VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG
THUYẾT MINH
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU Ô TÔ
Tìm hiểu hệ thống phanh của ô tô comtranco 50
Cán bộ hướng dẫn : Lê Văn Nghĩa
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Công Thạnh
MSSV : 20120877
Lớp : Cơ khí động lực 2
Khóa : K57
1
Hà nội-2014
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây nghành công nghiệp chế tạo ô tô đang trên đà phát
triển mạnh mẽ, đặt biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật công nghệ vào
trong nghành đã đưa nghành công nghiệp chế tạo ô tô hoà nhập cùng với tốc độ
phát triển của sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Do điều kiện đường xá cũng như địa hình phức tạp của nước ta nên xe
COMTRANCO 50 là loại xe lữ hành do Việt Nam chế tạo trên cơ sở sát xi ôtô tải
DHZ1113 KTD25 của Trung Quốc được đưa vào nước ta. Vì vậy việc tìm hiểu về
tính năng kỹ thuật của xe đặt biệt là hệ thống phanh là hết sức cần thiết đối với một
sinh viên thuộc chuyên ngành động lực. Do đó em đã chọn đề tài “Khảo sát hệ
thống phanh trên xe COMTRANCO 50 ”.
Do kiến thức còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn
ít và điều kiện thời gian không cho phép nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh
khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo hướng dẫn Lê Văn Nghĩa, các thầy
cô giáo trong bộ môn Động lực cùng tất cả các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành
bài tập lớn này.
- Giá mua chỉ bằng 1/3 của các công nghiệp phát triển.
- Có tính năng kỹ thuật, các thông số kích thước và chất lượng phù hợp với việc
đóng mới ôtô khách.
- Là một nước gần với nước ta nên điều kiện khí hậu tương đối phù hợp do đó tránh
được tình trạng nóng máy hay làm biến đổi các tính chất lý tính của tổng thành.
- Nhập khẩu thuận lợi, vận chuyển theo tuyến đường sắt nên giá vận chuyển thấp.
Nội dung công việc đống mới từ sát xi DHZ113 KTD25 sang xe khách
COMTRANCO 50 chủ yếu là : cải tạo hệ thống treo. Các hệ thống khác như: hệ
thống truyền lực, hệ thống lái, hệ thống phanh vẫn được giữ nguyên.
Với nội dung như vậy, thực tế và lý thuyết cho thấy xe khách đong mới tồn tại một
vấn đề không hợp lý đối với hệ thống phanh là tải trọng phân bố lên cầu trước và
cầu sau thay đổi.Muốn đảm bảo an toàn cho người và tài sản cho nên việc “khảo sát
hệ thống trên ôtô khách COMTRANCO 50” là việc không thể thiếu được.
4
2.GIỚI THIỆU TỔNG THỂ CỦA XE Ô TÔ KHÁCH COMTRANCO 50
Tuyến hình ôtô khách COMTRANCO 50 được thiết kế theo mẫu của ôtô khách do
nước ngoài chế tạo, nhưng có những nét đặc thù riêng phù hợp với điều kiện khai
thác của Việt Nam. Khi thiết kế có tham khảo tiêu chuẩn xe khách liên tỉnh của Bộ
Giao Thông Vận Tải ban hành.
Ô tô khách COMTRANCO 50 có :
- Kích thước bao : 10100 x 2500 x 3300 (mm).
- Chiều dài cơ sở : 5000 (mm).
- Góc thoát trước/sau : 14/13.
- Bước ghế trung bình : 700 (mm).
- Kích thước ghế 01 chỗ ngồi (dài x rộng x cao) : 400 x 400 x 1160 (mm).
- Kích thước ghế 02 chỗ ngồi (dài x rộng x cao) : 800 x 400 x 1160 (mm).
- Kích thước ghế 03 chỗ ngồi (dài x rộng x cao) : 1200 x 400 x 1160 (mm).
- Tổng số chỗ ngồi : 50 chỗ ngồi được trang bị ghế có tựa cố định, bao gồm :
+ 01 ghế 01 chỗ ngồi (ghế người lái).
- Trục sau 1847 Kg
6 Trọng lượng toàn bộ
- Trục trước 12500 Kg
- Trục sau 4300 Kg
7 Động cơ
- Công suất lớn nhất 132/2600 KW/v/ph
- Mômen xoắn lớn nhất 560/1600/1900 Nm/v/ph
YC6108ZQ
8 Tỷ số truyền hộp số
- Số I 6.515
- Số II 3.917
- Số III 2.346
- Số IV 1.429
- Số V 1.000
- Số VI 0.814
9 Tỷ số truyền lực chính 5.286
10 Bán kính quay vòng nhỏ nhất theo vệt bánh trước phía ngoài m 9.50
11 Vận tốc lớn nhất 95 Km/h
12 Cỡ lốp Inch 10.00-20-16PR
3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH.
3.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI.
3.1.1. Công dụng.
Hệ thống phanh dùng để :
7
• Giảm tốc độ của ôtô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó .
• Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ôtô máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
• Với các máy kéo xích,hệ thống phanh còn phối hợp với các bộ phận chuyển
• Phanh chậm dần : Trên các ôtô máy kéo tải trọng lớn (như : xe tải trọng
lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn ; xe khách lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng
đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại
phanh thứ tư là phanh chậm dần làm mục đích cho phép:
+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ôtô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi
xuống dốc dài.
Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính là : Gia tốc
chậm dần và quãng đường phanh. Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác như :
Lực phanh hay thời gian phanh .
Để 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 quan hệ 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 xiết khi phanh.
3.1.3. Phân loại.
• Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại : Phanh bánh xe và
phanh truyền lực.
9
• Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra : Phanh
guốc, phanh đĩa và phanh dải.
• Theo loại dẫn động phanh chia ra : Phanh cơ khí, phanh thuỷ lực, phanh khí
nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).
3.2. CẤU TẠO CHUNG HỆ THỐNG PHANH CHÍNH.
Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần chính sau :
- Cơ cấu phanh : Là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản. 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.
- Dẫn động phanh : Để điều khiển cơ cấu phanh.
3.2.1. Cơ cấu phanh.
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát,
kết cấu của cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là : Các phần tử ma sát và
động cam thấp (c = 0,6 0,8). Để tăng hiệu suất, ở các đầu tỳ của guốc người ta lắp
con lăn bằng thép 45 tôi cao tầng để giảm ma sát và mài mòn. Cam được chế tạo
bằng thép 45 liền một khối với trục quay và sau khi gia công cơ được tôi cao tầng.
Prôfin cam được là theo dạng thân khai hay xoắn ốc ácximét để tăng lực tác dụng
từ phía cam lên guốc không phụ thuộc góc đặt cam, mặc dù góc này bị thay đổi
trong quá trình mài mòn má phanh.
Cơ cấu ép dạng chêm có kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn dạng cam. Tuy
nhiên nó có các ưu điểm là : nhỏ gọn hơn, hiệu suất cao hơn, thời gian chậm tác
12
dụng bé.
+ Bộ phận điều chỉnh khe hở : Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần
phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng : 0,20,4 mm để cho phanh nhả được
hoàn toàn. Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình
của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ không khí
nén, tăng thời gian chậm tác dụng Để tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu
để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.
Có hai phương pháp để điều chỉnh : Bình thường bằng tay và tự động
Điều chỉnh bình thường bằng tay là dùng dụng cụ tác dụng lên cơ cấu điều chỉnh để
thay đổi vị trí tương đối giữa má phanh và trống phanh, nhờ đó thay đổi được khe
hở giữa chúng. Các cơ cấu điều chỉnh loại này có một số dạng kết cấu khác nhau
phụ thuộc vào loại dẫn động.
+ Đối với dẫn động thuỷ lực :
Dùng cam lệch tâm dạng quả đào để điều chỉnh khe hở trên.
Dùng chốt với bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở dưới
Dùng mối ghép ren vít thay đổi chiều thanh nối giữa các guốc phanh
Dùng côn đẩy
+ Đối với cơ cấu ép bằng cam : Khe hở được điều chỉnh bằng cách thay đổi góc
giữa cam và đòn quay nhờ cơ cấu trục vít - bánh vít.
Khi dùng phương pháp điều chỉnh tự động, vấn đề bảo dưỡng sử dụng sẽ đơn
giản hơn, chất lượng làm việc của hệ thống phanh cũng được nâng cao.
+ Tấm ma sát : của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích bề mặt
khoảng 12-16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi.
Ưu, nhược điểm
Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu, ta thấy phanh đĩa có
một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau :
+Ap suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều và ít
phải điều chỉnh.
+ Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở
+ Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,050,15 mm nên rất nhạy, giảm được
thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỉ số truyền dẫn động.
+ Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của
chúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến
dạng của kết cấu. Vì thế phanh đĩa có kết cấu nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.
+ Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn.
+ Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với dạng đĩa quay.
Tuy vậy phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là :
15
+ Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín
+ Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hoá, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh
+ Ap suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước
Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi
động cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn động thấp và khó sử dụng chúng để
kết hợp làm phanh dừng.
3.2.1.3. Loại dải.
Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích. Vì nó dùng phối hợp
với ly hợp chuyển hướng tạo được một kết nối rất đơn giản và gọn.
Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương pháp nối đầu dải phanh và do đó
khác nhau ở hiệu quả phanh.
Phanh dải đơn giản không tự siết. Khi tác dụng lực, cả hai đầu dải phanh được
rút lên siết vào trống phanh. Ưu điểm của sơ đồ này là không có hiện tượng tự siết,
+ Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu
phanh.
Nhược điểm của dẫn động thuỷ lực :
+ Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn động không
làm việc được.
+ Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ lực để
giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp.
+ Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động và
momen phanh không ổn định
+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độ nhớt tăng.
- Phạm vi sử dụng :
Với các đặc điểm phân tích trên, dẫn động phanh thuỷ lực được sử dụng rộng rãi
trên ô tô du lịch, ô tô tải cỡ nhỏ hoặc ô tô tải có tải trọng đặc biệt lớn.
Dẫn động phanh thuỷ lực hầu như không dùng cho máy kéo nhưng lại được dùng
cho moóc kéo theo sau.
3.2.2.2. Dẫn động khí nén .
- Ưu nhược điểm :
+ Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là :
+ Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ
+ Làm việc tin cậy hơn dẫn động thuỷ lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể làm
việc dược, tuy hiệu quả phanh giảm ).
+ Dễ phối hợp với các dẫn độngvà cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như : phanh,
17
rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,
+ Dễ cơ khí hoá, tự động hoá quá trình điều khiển dẫn động.
Tuy vậy dẫn động khí nén có các nhược điểm là :
+ Độ nhạy thấp thời gian chậm tác dụng lớn
Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất
lỏng trong dẫn động thuỷ lực tới 10-15 lần. Nên kích thước và khối lượng của dẫn
động lớn.
dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại.
- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò xo
hồi vị.
- Trong trường hợp xe kéo moóc, dẫn động phanh rơ moóc có thể thực hiện theo sơ
đồ một đường hoặc hai đường.
4.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên ôtô
4.1.1. Hệ thống phanh chính.
Khí nén từ máy nén khí (1) qua bộ giải nhiệt khí nén (3) và bộ tách ẩm (3) đi
tới bình hơi cái (15) từ đó khí nén được phân phối tới các bình chứa (5), (7) và (16)
qua van phân phối (13).Một phần còn lại qua bình tích năng mục đích bổ sung khí
nén trong một thời gian tức thời ngoài ra còn có tác dụng dập tắt dao động áp suất.
Khi đạp phanh.
Khí nén từ các bình chứa (5), (7) đi vào tổng van phân phối (12), khí nén từ
bình (5) qua tổng phanh đến van ABS (10) rồi cung cấp cho các bầu phanh trước
tạo lực đẩy làm xoay cam thực hiện quá trình phanh bánh trước, còn khí nén từ
19
bình chứa (7) cung cấp cho van phân phối (2) phanh sau để phân phối cho các van
ABS (10) đến các bầu phanh sau thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh.
Khí nén từ các đường cấp của tổng van phân phối (12) sẽ được xả ra ngoài
khí trời theo đường xả khí của tổng van phân phối (12). Lúc đó sẽ xảy ra hiện
tượng sụt áp trên dòng điều khiển tới dòng phanh cầu trước và cầu sau. Khí nén
một phần thoát ra ngoài qua van xả nhanh, một phần thoát ra qua van ABS và tổng
phanh thực hiện việc nhả phanh.
4.1.2. Hệ thống phanh dừng.
Khi không phanh :
Khí nén từ bình chứa (16) cấp khí cho van phanh dừng (11). Từ van phanh
dừng (11) khí nén đến van hai ngả 20 cấp cho các van xả nhanh (21) cấp khí vào
các bầu phanh tích năng cầu sau (19) ép lò xo tích năng lại thực hiện quá trình nhã
phanh cầu sau.
0
ECU
ABS
4
.1.3. Hệ thống ABS.
a. Giai đoạn tăng áp:
21
Khi đạp phanh, khí nén từ tổng phanh vào đường 4 thắng lực lò xo đẩy
piston tỷ lệ1 mở thông đường hơi cấp khí nén cho bầu phanh tiến hành phanh.
Cuộn Solenoid2 mở cho khí nén đến tác dụng lên lò xo của piston tỷ lệ 2
ngăn không cho khí nén thoát ra ngoài . Bánh xe bị phanh do capá khí nén vào bầu
phanh.
Bánh xe được phanh, do sự tăng momen phanh nên tốc đọ quay bánh xe
giảm dần.
Hình 4-10 Mô tả giai đoạn tăng áp
1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2,
6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1.
b. Giai đoạn giữ áp:
22
Trong quá trình phanh, nếu bàn đạp duy trì ở mức thích hợp với khả năng bám mặt
đường bánh xe không bị trượt lớn hơn giới hạn trượt cho phép. Tín hiệu từ ECU
điều khiển mở hai cuộn Solenoid khí nén đến phía trên của piston tỷ lệ 1 và phía
dưới của piston tỷ lệ 2 đậy kín các đường vào và ra. Khí nén không được cấp cho
bầu phanh nhưng cũng không được thoát ra ngoài khí quyển thực hiện quá trình giữ
phanh.
Hình 4-11 Mô tả giai đoạn giữ áp
1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2,
6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1.