Đặt vấn đề Ngành ô tô giữ một ví trí quan trọng trong hoạt động và phát triển của xã hội. Ôtô được sử dụng phổ biến để phục vụ trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân. Nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật và công nghệ mới đã được áp dụng nhanh chóng vào công nghệ chế tạo ôtô. Các tiến bộ khoa học đã được áp dụng nhằm mục đích làm giảm cường độ lao động cho người lái, đảm bảo an toàn cho xe, người, hàng hoá và tăng chất lượng kéo-vận tốc cũng như tăng tính kinh tế nhiên liệu của xe.
Trong quá trình học tập em đã được giao “Đồ án tính toán thiết kế cơ cấu phanh của hệ thống phanh chân”. Với điều kiện thời gian có hạn, các nội dung trong đồ án là bước tìm hiểu các thông số kỹ thuật, kết cấu và tính toán thiết kế cơ cấu phanh của hệ thống phanh chân. Vì thời gian có hạn nên đồ án có nhiều sai sót kính mong thầy Nguyễn Chí Thanh nhận xét và bỏ qua, chúng em chân thành cảm ơn.2 Mục tiêu đề tài Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh Tính toán thiết kế cơ cấu phanh của hệ thống phanh chân 1.3 Nội dung đề tài Dựa vào thông số có sẵn tính toán thiết kế cơ cấu phanh của hệ thống phanh chân Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của hệ thống phan Mô phỏng 3D (nếu có) Báo cáo đồ án 1.4 Phương pháp nghiên cứu Tài liệu sách Tài liệu internet Kết cấu của đồ án môn học Sử dụng phần mềm thiết kế auto CAD 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 2.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại 2.1 Công dụng - Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào đó hoặc dừng hẳn. - Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc.
- Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn được kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe.2 Yêu cầu - Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất quỹ đạo phanh ổn định khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. - Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh. - Điều khiển nhẹ nhàng, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn. - Dẫn động phanh có độ nhạy cao, sự chậm tác dụng nhỏ.
- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào. - Không có hiện tượng tự xiết phanh khi ôtô chuyển động tịnh tiến hoặc quay vòng. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt. - Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao, ổn định trong khi làm việc.
Điều kiện sử dụng : - Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe. 3 - Có khả năng phanh ôtô khi dừng trong thời gian dài. - Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa. Theo công dụng: - Hệ thống phanh chính (phanh chân).
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay). - Hệ thống phanh dự phòng. - Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ). Theo kết cấu của cơ cấu phanh: - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc.
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải. 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 khí nén - thủy lực. - Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa. - Hệ thống phanh dẫn động điện từ.
Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh: – Phanh có trang bị bộ điều hòa lực phanh. – Phanh có trang bị bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh (ABS).2 Kết cấu hệ thống phanh: Hệ thống phanh gồm có 2 phần chính sau: – Cơ cấu phanh – Dẫn động phanh 2.1 Cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực a. Sơ đồ cấu tạo: Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh. Mâm phanh được bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu.
Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của xy lanh phanh làm việc gần nhau. Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm. Cam lệch tâm cùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh. Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát.
Giữa các piston của xy lanh có lò xo để ép các piston luôn tỳ sát vào các guốc phanh. Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh mòn đều nhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn.1 Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực 5 b. Nguyên lý hoạt động Khi tác dụng vào bàn đạp chất lỏng với áp suất cao truyền đến xy lanh tạo nên áp lực ép trên piston đẩy các guốc phanh, các má phanh được ép vào trống phanh tạo nên sự phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh và lò xo giữa các piston sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu.
Quá trình phanh kết thúc. Trong quá trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ tăng lên. Muốn cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả, phải điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cách xoay cam lệch tâm và xoay chốt lệch tâm.2 Cơ cấu phanh guốc dẫn động dẫn động phanh khí nén a. Sơ đồ cấu tạo Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫn động phanh bằng khí nén, có xy lanh khí nén điều khiển cam xoay ép guốc phanh vào trống phanh.
Phần quay của cơ cấu phanh là tang trống, phần cố định bao gồm mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu.2 Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh khí nén b. Nguyên lý hoạt động 6 Khi phanh, xy lanh khí nén dẫn động xoay trục và cam quay ngược chiều kim đồng hồ. Con lăn tựa lên biên dạng cam đẩy guốc phanh về 2 phía, ép má phanh sát vào trống phanh để thực hiện quá trình phanh. Khi nhả phanh, đòn trục cam sẽ xoay cam về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, kéo các guốc phanh ép chặt vào cam, tách má phanh ra khỏi trống phanh.
Sơ đồ cấu tạo Hình 2.3 Cơ cấu phanh đĩa Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm các bộ phận chính : - 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 xy lanh bánh xe. - Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của xy lanh bánh xe b. Nguyên lý hoạt động Khi tác dụng lực vào bàn đạp, qua các cơ cấu dẫn động, dầu có áp suất cao được bơm vào trong các xy lanh công tác tại cơ cấu phanh đẩy các piston ép vào má phanh.
Đầu piston có gắn các tấm ma sát. Các tấm ma sát ép sát vào má phanh tiến hành quá trình 7 phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, do sự hồi dầu về bình dầu nên các tấm ma sát tách khỏi má phanh, có khe hở nên kết thúc quá trình phanh.2 Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh 2.1 Dẫn động cơ khí a. Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.4 Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí 1 – Tay phanh 7 – Trục 2 – Thanh dẫn 8,10 – Dây cáp dẫn động phanh 3,5–Con lăn của dây cáp 9 – Thanh cân bằng 4 – Dây cáp phía trước 12 –Trục lệch tâm của thanh ép 6 – Thanh dẫn trung gian.
Nguyên lý hoạt động: Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển. Thanh dẫn 2 nối liền với dây cáp. Các con lăn 3,5 dẫn hướng cho dây cáp. Dây cáp 4 bắt vào mút thanh dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với thanh cân bằng 9.
Thanh dẫn 6 lắp với bản lề 8 trên giá đỡ, thanh cân bằng 9 phân bố đều lực phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới cơ cấu phanh bánh xe trái và phải phía sau. Đòn dây cáp nối với đòn bẩy ép, tác động lên guốc phanh thông qua tấm đỡ, đòn bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12. Khi kéo phanh 1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện quá trình phanh. Khi nhả phanh, đòn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lò xo hồi vị, kết thúc quá trình phanh.
Đặc điểm: Chủ yếu dùng cho phanh tay.2 Dẫn động thủy lực a. Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.5 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực 1 – Bàn đạp 4 – Xy lanh phanh bánh xe 2 – Xy lanh phanh chính 5 – Má phanh 3 – Đường dẫn dầu b. Nguyên lý hoạt động: 9 Khi đạp phanh, qua thanh đẩy piston nằm trong xy lanh chính 2. Dầu bị ép với áp suất cao sẽ qua đường ống dẫn 3 tác dụng lên bề mặt của các piston 4.
Hai piston này thắng lực lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh sẽ đẩy hai má phanh 5 ép sát vào trống phanh và tiến hành phanh. Khi nhả bàn đạp, do có sự hồi dầu và lực của lò xo hồi vị nên hai má phanh sẽ tách khỏi trống phanh, kết thúc quá trình phanh. Đặc điểm: Áp suất truyền đến các xy lanh làm việc là như nhau. Lực phanh trên các bánh xe phụ thuộc vào đường kính piston của xy lanh công tác.
Muốn có mômen ở cầu trước khác cầu sau chỉ cần làm đường kính các piston của xy lanh công tác khác nhau. Lực tác dụng lên cơ cấu phanh phụ thuộc vào tỷ số truyền động. Các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng khi tất cả các má phanh áp sát trống phanh. Không phụ thuộc vào đường kính xy lanh và khe hở giữa trống phanh và má phanh.3 Dẫn động khí nén a.
Sơ đồ cấu tạo: Hình 2.