CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH CỦA XE 1. Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1 Công dụng Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh xe ô tô - Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào đó hoặc dừng hẳn. - Giữ cho xe đỗ an toàn, không bị trôi trên đường, kể cả trên dốc. - Hệ thống phanh đảm bảo cho xe chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng cao năng suất vận chuyển cho ô tô.2 Yêu cầu - Hệ thống phanh là hệ thống quan trọng của ô tô vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao do vậy hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh. 1 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực để tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn. - Dẫn động phanh có độ nhạy cao. - Phân bố momem phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào.
- Không có hiện tượng tự siết phanh khi ô tô chuyển động tịnh tiến hoặc quay vòng. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt. - Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao, ổn định trong điều kiện sử dụng. - Có khả năng phanh ô tô khi dừng trong thời gian dài.
- Đảm bảo tránh trượt lết bánh xe trên đường. Vì khi trượt lết gây ra mòn lốp và làm mất khả năng dẫn hướng của xe. - Ngoài ra hệ thống phanh cần chiếm ít không gian, trọng lượng nhỏ, độ bền cao, và các yêu cầu chung của cấu trúc cơ khí. - Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng lẫn nhau.
Phanh tay cthể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố. - Đảm bảo ổn định của ô tô khi phanh (Được đánh giá bằng hành lang phanh S và góc lệch).3 Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động.1 theo công dụng Hệ thống phanh chính (phanh công tác) được sử dụng trên ô tô để làm giảm tốc độ của ô tô theo mong muốn của người lái, nó được trang bị trên tất cả các bánh xe ở cầu trước và sau của ô tô. Hệ thống phanh dừng (phanh tay) được sử dụng để giữ cho ô tô ở trạng thái đứng yên. Nó thường được vận hành bằng tay, do đó nó còn được gọi là phanh tay.
Chức năng chính của loại hệ thống phanh này là giữ cho ô tô ở trạng thái đứng yên khi dừng xe trên đường bằng hoặc đèo dốc. 2 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ Hình 1.2 Phanh tay Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ).3 Phanh chậm dần - Hệ thống phanh gồm: Vành răng cảm biến, trục bánh xe, giá đỡ. Là một phương pháp phanh xe mà không dùng phanh chân. Phương pháp này sử dụng sức cản quay của động cơ để giúp làm giảm tốc độ xe.
Khi phanh, nhả chân ga trong khi vẫn đang gài số, do nhiên liệu đã cung cấp ít nhất vào các xi lanh động cơ, cho nên các bánh xe sẽ đóng vai trò chủ động còn trục khuỷu động cơ quay bị động. Do đó trục khuỷu cản lại sự quay (do sức cản 3 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ của không khí bị nén trong xi lanh, ma sát giữa các chi tiết chuyển động…) nên các bánh xe chủ động quay chậm dần và làm giảm tốc độ xe.2 theo cơ cấu phanh Hệ thống phanh được chia thành hai loại sau: - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc. - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. a, Hệ thống phanh với cơ cấu tang trống.4 Phanh tang trống Cấu tạo và nguyên lý làm việc của phanh tang trống - Phanh tang trống là loại phanh được sử dụng để lắp đặt trong hệ thống phanh của các loại xe ô tô lớn, xe tải.
Về cấu tạo thì loại phanh này bao gồm trống phanh và má phanh. Trong đó má phanh nằm bên trong còn trống phanh thì nằm bên ngoài. Trống phanh là hộp rỗng bên ngoài, gắn với trục bánh xe và quay theo bánh xe. Còn má phanh lại nằm bên trong và tiếp xúc trực tiếp với bề mặt trống phanh để tạo ra sự ma sát.
- Phanh tang trống hoạt động dựa trên nguyên lý khi tài xế đạp phanh thì 2 má phanh sẽ được đẩy ra ngoài bằng lực đẩy của bình xi-lanh con. Khi đẩy ra má phanh sẽ tiếp xúc trực tiếp với trống phanh để tạo ra ma sát khiến xe đi chậm lại hoặc dừng hẳn. Phân loại phanh tang trống. 4 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ - Tùy thuộc vào cấu tạo, kết hợp giữa guốc dẫn và kéo mà sẽ có một số loại phanh tang trống khác nhau.
Đặc điểm, mục đích mà guốc dẫn và kéo tạo ra sẽ quyết định việc sử dụng phanh một cách chính xác. Có thể kể đến 4 loại phanh tang trống như: Phanh tang trống loại dẫn và kéo. - Phanh tang trống loại một trợ động. - Phanh tang trống loại hai guốc dẫn.
- Phanh tang trống loại hai trợ động.5 Phân loại phanh - So với phanh đĩa thì phanh tang trống có những ưu điểm nổi bật như: tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa, thay mới hơn. Với cấu tạo đơn giản phanh tang trống khá dễ sửa chữa cùng với đó là ít bị tác động, ảnh hưởng từ bên ngoài do có thiết kế nguyên khối, tuổi thọ phanh cao hơn. - Về nhược điểm thì phanh tang trống vẫn còn tồn tại khá nhiều nhược điểm đó là hiệu quả phanh không cao bằng phanh đĩa đồng thời trọng lượng khá lớn vì có thiết kế nguyên khối. Phanh chỉ phù hợp với các loại ô tô lớn như xe tải, xe bán tải, xe khác.
5 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ b, Hệ thống phanh có cơ cấu phanh đĩa.6 Phanh đĩa + Cấu tạo phanh đĩa - Phanh đĩa hiện nay được khá nhiều hãng lựa chọn để lắp đặt cho xe ô tô của mình bởi tính hiệu quả cao. Phanh được cấu tạo từ các thành phần chính đó là: đĩa phanh gắn vào trục bánh, má và cùm được ốp vào 2 bên đĩa phanh. - Phanh đĩa hoạt động dựa trên nguyên lý như sau: Khi tài xế đạp chân phanh thì má phanh sẽ được đẩy tiến lên dần phía đĩa phanh do sự hỗ trợ từ các pít-tông dầu. Khi đó sẽ sản sinh ra một lực ma sát do má và đĩa phanh tiếp xúc với nhau, lực ma sát đó làm cho bánh xe chậm dần hoặc dừng lại.
Nếu lực phanh nhẹ thì xe sẽ chậm dần, còn lực phanh mạnh thì xe sẽ dừng lại. phanh mạnh thì xe sẽ dừng lại.7 Trạng thái làm việc của phanh đĩa 6 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ 1. Bề mặt ma sát + Phân loại phanh đĩa. Phân loại theo càng phanh: - Càng phanh cố định (có 1 cặp piston nằm ở mỗi má phanh) -Càng phanh di động (có 1 piston gắn vào 1 bên má phanh) Hình 1.8 Càng phanh cố định và càng phanh di động +Phân loại theo rôto phanh: -Loại đĩa đặc (làm từ 1 rôto đơn) -Loại đĩa thông gió (có lỗ rỗng bên trong giúp tản nhiệt nhanh) -Loại có tang trống (phanh tang trống gắn liền dùng cho phanh đỗ) Hình 1.9 Phân loại phanh đĩa 7 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ -Ở phanh đĩa phần lớn bề mặt ma sát đĩa lộ ra ngoài, tiếp xúc trực tiếp với không khí nên được làm mát tốt hơn so với bề mặt ma sát của phanh tang trống.
-Khi đĩa phanh quay, các tạp chất, bụi bẩn được văng ra khỏi đĩa nhờ lực ly tâm, trong khi ở phanh trống các bụi bẩn này có khuynh hướng bị tích tụ bên trong tang trống. -Tác động kẹp của má phanh không làm cho đĩa phanh hay rotor biến dạng cong vênh. Ngược lại, ở phanh trống, tác động mở của guốc phanh làm cho tang trống bị biến dạng theo hình elip hay ovan. Sự biến dạng này làm hạ thấp bàn đạp phanh và tạo ra hiệu ứng bóp ở hai đầu guốc phanh.
-Phanh đĩa có kết cấu gọn, khối lượng các chi tiết nhỏ dễ tháo lắp, nên thuận tiện cho công việc sửa chữa bảo dưỡng. -Do không có trợ động nên luôn tạo ra lực phanh bằng nhau ở hai phanh trên cùng một trục. -Sẽ khó khăn hơn khi thiết kế phanh đỗ (phanh tay) là một phanh đĩa. Đã có nhưng phanh tay dùng loại phanh đĩa nhưng chúng thường đắt tiền, phức tạp, yếu và lại có khuynh hướng dễ bị kẹt dính.
các dạng dẫn động phanh Hệ thống phanh được chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động cơ khí. - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực. - Hệ thống phanh dẫn động khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực.
- Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá. Dẫn động phanh cơ khí Hình 1.10 Dẫn động phanh cơ khí 8 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ -Dẫn động cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó. khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng.
-Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài. -Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lực không cao, thời gian phanh lớn. Hệ thống phanh dẫn động thủy lực. - Đây là loại dẫn động phanh được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất hiện nay trên các dòng xe du lịch của các nhà sản xuất như TOYOTA, HONDA, KIA, MAZDA, HYUNDAI… Nó hoạt động dựa theo định luật Pascal, kết cấu của nó được giải thích như hình dưới đây: Hình 1.11 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực 9 Luận văn tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Văn Sỹ - Hệ thống phanh dẫn động thủy lực thường đi kèm với một bộ trợ lực phanh chân không (bầu trợ lực phanh) để làm giảm sự mệt mỏi cho người lái đồng thời đảm bảo hiệu quả phanh luôn ổn định.