cách đáng kê, từ đó tránh được các tai nạn không mong muốn. Hệ thống phanh được trang bị tính năng chống bó cứng má phanh ABS sẽ giúp việc lái xe ổn định hơn, giảm thiểu tình trạng mất kiểm soát khi phanh.

7 Luận Văn Tốt Nghiệp Ngô Minh Tường Chương 2: Hệ thống phanh khí nén trên xe Hyundai Universe 2. Tổng quan về hệ thống phanh: 2. Giới thiệu: Hệ thống phanh khí nén thường được sử dụng trên xe cơ giới hạng nặng như: xe tải, xe buýt, sơ mi rơ moóc, xe đầu kéo, container, xe khách hay các loại phương tiện cần lực phanh hãm rất lớn để giảm tốc và dừng xe. Hệ thống phanh khí nén toàn thời gian hiện đại được sử dụng trên xe Hyundai Universe đảm bảo an toàn phanh tối ưu nhằm đáp ứng quãng đường phanh và khoảng thời gian phanh ngắn nhất.

Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh khí nén: • Ưu điểm: - Phanh khí nén cung cấp không khí liên tục, do đó, ngay cả khi khí nén bị rò rỉ không đáng kể thì hoạt động của hệ thống phanh vẫn được duy trì. - Các khớp nối ống dẫn khí trong hệ thống phanh khí nén dễ dàng tháo lắp hơn so với hệ thống phanh thủy lực. - Hệ thống phanh hơi được thiết kế với khả năng đảm bảo xe vẫn dừng lại một cách an toàn, ngay cả khi bị khí nén bị rò rỉ. - Hệ thống phanh khí nén an toàn hơn phanh thủy lực.

Trong trường hợp khí nén mà bị rò rỉ ra bên ngoài chúng sẽ tự hãm lại. • Nhược điểm: - Hệ thống phanh khí nén có cấu tạo phức tạp, nhiều chi tiết hơn các phanh khác do vậy thường có giá cao hơn. - Khi sử dụng phanh liên tục sẽ xuất hiện tình trạng nóng phanh, mất ma sát và có thể dẫn đến mất phanh, có nguy cơ gây ra va chạm. - Hệ thống phanh khí nén này khá cồng kềnh và phức tạp hơn phanh thủy lực.