CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.Công dụng yêu cầu và phân loại hệ thống phanh 1. Công dụng Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định. Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển (tức là tăng được tốc độ trung bình của xe). Yêu cầu - Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm - Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn - Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao và phải có hai dòng độc lập đối với phanh chính - Phân bố mô men phanh phải hợp lý dể đảm bảo tận dụng tối đa trọng lượng bám tại các bánh xe và không xảy ra hiện tượng trượt lết khi phanh; - Không có hiện tượng tự xiết khi phanh - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt - Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực phanh trên bánh xe SVTH: Page 5 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh - Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng 1.
Theo công dụng: Hệ thống phanh chính (phanh chân); Hệ thống phanh dừng (phanh tay); Hệ thống phanh dự phòng; Hệ thống phanh rà hay chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) sử dụng trên các xe cỡ lớn và trên các dốc dài; b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh: Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc; Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa; c. Theo dẫn động phanh: Hệ thống phanh dẫn động cơ khí; Hệ thống phanh dẫn động thủy lực; Hệ thống phanh dẫn động khí nén; Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực-khí nén; Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại; d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh: Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh e.
Theo trợ lực Hệ thống phanh có trợ lực Hệ thống phanh không có trợ lực SVTH: Page 6 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh f. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh: Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS). Cấu tạo chung của hệ thống phanh Cấu tạo Chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1: Hệ thống phanh trên ô tô Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính: - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ô tô. - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyêch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh.
Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu đẫn SVTH: Page 7 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí. Nếu là dẫn động thủy lực thì dẫn động phan bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn. Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng của ô tô thành dạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng).
Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu phanh thường dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh dải. * Cơ cấu phanh tang trống Trong cơ cấu phanh tang trống thì chúng ta có nhiều loại khác nhau: *Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục a b Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.a là SVTH: Page 8 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1. Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát.
Các tấm này có thể dài liên tục (hình 1.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.b trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn. Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.a) áp suất tác dụng lên hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau. *Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm SVTH: Page 9 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh 1.Xilanh bánh xe; 4.Lò xo guốc phanh; 8.Chốt guốc phanh; 10.Mâm phanh Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.
Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm. Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe.
Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ. *Cơ cấu phanh guốc loại bơi a b Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1. Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1. SVTH: Page 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh - Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pít tông.
Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. - Loại hai mặt tựa tác dụng kép:Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. *Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa: a b Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình 1.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1. - Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động. Hai đầu SVTH: Page 11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh.
Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. - Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. * Cơ cấu phanh đĩa Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.
a) Loại giá đỡ cố định b) Loại giá đỡ di động Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm: - Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe; - Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe; - Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe; SVTH: Page 12 ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ GVHD: Dương Quang Minh Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động. * Loại giá đỡ cố định (hình 1.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định. Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu.