Chương 1. MỤC ĐÍCH,Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao. Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết luôn phải quan tâm.
Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60 ÷ 70 % do con người gây ra 10 ÷ 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật và 20 ÷ 30% là do đường sá quá xấu. Trong nguyên nhân do con người gây ra thì theo thống kê cho thấy 10% số vụ tai nạn xảy ra trong trường hợp cần dừng khẩn cấp, tài xế đạp phanh đột ngột làm xe bị rê bánh và trượt đi, dẫn đến mất lái. Hệ thống chống hãm cứng bánh xe Antilock Braking System (ABS) giúp khắc phục tình trạng này không phụ thuộc vào kỹ thuật phanh của người lái. ABS được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong khoảng 15 năm trở lại đây và hiện nay giữ vị trí quan trọng trong danh mục thiết bị tiêu chuẩn của xe hơi.
Nó là hệ thống an toàn chủ động của ôtô, góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm có thể xảy ra khi vận hành vì nó điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.Tìm hiểu hệ thống phanh ABScho phép người sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn và kiểm định làm việc một cách tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống này. Đó là lí do em chọn đề tài “TÍNH TOÁN THIẾT KẾ,KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE ANTI-LOCK BRAKING SYSTEM (ABS) trên xe Huyndai Tucson. Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh ABS, tính toán hệ thống phanh ABS, ngoài ra em còn tìm hiểu về các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục các hư hỏng. Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm sử dụng và bảo dưởng hệ thống phanh ABS một cách tốt nhất để đảm bảo an toàn cho người và tài sản.
1 Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 Tính toán thiết kế kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS dựa trên cơ sở xe HYUNDAI TUCSON 2013 1. Công dụng,phân loại và yêu cầu 1. Công dụng Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó, ngoài ra, hệ thống phanh còn giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt đường dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang. Với công dụng như vậy hệ thống phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng.
Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ đó mới có khả năng phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và khả năng vận chuyển của ô tô. Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau: - Làm việc bền vững, tin cậy. - Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa. - Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế. - Ðảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô và máy kéo khi phanh. - Không có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng. - Có khả năng thoát nhiệt tốt. - Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ. * Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng có tối thiểu 4 loại phanh là: - Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân.
- Phanh dự trữ: Dùng để phanh trong trường hợp phanh chính bị hỏng. - Phanh dừng: Dùng để giữ xe đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc và thường được điều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay. - Phanh chậm dần: Trên các ô tô - máy kéo tải trọng lớn như xe tải có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng toàn tải lớn hơn 5 tấn hoặc xe làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có phanh thứ tư là phanh chậm dần. Phanh chậm dần được dùng để phanh liên tục, giữ 2 Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 Tính toán thiết kế kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS dựa trên cơ sở xe HYUNDAI TUCSON 2013 cho tốc độ ô tô và máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của ô tô và máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh dừng trên có thể có bộ phận chung và kiêm nghiệm chức năng của nhau. Nhưng phải có ít nhất là hai bộ điều khiển và dẫn động độc lập. * Ðể có hiệu quả phanh cao thì phải yêu cầu: - Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn. - Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể dùng bộ phận trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn bộ lớn. * Ðể quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe, đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh. * Ðể đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô - máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau: - Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng. - Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau.
Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất. - Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì khi phanh: Các bánh xe trướt trượt trước thì xe sẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển. Các bánh xe sau trượt trước xe sẽ bị quay đầu, mất tính ổn định.
Ngoài ra các bánh xe bị trượt sẽ gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám. Ðể đảm bảo các yêu cầu này, trên các xe hiện đại, người ta dùng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System - ABS ). Phân loại sơ bộ : Hệ thống phanh gồm các cơ cấu để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động cơ cấu phanh. - Tùy theo tính chất điều khiển mà chia ra: Phanh chân và phanh tay.
- Tùy theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực mà chia ra: Phanh bánh xe và phanh truyền lực. - Theo bộ phận tiến hành phanh, cơ cấu phanh còn chia ra: + Phanh đĩa: theo số lượng đĩa còn chia ra loại 1 đĩa và loại nhiều đĩa. 3 Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 Tính toán thiết kế kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS dựa trên cơ sở xe HYUNDAI TUCSON 2013 + Phanh trống - guốc: theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Loại phanh cân bằng, phanh không cân bằng và phanh dải. - Theo đặc điểm hình thức dẫn động, truyền động phanh có: Phanh cơ khí; Phanh thủy lực (phanh dầu); Phanh khí nén (phanh hơi); Phanh điện từ hoặc Phanh liên hợp.
Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh chân ở một số ô tô trước đây. Nhược điểm của loại phanh này là đối với phanh chân, lực tác động lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điều khiển nặng, hiện nay ít sử dụng. Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử dụng khi ô tô dừng hẳn và hỗ trợ cho phanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết, nên hiện nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trên ô tô. Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến trên ô tô du lịch và xe ô tô tải trọng nhỏ.
Phanh truyền động khí nén thì dùng trên ô tô tải trọng lớn và xe hành khách. Ngoài ra còn dùng trên ô tô vận tải tải trọng trung bình động cơ diesel, các ô tô kéo đoàn xe. Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và đoàn ô tô có tải trọng lớn và rất lớn. 9 8 7 1 6 2 5 3 1 3 2 1 2 3 4 a) b) c) Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính a- Phanh trống - guốc: 1- Piston; 2- Má phanh; 3-Tang trống; b- Phanh đĩa: 1- Piston; 2- Má phanh; 4- Đĩa phanh; c- Phanh dải: 1,5- Chắn bảo vệ; 2,6- Dải phanh; 3,8- Ổ khớp quay; 7- Cần kéo; 9- Lò xo.
4 Downloaded by EBOOKBKMT VMTC (nguyenphihung1009@gmail.com) lOMoARcPSD|2935381 Tính toán thiết kế kiểm nghiệm hệ thống phanh ABS dựa trên cơ sở xe HYUNDAI TUCSON 2013 1.TỔNG QUAN CÁC CƠ CẤU PHANH TRÊN ÔTÔ. Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ôtô- máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài. Kết cấu của cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là: Các phần tử ma sát và cơ cấu ép.