Luận văn thạc sĩ: Thiết kế hệ thống phanh xe du lịch dựa trên xe Toyota Camry

Luận văn thạc sĩ phân tích chi tiết thiết kế hệ thống phanh xe du lịch trên nền tảng xe Toyota Camry, bao gồm lý thuyết, tính toán và kết cấu.

• Tác giả: Hà Đăng Khánh
• Người hướng dẫn: Gs. Trần Văn Nam
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Cơ khí giao thông
• Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh xe du lịch dựa trên cơ sở xe Toyota Camry
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Tổng quan luận văn thiết kế hệ thống phanh Toyota Camry

Luận văn thiết kế hệ thống phanh xe Toyota Camry là một công trình nghiên cứu chuyên sâu, thuộc chuyên ngành cơ khí động lực, nhằm phân tích, tính toán và đưa ra phương án thiết kế tối ưu cho một trong những hệ thống an toàn quan trọng nhất trên ô tô. Tài liệu này không chỉ cung cấp cái nhìn toàn diện về cấu tạo phanh Camry mà còn đi sâu vào cơ sở lý thuyết và các bước tính toán chi tiết. Mục tiêu chính của đề tài là hiểu rõ nguyên lý, kết cấu các chi tiết, từ đó tạo tiền đề cho việc cải tiến nhằm tăng hiệu quả, độ ổn định và độ tin cậy. Trong bối cảnh giao thông hiện đại, việc tối ưu hóa hệ thống phanh, đặc biệt là tích hợp các công nghệ như hệ thống phanh ABS, hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD, và hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA, đóng vai trò then chốt trong việc giảm thiểu tai nạn. Luận văn này, dựa trên cơ sở xe Toyota Camry, một dòng xe phổ biến tại Việt Nam, mang lại giá trị thực tiễn cao, phục vụ không chỉ cho mục đích học thuật mà còn là tài liệu tham khảo quý giá cho các kỹ sư và kỹ thuật viên trong lĩnh vực sửa chữa phanh ô tô. Quá trình nghiên cứu bao gồm việc phân tích các loại cơ cấu phanh như phanh đĩa và phanh tang trống, lựa chọn sơ đồ dẫn động thủy lực, và tính toán các thông số kỹ thuật quan trọng như mô men phanh, lực ép và nhiệt độ làm việc.

1.1. Vai trò và yêu cầu đối với hệ thống phanh ô tô hiện đại

Hệ thống phanh là cụm chi tiết quan trọng bậc nhất, đảm bảo an toàn cho xe khi vận hành ở tốc độ cao. Chức năng chính của nó là giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe theo yêu cầu của người lái. Theo tài liệu gốc của sinh viên Hà Đăng Khánh, một hệ thống phanh hiệu quả phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe: hiệu quả phanh cao nhất (quãng đường phanh ngắn, gia tốc chậm dần lớn), ổn định khi phanh (không bị trượt lết, không lệch hướng), điều khiển nhẹ nhàng, và có độ tin cậy cao. Các công nghệ hiện đại như cân bằng điện tử (VSC) và phanh tay điện tử (EPB) ngày càng được tích hợp để nâng cao tính an toàn và tiện nghi, đặc biệt trên các dòng xe du lịch như Toyota Camry.

1.2. Phân loại các hệ thống phanh phanh đĩa và phanh tang trống

Trên ô tô du lịch, hai loại cơ cấu phanh chính được sử dụng là phanh đĩa và phanh tang trống. Phanh đĩa, với ưu điểm tản nhiệt tốt, hiệu quả phanh ổn định và dễ bảo dưỡng, thường được trang bị ở bánh trước và cả bốn bánh trên các xe hiện đại. Cấu tạo gồm đĩa phanh, má phanh (bố thắng) và heo dầu phanh (cùm phanh). Ngược lại, phanh tang trống có cấu tạo phức tạp hơn nhưng lại có khả năng tự cường hóa, thường được sử dụng cho bánh sau hoặc tích hợp làm phanh dừng. Việc lựa chọn và kết hợp hai loại này phụ thuộc vào thiết kế và phân khúc của xe. Xe Toyota Camry trong nghiên cứu này sử dụng cơ cấu phanh đĩa cho cả bốn bánh để tối ưu hóa hiệu quả phanh.

II. Phân tích các yếu tố khi thiết kế phanh Toyota Camry

Quá trình thiết kế hệ thống phanh xe Toyota Camry bắt đầu bằng việc phân tích và lựa chọn phương án thiết kế tối ưu dựa trên các thông số kỹ thuật của xe. Đây là giai đoạn nền tảng, quyết định hiệu quả và độ an toàn của toàn bộ hệ thống. Các thông số cơ bản như trọng lượng toàn bộ, phân bố trọng lượng lên các cầu, chiều dài cơ sở, và tọa độ trọng tâm được sử dụng để tính toán lực phanh yêu cầu cho từng bánh xe. Tài liệu nghiên cứu chỉ rõ, "để đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất với gia tốc chậm dần lớn nhất mà bánh xe không bị trượt", mô men phanh phải được xác định chính xác. Một yếu tố quan trọng khác là việc lựa chọn hệ số bám (φbx). Với xe được trang bị hệ thống phanh ABS, hệ số bám có thể được chọn ở mức tối ưu (φbx = 0,8) để khai thác triệt để khả năng bám của lốp với mặt đường. Từ đó, các kỹ sư tiến hành lựa chọn loại dẫn động phanh. Dẫn động thủy lực được chọn cho xe Camry do ưu điểm độ nhạy cao, kết cấu nhỏ gọn và khả năng đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe. Sơ đồ phân dòng dẫn động cũng được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động khi một dòng bị hỏng.

2.1. Xác định thông số cơ bản để tính toán lực phanh tối ưu

Để bắt đầu quá trình tính toán, việc xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của xe Toyota Camry là bắt buộc. Theo Bảng 2-1 trong tài liệu, các thông số chính bao gồm: Trọng lượng toàn bộ (Ga = 1900 kg), phân bố trọng lượng cầu trước (G1 = 960 kg) và cầu sau (G2 = 940 kg), chiều dài cơ sở (L0 = 2775 mm). Từ đây, các giá trị quan trọng khác như tọa độ trọng tâm theo chiều cao (hg) và bán kính làm việc của bánh xe (Rbx) được tính toán. Những con số này là đầu vào không thể thiếu cho các công thức tính toán lực phanh và mô men phanh yêu cầu tại mỗi bánh, đảm bảo phanh hiệu quả mà không gây mất ổn định.

2.2. Lựa chọn sơ đồ dẫn động phanh và cơ cấu phanh phù hợp

Việc lựa chọn sơ đồ dẫn động và cơ cấu phanh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ tin cậy. Dựa trên phân tích ưu nhược điểm, dẫn động thủy lực được chọn vì độ nhạy cao và kết cấu đơn giản. Sơ đồ phân dòng theo các cầu (một dòng cho cầu trước, một dòng cho cầu sau) được ưu tiên vì tính đơn giản, dù hiệu quả phanh có thể giảm nhiều khi một dòng gặp sự cố. Về cơ cấu phanh, phanh đĩa được chọn cho cả bánh trước và sau. Lý do là phanh đĩa có hiệu quả phanh ổn định, không phụ thuộc chiều quay, tản nhiệt tốt và dễ dàng trong việc bảo dưỡng hệ thống phanh. Cụ thể, cơ cấu phanh trước là loại đĩa thông gió và phanh sau là đĩa đặc, phù hợp với đặc tính vận hành của xe du lịch.

III. Hướng dẫn tính toán chi tiết hệ thống phanh xe Camry

Chương 3 của luận văn tập trung vào việc tính toán hệ thống phanh một cách chi tiết, biến các lý thuyết và lựa chọn ở chương trước thành những con số cụ thể. Đây là phần cốt lõi của một đồ án tốt nghiệp ô tô về hệ thống phanh. Quá trình bắt đầu với việc tính mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu từ heo dầu phanh. Dựa trên công thức, lực ép cần thiết (Pep) cho má phanh trước và sau được xác định, từ đó tính toán bề rộng má phanh để đảm bảo áp suất làm việc nằm trong giới hạn cho phép, giúp tăng tuổi thọ. Các thông số liên quan khác như công trượt riêng và nhiệt độ hình thành ở đĩa phanh cũng được kiểm tra cẩn thận. Bài toán nhiệt đặc biệt quan trọng, vì nhiệt độ quá cao có thể làm giảm hiệu quả phanh (hiện tượng "mất phanh"). Tiếp theo là tính toán các chi tiết của hệ thống điều khiển, bao gồm đường kính xy lanh phanh chính, xy lanh công tác và hành trình bàn đạp. Cuối cùng, các chỉ tiêu phanh quan trọng như gia tốc chậm dần, thời gian phanh và quãng đường phanh được tính toán và so sánh với tiêu chuẩn ngành để đánh giá hiệu quả của hệ thống thiết kế.

3.1. Tính toán mô men phanh và lực ép yêu cầu cho má phanh

Mô men phanh yêu cầu ở mỗi bánh xe đã được xác định ở phần trước. Từ đó, lực ép (Pep) mà heo dầu phanh (cùm phanh) cần tạo ra lên má phanh (bố thắng) được tính toán theo công thức: Pep = Mbx / (2 * µ * (R2^3 - R1^3) / (3 * (R2^2 - R1^2))). Theo tài liệu, với các thông số của xe Camry, lực ép yêu cầu cho cơ cấu phanh trước là 23850 N và phanh sau là 6546,8 N. Những con số này là cơ sở để thiết kế kích thước piston trong cùm phanh và toàn bộ hệ thống thủy lực.

3.2. Thiết kế xy lanh chính và bơm trợ lực phanh chân không

Từ lực ép yêu cầu, đường kính của xy lanh công tác tại mỗi bánh xe được xác định. Sau đó, đường kính xy lanh phanh chính (Dc) được tính toán để đảm bảo tỉ số khuếch đại thủy lực hợp lý. Theo tính toán, đường kính xy lanh chính của xe Camry là 29 mm. Lực tác dụng lên bàn đạp khi chưa có trợ lực được tính toán lên tới hơn 1000 N, một giá trị quá lớn. Do đó, việc trang bị bơm trợ lực phanh chân không là bắt buộc. Bộ trợ lực này sử dụng độ chênh lệch áp suất từ cổ hút động cơ để giảm lực đạp phanh của người lái xuống mức chấp nhận được (khoảng 200-300 N), đảm bảo điều khiển nhẹ nhàng.

3.3. Kiểm tra các chỉ tiêu phanh quãng đường và gia tốc phanh

Sau khi hoàn tất thiết kế, các chỉ tiêu an toàn phải được kiểm tra. Gia tốc chậm dần khi phanh của hệ thống được tính là jpmax = 7,85 m/s², lớn hơn tiêu chuẩn yêu cầu (5,8 m/s²). Quãng đường phanh thực tế khi thử ở tốc độ 30 km/h là sp = 7,13 m, ngắn hơn mức tối đa cho phép (7,2 m) theo TCVN. Kết quả này khẳng định rằng hệ thống phanh được thiết kế hoàn toàn đáp ứng và vượt qua các tiêu chuẩn an toàn hiện hành, chứng minh tính đúng đắn của quá trình tính toán lực phanh và thiết kế.

IV. Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh ABS trên Toyota Camry

Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh Toyota Camry được nâng cao đáng kể nhờ sự tích hợp của hệ thống phanh ABS (Anti-lock Braking System). ABS là một hệ thống an toàn chủ động, có nhiệm vụ ngăn chặn hiện tượng bó cứng bánh xe khi phanh gấp, đặc biệt trên các bề mặt trơn trượt. Khi bánh xe bị bó cứng, nó sẽ trượt lết trên mặt đường, làm mất khả năng dẫn hướng và tăng quãng đường phanh. Hệ thống ABS giải quyết vấn đề này bằng cách điều chỉnh áp suất dầu phanh một cách linh hoạt. Sơ đồ hệ thống bao gồm các cảm biến tốc độ ở mỗi bánh xe, một bộ điều khiển điện tử (ECU) và một cụm điều khiển thủy lực (HCU). Khi người lái đạp phanh, ECU liên tục nhận tín hiệu tốc độ từ các cảm biến. Nếu phát hiện một hoặc nhiều bánh xe có xu hướng giảm tốc quá nhanh (sắp bị bó cứng), ECU sẽ ra lệnh cho HCU điều chỉnh áp suất dầu phanh DOT3/DOT4 đến bánh xe đó theo chu trình ba pha: giảm áp, giữ áp và tăng áp. Quá trình này lặp lại nhiều lần trong một giây, giúp bánh xe luôn quay ở ngưỡng trượt tối ưu (10-30%), vừa đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất, vừa duy trì khả năng kiểm soát tay lái.

4.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS và các thành phần chính

Một sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh ABS điển hình trên xe Camry bao gồm ba thành phần cốt lõi: 1) Các cảm biến tốc độ bánh xe: Gắn tại mỗi bánh, có nhiệm vụ đo tốc độ quay và gửi tín hiệu về ECU. 2) Bộ điều khiển điện tử ECU: Là bộ não của hệ thống, xử lý tín hiệu từ cảm biến và ra lệnh điều khiển. 3) Cụm điều khiển thủy lực HCU: Chứa các van điện từ và bơm dầu, có nhiệm vụ thực thi lệnh của ECU bằng cách điều chỉnh áp suất dầu đến từng heo dầu phanh. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa ba bộ phận này tạo nên một hệ thống phản ứng nhanh và chính xác.

4.2. Quá trình phanh tối ưu với sự can thiệp của ABS EBD và BA

Khi phanh gấp, ABS sẽ kích hoạt. Người lái sẽ cảm nhận được rung động ở bàn đạp phanh, đây là dấu hiệu cho thấy hệ thống đang hoạt động. Ngoài ABS, hệ thống phanh Camry còn được hỗ trợ bởi hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD và hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA. EBD tự động điều chỉnh lực phanh giữa bánh trước và sau để tối ưu hóa hiệu quả và sự ổn định, đặc biệt khi xe tải nặng hoặc vào cua. Trong khi đó, BA sẽ nhận biết tình huống phanh khẩn cấp thông qua lực và tốc độ đạp phanh, từ đó tự động tăng áp suất phanh lên mức tối đa, giúp rút ngắn quãng đường phanh đáng kể.

V. Hướng dẫn bảo dưỡng và sửa chữa phanh ô tô Camry cơ bản

Bảo dưỡng hệ thống phanh định kỳ là yếu tố sống còn để đảm bảo an toàn khi vận hành xe Toyota Camry. Việc kiểm tra và bảo dưỡng đúng cách không chỉ giúp hệ thống hoạt động hiệu quả mà còn kéo dài tuổi thọ của các chi tiết. Quy trình bảo dưỡng cơ bản bao gồm kiểm tra độ dày của má phanh (bố thắng) và đĩa phanh. Má phanh mòn dưới giới hạn cho phép cần được thay thế ngay lập tức để tránh làm hỏng đĩa phanh. Đĩa phanh nếu bị cong vênh, trầy xước sâu cũng cần được láng lại hoặc thay mới. Mức dầu phanh DOT3/DOT4 trong bình chứa cũng cần được kiểm tra thường xuyên và bổ sung nếu cần thiết. Dầu phanh nên được thay thế hoàn toàn sau mỗi 2-3 năm vì nó có xu hướng hấp thụ hơi ẩm, làm giảm nhiệt độ sôi và có thể gây ăn mòn các chi tiết kim loại bên trong hệ thống như xy lanh phanh chính. Ngoài ra, cần kiểm tra sự rò rỉ ở các đường ống dầu và heo dầu phanh. Việc sửa chữa phanh ô tô phức tạp hơn, đặc biệt với các hệ thống điện tử như ABS, cần được thực hiện bởi các kỹ thuật viên có chuyên môn và thiết bị chẩn đoán chuyên dụng.

5.1. Quy trình kiểm tra định kỳ má phanh đĩa phanh và dầu phanh

Kiểm tra định kỳ là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Cần kiểm tra độ dày má phanh; nếu mỏng hơn 2-3 mm, cần thay thế. Bề mặt đĩa phanh phải phẳng và không có rãnh sâu. Mức dầu phanh trong bình chứa phải nằm giữa vạch MIN và MAX. Màu sắc của dầu phanh cũng là một chỉ báo; nếu dầu chuyển sang màu sẫm, đó là dấu hiệu nó đã bị nhiễm bẩn và cần được thay mới. Việc xả gió (loại bỏ không khí) khỏi hệ thống thủy lực cũng rất cần thiết sau mỗi lần thay dầu hoặc sửa chữa liên quan đến đường ống.

5.2. Các dấu hiệu hư hỏng thường gặp và cách khắc phục sơ bộ

Một số dấu hiệu cho thấy hệ thống phanh đang gặp vấn đề bao gồm: tiếng kêu ken két khi phanh (má phanh mòn), xe bị lệch sang một bên khi phanh (lực phanh không đều), bàn đạp phanh quá sâu hoặc quá cứng, và đèn báo ABS/phanh sáng trên bảng điều khiển. Khi gặp các hiện tượng này, cần kiểm tra xe ngay lập tức. Các bước khắc phục sơ bộ có thể bao gồm việc thay thế má phanh, kiểm tra và làm sạch các chốt trượt của heo dầu phanh, hoặc kiểm tra mức dầu phanh. Tuy nhiên, với các lỗi phức tạp, đặc biệt là lỗi liên quan đến ABS, việc đưa xe đến gara uy tín là giải pháp an toàn và hiệu quả nhất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE DU LỊCH 1. Công dụng và vai trò của ô tô du lịch Ô tô du lịch là một loại phương tiện giao thông đường bộ có khả năng vận chuyển một số lượng người và hàng hóa hạn chế, chủ yếu phục vụ nhu cầu cá nhân. Ngày nay, ô tô du lịch ngày càng được sử dụng rộng rãi, mở rộng nhiều chủng loại nhằm đáp cho từng nhóm đối tượng sử dụng cụ thể, gồm một số loại chính như sau: - Xe phục vụ cho các nhu cầu đi lại thông thường của cá nhân có từ 2-5 chỗ ngồi và khoang chứa đồ nhỏ như: xe sedan (hình 1.a), xe coupe (hình 1.b), xe compi (xe hatchback) (hình 1.c), xe cabriolet (có thể mở mui) (hình 1.d), xe thể thao (hình 1. - Xe phục vụ cho các nhu cầu đi lại và vận chuyển lớn hơn như: xe đa dụng từ 5- 8 chỗ ngồi, thay đổi được bố trí khoang xe để chở người hoặc chở hàng, có thể hoạt động trên các địa hình khó khăn (hình 1.f) ; xe bán tải có khoang hành khách và thùng chở hàng riêng biệt (pick-up) (hình 1.h) ; xe khách loại nhỏ (mini bus) có từ 9-16 chỗ ngồi (hình 1.

Các loại xe du lịch a) Xe sedan e) Xe thể thao b) Xe coupe f) Xe đa dụng c) Xe compi g) Xe mini bus d) Xe cabriolet h) Xe pick-up SVTH: Hà Đăng Khánh GVHD: GS.Trần Văn Nam Page 2 Tuy nhiên, cùng với việc được sử ngày càng phổ biến, các loại ô tô du lịch cũng dần thay đổi để đáp ứng những nhu cầu sử dụng đa dạng của nhiều đối tượng khác nhau. Ví dụ như dòng xe gia đình nhỏ gọn xuất hiện để phục vụ nhu cầu đi lại cá nhân, xe MPV kết hợp giữa xe compi và xe đa dụng cho khả năng chuyên chở lớn hơn nhưng lại phù hợp với điều kiện sử dụng thông thường trên đường tốt. Ô tô du lịch nói chung có đặc điểm: - Tải trọng nhỏ, vận tốc trung bình lớn. - Kích thước bố trí hạn chế.

- Đề cao tính tiện nghi, thẩm mỹ. - Yêu cầu khắt khe về độ an toàn, tin cậy. - Giảm tối đa khối lượng công việc cho người sử dụng. Do đó, kết cấu các cụm hệ thống trên ô tô du lịch cũng có những nét đặc trưng riêng và luôn luôn được cải tiến để đáp ứng được các yêu cầu đặt ra.

Hệ thống phanh thường được sử dụng trên ô tô du lịch. Thông thường, trên xe du lịch thường sử dụng hệ thống phanh chính dẫn động thủy lực chia dòng, có trợ lực chân không, cơ cấu phanh guốc chốt tựa cùng phía lực đẩy bằng nhau bố trí ở cầu sau, cơ cấu phanh đĩa hoặc phanh guốc chốt tựa khác phía bố trí ở cầu trước. Trên một số xe hiện đại có thể sử dụng toàn bộ cơ cấu phanh đĩa. Phanh dừng của xe du lịch thường được dẫn động bằng cơ khí đến các cơ cấu phanh ở cầu sau.

Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe du lịch được bố trí chung như biểu diễn trên Hình 1.2: SVTH: Hà Đăng Khánh GVHD: GS.Trần Văn Nam Page 3 Hình 1-2. Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh trên xe du lịch 1. Cơ cấu phanh trước; 2. Bình chứa dầu; 3.

Xylanh chính; 4. Dòng phanh chính; 5. Dòng phanh phụ; 6. Bầu trợ lực chân không; 7.

Bàn đạp phanh; 8. Cần phanh dừng; 9 và 11. Cơ cấu phanh sau; 13. Cần dẫn động điều hoàn lực phanh; 14.

Bộ điều hòa lực phanh.1 là sơ đồ bố trí chung của một hệ thống phanh điển hình sử dụng cho xe du lịch, bao gồm hai hệ thống phanh: * Hệ thống phanh chính dẫn động thủy lực với các đặc điểm: - Xylanh chính chia thành hai tầng dẫn động hai dòng phanh riêng biệt, nếu một trong hai dòng đó bị hỏng thì phần còn lại vẫn hoạt động được. Việc phân dòng phanh cũng có nhiều phương án khác nhau: - - Hình 1-3. Sơ đồ phân dòng phanh thủy lực + Một dòng phanh dẫn động hai bánh xe cầu trước, dòng còn lại dẫn động hai bánh xe cầu sau (hình 1. SVTH: Hà Đăng Khánh GVHD: GS.Trần Văn Nam Page 4 + Dẫn động chéo, bánh trước bên trái cùng một dòng với bánh sau bên phải và ngược lại (hình 1.

+ Dẫn động hỗn hợp, một dòng cho tất cả các bánh xe và một dòng cho hai bánh trước (hình 1. + Mỗi dòng dẫn động hai bánh trước và một bánh sau (hình 1. + Hai dòng song song cho cả bốn bánh xe (hình 1. Nói chung, độ tin cậy của hệ thống dẫn động thủy lực là tương đối cao nên hai sơ đồ a và b thường được chọn sử dụng do có kết cấu đơn giản, tuy nhiên hiệu quả phanh sẽ giảm đi đáng kể nếu một trong hai dòng bị hỏng.

Các sơ đồ c, d, e có kết cấu phức tạp, chỉ sử dụng cho các xe có điều kiện hoạt động đặc biệt, yêu cầu độ tin cậy cao, hiệu quả phanh giảm đi ít nếu xảy ra hư hỏng (Hệ thống trong hình 1. - Bộ trợ lực chân không được lắp liền cụm với xylanh chính, lấy nguồn chân không từ cổ hút động cơ. - Bộ điều hòa lực phanh lấy tín hiệu điều khiển là khoảng cách giữa khung xe và cầu sau để thay đổi áp suất dầu tới các cơ cấu phanh sau. - Cơ cấu phanh trước kiểu đĩa, thường là giá đỡ di động, có thể có một hoặc nhiều xylanh công tác.

- Cơ cấu phanh sau kiểu tang trống chốt tựa cùng phía lực đẩy bằng nhau. Trên một số xe đã sử dụng cơ cấu phanh đĩa cho cả phía sau. * Hệ thống phanh dừng: Do khoảng cách ngắn, lực doãng cơ cấu phanh không lớn nên thường sử dụng dẫn động cơ khí tới hai cơ cấu phanh của cầu sau. Hiện nay có một số xe trang bị phanh dừng điều khiển điện.

Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh. Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp. Cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh chống bó cứng ABS 1.

Chức năng hệ thống phanh chống bó cứng ABS SVTH: Hà Đăng Khánh GVHD: GS.Trần Văn Nam Page 5 Các bộ điều chỉnh lực phanh bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn động phanh đến các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo: - Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng được triệt để trọng lượng bám và tránh quay xe khi phanh). - Hoặc hãm cứng các bánh xe trước trượt trước (để đảm bảo điều kiện ổn định). - Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất vì: Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc. Các bánh xe trượt lết trên đường sẽ làm mòn lốp và giảm hệ số bám.

Nghiên cứu đã cho thấy hệ số bám dọc có giá trị cao nhất khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ trong giới hạn hệ số trượt: Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180 [km/h] trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mòn vệt đi một lớp dày tới 6 [mm]. Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang và không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đọan đường cong hoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt là các đoạn đường có độ bám thấp. Do đó dễ gây ra tai nạn nguy hiểm khi phanh. SVTH: Hà Đăng Khánh GVHD: GS.Trần Văn Nam Page 6 Hình 1-4.

Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe [4] Vì thế, để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao. Ngoài ra còn giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở trong một giới hạn nhất định, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trình phanh không bị trượt lết hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ= (15-30)%. Đó chính là chức năng và nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe. Để cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phải điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường nằm trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu.

Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác nhau như: - Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh. - Theo giá trị độ trượt cho trước. - Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó. Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn chủ động của một ôtô hiện đại.

Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu. SVTH: Hà Đăng Khánh GVHD: GS.Trần Văn Nam Page 7 Hình 1-5. Quá trình phanh có và không có ABS trên đọc đường cong [4] 1- Qũy đạo; 2- Có ABS; 3- Không có ABS; 4- Xe bị hãm cứng 1. Nguyên lý làm việc Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh lực phanh có mạch liên hệ ngược.

Sơ đồ khối của ABS có dạng như trên (Hình 1-18) gồm: Bộ phận cảm biến (1) bộ phận điều khiển (2) bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực hiện (3) và nguồn năng lượng (4). Bộ phận cảm biến (1) có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá độ trượt) và truyền tín hiệu điện đến bộ phận điều khiển (2). Bộ phận (2) sẽ xử lý tín hiệu và truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện (3) để tiến hành giảm hoặc tăng áp suất trong dẫn động phanh. Chất lỏng được được truyền từ xy lanh chính (hay tổng van khí nén) (5) qua (3) đến các xy lanh bánh xe (hay bầu phanh) (6) để ép các phần tử và thực hiện quá trình SVTH: Hà Đăng Khánh GVHD: GS.Trần Văn Nam Page 8 phanh.

Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe [4] 1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng lượng;5- Xy lanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xy lanh bánh xe hoặc bầu phanh Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo sát quá trình phanh bánh xe như trên (Hình 1-7).