Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp ô tô giữ vai trò thiết yếu trong hệ thống giao thông vận tải và đóng góp trực tiếp vào sự tăng trưởng kinh tế. Cùng với sự phát triển của công nghệ vật liệu mới, điều khiển tự động và điện tử, mật độ phương tiện ô tô cá nhân và ô tô du lịch tham gia giao thông tại Việt Nam ngày càng gia tăng. Kéo theo đó, số lượng các vụ tai nạn giao thông đường bộ có xu hướng tăng cao, trong đó nguyên nhân bắt nguồn từ trục trặc kỹ thuật và mất an toàn ở hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn.

Hệ thống phanh là cơ cấu an toàn chủ động quan trọng nhất trên ô tô, có chức năng giảm tốc độ, dừng hẳn xe hoặc giữ cố định xe khi đỗ. Để nâng cao hiệu quả phanh và giảm thiểu lực tác động của người lái, hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không được ứng dụng phổ biến trên hầu hết các dòng xe du lịch và xe tải nhỏ. Xuất phát từ nhu cầu học tập, khảo sát và chế tạo mô hình học cụ chuyên ngành, đề tài "Nghiên cứu và thiết kế mô hình hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không" đã được nhóm sinh viên Viện Kỹ thuật HUTECH – Trường Đại học Công nghệ TP.HCM thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Giao.

Đề tài xác định hệ thống các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh trên ô tô nói chung và hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không trên xe Ford Everest nói riêng.
  2. Nắm vững thành phần, phân loại và nguyên lý hoạt động của từng chi tiết trong hệ thống phanh thủy lực.
  3. Phân tích, so sánh ưu nhược điểm của các dạng kết cấu hệ thống phanh.
  4. Xây dựng quy trình chẩn đoán, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh.
  5. Nắm bắt phương pháp tra cứu tài liệu kỹ thuật, tìm kiếm linh kiện phụ tùng và gia công khung mô hình.
  6. Lên ý tưởng thiết kế và bố trí lắp đặt hoàn chỉnh mô hình hệ thống phanh thủy lực.
  7. Vận dụng lý thuyết tính toán để gia công, hoàn thiện mô hình thực tế phục vụ học tập.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Khảo sát tổng quan hệ thống phanh trên các dòng ô tô hiện đại.
  2. Đi sâu phân tích hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không trang bị trên xe Ford Everest.
  3. Thu thập, tổng hợp các nguồn tài liệu kỹ thuật chính thống và tài liệu hướng dẫn sửa chữa của nhà sản xuất.
  4. Đọc hiểu và hệ thống hóa kiến thức phục vụ tính toán kiểm nghiệm.
  5. Tìm mua các cụm chi tiết, linh kiện cơ khí và thủy lực cấu thành hệ thống.
  6. Thiết kế, gia công kết cấu khung đỡ và tiến hành lắp đặt hệ thống phanh.
  7. Vận hành thử nghiệm mô hình và xây dựng các bài tập thực hành ứng dụng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương pháp tính toán kiểm nghiệm động lực học và quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không; mô hình thực hành hệ thống phanh.
  • Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát và thu thập thông số kỹ thuật dựa trên dòng xe du lịch Ford Everest; thực nghiệm gia công và chế tạo mô hình tại xưởng thực hành Viện Kỹ thuật HUTECH.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết động lực học phanh ô tô, lý thuyết truyền động thủy lực và nguyên lý tạo áp suất chân không từ đường nạp động cơ để khuếch đại lực phanh. Nhóm tác giả đã tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến tối ưu hóa hiệu quả phanh:

  • Nghiên cứu quốc tế: Công trình "Wheel slip control with moving sliding surface for traction control system" của tác giả K. SunWoo (Đại học Hanyang, Hàn Quốc, 2004). Công trình phân tích quá trình điều khiển trượt bánh xe, xây dựng mô hình mô phỏng trên phần mềm Matlab - Simulink và thực nghiệm trên xe điện nhỏ (electric kart), tính toán đến yếu tố thời gian tăng tốc và thời gian phản ứng của hệ thống.
  • Nghiên cứu trong nước:
    • Luận án của nghiên cứu sinh Dương Tuấn Tùng về "Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thu hồi năng lượng của hệ thống phanh tái sinh trên ô tô", ứng dụng thuật toán điều khiển phân phối lực phanh PSO, cải thiện từ 10,49% đến 24,44% suất tiêu hao nhiên liệu tùy theo chu trình thử nghiệm.
    • Đề tài của nhóm tác giả Vũ Đức Nguyên, Nguyễn Mạnh Hiếu, Trần Văn Chinh, Phạm Văn Bảo, Bùi Khánh Loan, Nguyễn Anh Ngọc (Khoa Công nghệ Ô tô, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội) sử dụng thiết bị đo động lực học Kistler đánh giá hệ thống phanh trên xe Vios.
    • Đề tài của Ngô Duy Song về so sánh và lựa chọn hệ thống phanh tối ưu đảm bảo an toàn giao thông trên địa bàn TP.HCM dựa trên cơ học lăn của bánh xe và đặc tính trượt bám.

Phương pháp nghiên cứu:

  • Phương pháp thống kê, tổng hợp tài liệu: Thu thập tài liệu kỹ thuật từ nhà sản xuất, giáo trình chuyên ngành và các bài báo khoa học.
  • Phương pháp tính toán giải tích: Ứng dụng các công thức động lực học để xác định mô-men phanh yêu cầu, mô-men ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh đĩa và phanh guốc, công ma sát riêng, áp suất trên bề mặt ma sát và mức gia nhiệt của trống phanh.
  • Phương pháp thiết kế và chế tạo thực nghiệm: Thiết kế khung giá đỡ, lựa chọn linh kiện thực tế của hệ thống phanh ô tô và lắp ráp hoàn thiện mô hình hoạt động độc lập.

Thiết kế và kiểm nghiệm kỹ thuật

Đồ án tập trung lựa chọn phương án thiết kế và phân tích nguyên lý làm việc của các cụm kết cấu chính:

1. Phương án kết cấu cơ cấu và dẫn động phanh

  • Cơ cấu phanh trước: Sử dụng cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động (floating caliper). Giá đỡ bắt cố định trên dầm cầu, bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Dầu thủy lực từ xi lanh chính đẩy pít-tông mang má phanh ép chặt vào hai bề mặt đĩa phanh. Khi thôi phanh, lò xo hồi vị đưa pít-tông về vị trí ban đầu, giải phóng đĩa phanh.
  • Cơ cấu phanh sau: Sử dụng phanh guốc (tang trống) loại có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, lực dẫn động bằng nhau. Do mô-men ma sát ở guốc phanh trước có xu hướng tự cường hóa cho lực dẫn động nên má phanh trước mòn nhanh hơn má phanh sau. Nhằm cân bằng độ hao mòn khi sử dụng, tấm ma sát của guốc trước được thiết kế dài hơn tấm ma sát của guốc sau.
  • Dẫn động phanh: Dẫn động thủy lực hai dòng độc lập kết hợp bộ trợ lực chân không lắp đồng trục với xi lanh phanh chính. Kết cấu hai dòng đảm bảo khi một nhánh đường ống bị rò rỉ, nhánh còn lại vẫn duy trì áp suất phanh để dừng xe an toàn.

2. Các trạng thái hoạt động của bộ trợ lực chân không

Bộ trợ lực chân không sử dụng màng ngăn chia thành buồng áp suất không đổi (nối với đường ống nạp qua van một chiều) và buồng áp suất thay đổi:

  • Trạng thái không phanh: Van chân không mở, van không khí đóng. Cả hai buồng đều thông với độ chân không của đường nạp, lò xo màng đẩy pít-tông trợ lực về bên phải.
  • Trạng thái đạp phanh: Cần điều khiển van dịch chuyển sang trái, van chân không đóng lại ngăn cách hai buồng, đồng thời van không khí mở ra cho không khí khí quyển đi qua lưới lọc vào buồng áp suất thay đổi. Độ chênh lệch áp suất đẩy pít-tông trợ lực sang trái, tạo lực ép lớn lên cần đẩy xi lanh chính.
  • Trạng thái giữ phanh: Khi bàn đạp dừng ở vị trí lơ lửng, pít-tông dịch chuyển làm van không khí đóng lại trong khi van chân không vẫn đóng. Độ chênh áp giữa hai buồng được duy trì ổn định, giữ nguyên lực phanh hiện tại.
  • Trạng thái trợ lực cực đại: Bàn đạp phanh nhấn hết hành trình, van không khí mở tối đa, áp suất buồng biến đổi đạt mức áp suất khí quyển hoàn toàn, độ chênh áp đạt giá trị lớn nhất.
  • Trạng thái mất chân không: Khi động cơ tắt hoặc đường chân không gặp sự cố, cả hai buồng đều nạp đầy không khí. Người lái đạp phanh thuần cơ học thông qua cần đẩy tác động trực tiếp lên pít-tông xi lanh chính; phanh vẫn có tác dụng nhưng bàn đạp bị nặng.

3. Quy trình kỹ thuật tháo lắp và dụng cụ chuyên dùng (SST)

Khóa luận thiết lập quy trình chuẩn bị tháo lắp các cụm phanh với việc ứng dụng các dụng cụ chuyên dùng SST (Special Service Tools):

  • Cơ cấu phanh đĩa phía trước: Tháo bánh xe $\rightarrow$ Xả dầu phanh $\rightarrow$ Ngắt bu-lông nối ống mềm $\rightarrow$ Tháo cụm xi lanh phanh đĩa $\rightarrow$ Tháo 2 má phanh $\rightarrow$ Tháo đệm chống ồn số 1, số 2 và tấm báo mòn $\rightarrow$ Tháo 4 tấm đỡ má phanh $\rightarrow$ Tháo chốt trượt (trên/dưới) $\rightarrow$ Dùng tô-vít bọc băng dính tháo bạc trượt $\rightarrow$ Tháo cao su chắn bụi $\rightarrow$ Tháo 2 bu-lông giữ giá bắt xi lanh $\rightarrow$ Đánh dấu ghi nhớ lên đĩa/moay-ơ và tháo đĩa phanh.
  • Cơ cấu phanh guốc phía sau: Tháo bánh xe $\rightarrow$ Xả dầu phanh $\rightarrow$ Tháo trống phanh (nếu bị kẹt thì tháo nút lỗ ở mâm phanh, cắm tô-vít tách cần điều chỉnh tự động và vặn bu-lông thu ngắn guốc phanh) $\rightarrow$ Dùng SST: 09921-00010 tách lò xo hồi guốc phanh trước $\rightarrow$ Dùng SST: 09718-00011 tháo nắp lò xo giữ guốc phanh, lò xo, chốt và guốc phanh trước $\rightarrow$ Tháo lò xo căng và thanh giằng phanh đỗ $\rightarrow$ Dùng SST: 09718-00011 tháo cụm guốc phanh sau $\rightarrow$ Dùng kìm mỏ nhọn tách cáp phanh đỗ $\rightarrow$ Tháo lò xo và cần tự điều chỉnh $\rightarrow$ Tháo đệm chữ C và cần phanh tay $\rightarrow$ Tháo đường ống dầu và bu-lông giữ xi lanh bánh xe $\rightarrow$ Tháo cao su chắn bụi, pít-tông và cúppen xi lanh bánh sau. Quy trình lắp đặt thực hiện theo thứ tự ngược lại.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu đề tài

Chương 1 phân tích bối cảnh phát triển của phương tiện vận tải, tình hình gia tăng tai nạn giao thông liên quan đến trục trặc kỹ thuật của hệ thống phanh. Chương này xác định rõ 7 mục tiêu, 7 nhiệm vụ nghiên cứu, phương pháp tiếp cận và tổng quan 4 công trình khoa học trong và ngoài nước liên quan đến công nghệ phanh, phanh tái sinh và đo kiểm động lực học.

Chương 2: Tổng quan về hệ thống phanh

Chương 2 trình bày chức năng, các tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật và phân loại hệ thống phanh ô tô theo công dụng (phanh chính, phanh dừng, phanh chậm dần), theo kết cấu (phanh guốc, phanh đĩa), theo dẫn động (cơ khí, thủy lực, khí nén, kết hợp khí nén - thủy lực, dẫn động có cường hóa), theo khả năng điều chỉnh mô-men phanh và khả năng chống bó cứng bánh xe (ABS). Ngoài ra, chương này tổng kết sự phát triển của các hệ thống an toàn hiện đại như phân phối lực phanh điện tử (EBD), hỗ trợ phanh khẩn cấp (BAS), cân bằng điện tử (ESP) và kiểm soát lực kéo (ETS).

Chương 3: Hệ thống phanh dẫn động thủy lực

Chương 3 tập trung phân tích kết cấu và nguyên lý làm việc của mạch dẫn động thủy lực 2 dòng, cấu tạo xi lanh chính dạng kép (tổng phanh) đúc bằng gang với pít-tông nhôm và cúppen cao su chịu dầu. Chương trình bày chi tiết nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không qua 5 trạng thái vận hành, đồng thời xây dựng bảng tổng hợp chẩn đoán các dạng hư hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục, kèm theo quy trình tháo lắp chi tiết cơ cấu phanh trước - sau.

Hiện tượng hư hỏng Nguyên nhân chính Biện pháp khắc phục
Phanh không ăn Guốc phanh, má phanh mòn; rò rỉ dầu phanh; hỏng tổng phanh; lọt khí trong hệ thống thủy lực; hỏng cơ cấu tự điều chỉnh khe hở. Thay má phanh/guốc phanh mới; sửa chữa vị trí rò rỉ; xả bọt khí trong hệ thống; sửa chữa hoặc thay thế tổng phanh và xi lanh con.
Bó phanh Phanh tay tự điều chỉnh sai; dây cáp phanh kẹt; đầu cần trợ lực chân không sai lệch; lò xo hồi vị gãy/hỏng; pít-tông xi lanh phanh bị kẹt. Điều chỉnh lại phanh tay; căn chỉnh lại đầu cần trợ lực chân không; thay lò xo hồi vị; thay thế pít-tông hoặc xi lanh phanh bị kẹt.
Phanh hai bên ăn không đều Lốp non hơi; má phanh dính dầu mỡ; tang trống hoặc đĩa phanh bị méo; xi lanh phanh bánh xe bị hỏng kẹt. Bơm lốp đúng áp suất quy định; vệ sinh hoặc thay má phanh dính dầu; gia công láng hoặc thay thế đĩa/tang trống; sửa xi lanh bánh xe.
Đạp phanh nặng nhưng hiệu quả kém Dính dầu mỡ vào bề mặt ma sát; má phanh mòn trơ lỳ; hỏng bộ trợ lực chân không; kẹt quả nén phanh. Vệ sinh hoặc thay thế má phanh; thay thế bộ trợ lực chân không; sửa chữa, thay thế xi lanh phanh.
Có tiếng ồn, ken két hoặc rung giật khi phanh Má phanh mòn chạm chỉ thị mòn; đệm chống rít bị mất; bu-lông giá bắt xi lanh bị lỏng; mâm phanh cong vênh; lọt sỏi đá vào cụm phanh. Thay má phanh mới; lắp bổ sung đệm chống rít; siết lại bu-lông theo đúng mô-men tiêu chuẩn; nắn chỉnh mâm phanh; loại bỏ dị vật.

Chương 4: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không

Chương 4 thực hiện tính toán kiểm nghiệm động lực học hệ thống phanh trên mẫu xe Ford Everest với các thông số kỹ thuật đầu vào:

  • Trọng lượng toàn bộ của xe: $G_a = 26,07\text{ kN} = 26070\text{ N}$.
  • Phân bố tải trọng: Cầu trước $G_1 = 10\text{ kN} = 10000\text{ N}$; Cầu sau $G_2 = 16,07\text{ kN} = 16070\text{ N}$.
  • Chiều dài cơ sở: $L_0 = 2860\text{ mm}$.
  • Ký hiệu lốp: $245/70R16 \rightarrow$ Bán kính thiết kế bánh xe $r_0 = 374,47\text{ mm}$.
  • Hệ số biến dạng lốp áp suất thấp: $\lambda = 0,930 \rightarrow$ Bán kính làm việc $r_{bx} = \lambda \cdot r_0$.
  • Cơ cấu phanh tang trống sau: Bán kính tang phanh $R = 0,11\text{ m}$; Góc ôm má phanh $\beta = 150^\circ$; Chiều rộng má phanh $b = 0,04\text{ m}$.
  • Cơ cấu phanh đĩa trước: Đường kính ngoài $D_2 = 0,27\text{ m}$ (Bán kính $R_2 = 0,135\text{ m}$); Đường kính trong $D_1 = 0,15\text{ m}$ (Bán kính $R_1 = 0,075\text{ m}$); Góc ôm má phanh $\alpha = 30^\circ$.
  • Hệ số ma sát giữa má phanh và đĩa/tang phanh: $\mu = 0,4$.

Nội dung tính toán xác lập phương trình mô-men phanh yêu cầu ở cầu trước ($M_{p1}$) và cầu sau ($M_{p2}$), đồng thời thiết lập công thức xác định mô-men phanh mà cơ cấu phanh đĩa có thể sinh ra: $$M_{ms} = \mu \cdot P \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{R_2^3 - R_1^3}{R_2^2 - R_1^2}$$

Chương 5: Xây dựng mô hình thực tế của hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không

Chương 5 trình bày quá trình chế tạo mô hình thực tế bao gồm thiết kế khung giá đỡ cơ khí bằng thép, bố trí không gian bàn đạp phanh, bầu trợ lực chân không, tổng phanh hai dòng, hệ thống đường ống kim loại - cao su, cụm phanh đĩa trước và phanh tang trống sau nhằm phục vụ công tác giảng dạy trực quan.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển đề tài

Tổng kết toàn bộ các kết quả đạt được về mặt tính toán lý thuyết và chế tạo mô hình học cụ, đồng thời định hướng phát triển nghiên cứu nâng cao cho hệ thống phanh.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã giải quyết bài toán tính toán kiểm nghiệm mô-men phanh yêu cầu sinh ra trên các cầu xe Ford Everest ứng với dải hệ số bám giữa lốp và mặt đường thay đổi từ $\varphi = 0,1$ đến $\varphi = 0,8$:

Hệ số bám ($\varphi$) Mô-men phanh cầu trước $M_{p1}$ (N.m) Mô-men phanh cầu sau $M_{p2}$ (N.m)
0,1 192,5 261,1
0,2 419,5 487,7
0,3 681,0 679,8
0,4 977,0 837,4
0,5 1307,5 960,6
0,6 1672,5 1049,2
0,7 2072,0 1103,3
0,8 2506,0 1122,9

Phân tích phát hiện từ số liệu tính toán:

  • Hệ số bám của bánh xe với mặt đường tỷ lệ thuận với mô-men phanh sinh ra ở các cầu.
  • Khi hệ số bám nhỏ ($\varphi \le 0,2$), mô-men phanh yêu cầu ở cầu sau lớn hơn cầu trước do phân bố tĩnh trọng lượng xe dồn về cầu sau nhiều hơn ($G_2 = 16070\text{ N} > G_1 = 10000\text{ N}$).
  • Khi hệ số bám tăng cao ($\varphi \ge 0,3$), hiện tượng phân phối lại tải trọng khi phanh làm tải trọng động dồn mạnh về cầu trước, khiến mô-men phanh yêu cầu ở cầu trước tăng vọt (đạt $2506,0\text{ N.m}$ tại $\varphi = 0,8$, trong khi cầu sau chỉ đạt $1122,9\text{ N.m}$).
  • Kết quả tính toán chứng minh: Nếu không có bộ điều hòa lực phanh, các bánh xe sau sẽ bị hãm cứng và trượt lết trước khi phanh ở cường độ cao, làm giảm hiệu quả phanh, gây mất ổn định hướng và mất khả năng điều khiển lái. Do đó, việc trang bị bộ điều hòa lực phanh là bắt buộc để đảm bảo an toàn.

Đóng góp thực tiễn:

  • Xây dựng tài liệu hướng dẫn tháo lắp chi tiết, bảng tra cứu chẩn đoán hư hỏng có tính ứng dụng cao cho xưởng thực hành ô tô.
  • Chế tạo thành công mô hình học cụ hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không hoàn chỉnh, giúp sinh viên quan sát trực quan dòng dầu thủy lực, hoạt động của bầu trợ lực và thao tác thuần thục các quy trình bảo dưỡng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đồ án tập trung vào hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không cơ bản, chưa tích hợp các cụm điều khiển điện tử phức tạp như bộ chấp hành thủy lực ABS, cảm biến tốc độ bánh xe hay các hệ thống EBD/ESP trên mô hình thực nghiệm. Quá trình kiểm nghiệm mô hình chủ yếu dừng lại ở điều kiện phòng thí nghiệm, chưa tiến hành đo kiểm động lực học bằng thiết bị chuyên dụng trên đường thực tế.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu và tích hợp cụm điều khiển chống bó cứng bánh xe ABS trên mô hình học cụ; phát triển các bài toán điều khiển tự động phân phối lực phanh điện tử hoặc nghiên cứu cơ cấu thu hồi năng lượng phanh tái sinh phù hợp với xu hướng phát triển phương tiện giao thông mới.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ khí Động lực và kỹ thuật viên sửa chữa ô tô:

  • Đối với học tập và nghiên cứu: Cung cấp phương pháp luận và các bước tính toán động lực học cơ cấu phanh đĩa, phanh guốc, phân tích đường đặc tính phanh theo hệ số bám mặt đường.
  • Đối với thực hành và đào tạo nghề: Cung cấp cẩm nang chẩn đoán hư hỏng chi tiết và quy trình chuẩn tháo lắp cơ cấu phanh trước - sau với các mã dụng cụ chuyên dùng SST chính xác (SST 09921-00010, SST 09718-00011).

Câu hỏi thường gặp

1. Các dụng cụ chuyên dùng (SST) nào được chỉ định trong quy trình tháo cơ cấu phanh guốc phía sau?
Trong quy trình tháo phanh guốc sau, tác giả sử dụng hai dụng cụ chuyên dùng gồm: SST 09921-00010 dùng để tách lò xo hồi guốc phanh ra khỏi guốc phanh trước; SST 09718-00011 dùng để tháo/lắp nắp lò xo giữ guốc phanh, lò xo, chốt cho cả guốc phanh trước và guốc phanh sau.

2. Các thông số tải trọng và kích thước cơ bản của xe Ford Everest dùng trong tính toán là bao nhiêu?
Các thông số bao gồm: Trọng lượng toàn bộ xe $G_a = 26070\text{ N}$; tải trọng cầu trước $G_1 = 10000\text{ N}$; tải trọng cầu sau $G_2 = 16070\text{ N}$; chiều dài cơ sở $L_0 = 2860\text{ mm}$; kích thước lốp $245/70R16$ với bán kính thiết kế $r_0 = 374,47\text{ mm}$ và hệ số biến dạng $\lambda = 0,930$.

3. Kích thước hình học cơ bản của cơ cấu phanh trước và phanh sau được chọn là bao nhiêu?
Cơ cấu phanh trước (phanh đĩa) có đường kính ngoài $D_2 = 0,27\text{ m}$, đường kính trong $D_1 = 0,15\text{ m}$, góc ôm $\alpha = 30^\circ$. Cơ cấu phanh sau (tang trống) có bán kính tang phanh $R = 0,11\text{ m}$, chiều rộng má phanh $b = 0,04\text{ m}$, góc ôm má phanh $\beta = 150^\circ$. Hệ số ma sát $\mu = 0,4$.

4. Khi xe bị mất độ chân không ở bộ trợ lực, hệ thống phanh hoạt động như thế nào?
Khi không có chân không, cả hai buồng của bộ trợ lực đều chứa đầy không khí ở áp suất khí quyển (độ chênh áp bằng 0). Khi người lái tác động lên bàn đạp, cần điều khiển van đẩy trực tiếp van không khí, đĩa phản hồi và cần đẩy để truyền lực cơ học sang pít-tông xi lanh chính. Quá trình phanh vẫn diễn ra bình thường nhưng lực phanh không được khuếch đại, làm cho bàn đạp phanh có cảm giác rất nặng.

5. Tại sao má phanh trước ở cơ cấu phanh guốc sau lại được thiết kế dài hơn má phanh sau?
Ở cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, mô-men ma sát ở guốc trước có xu hướng tự cường hóa làm tăng lực dẫn động, trong khi guốc sau có xu hướng chống lại lực dẫn động. Do đó, cường độ hao mòn của tấm ma sát trước lớn hơn nhiều so với tấm sau. Việc chế tạo tấm ma sát trước dài hơn tấm sau giúp cân bằng tốc độ hao mòn giữa hai guốc, cho phép thay thế đồng thời cả hai tấm ma sát khi bảo dưỡng định kỳ.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết, phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không trên xe du lịch Ford Everest. Công trình hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán kiểm nghiệm động lực học, làm rõ quy luật phân bố mô-men phanh giữa các cầu theo hệ số bám mặt đường và chứng minh sự cần thiết của bộ điều hòa lực phanh. Kết quả nghiên cứu được hiện thực hóa thông qua mô hình học cụ thực tế kết hợp quy trình chẩn đoán - tháo lắp chi tiết, mang lại giá trị đào tạo và ứng dụng kỹ thuật thiết thực tại Viện Kỹ thuật HUTECH.