BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
HÀ NỘI
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên : Nguyễn Văn Hường
Lớp : Ô tô A Khóa: 50
Ngành : Ô tô và xe chuyên dùng
1. Đề tài thiết kế: “ Thiết kế hệ thống phanh cho xe con 4 chỗ ”
2. Các số liệu ban đầu:
Tham khảo số liệu của xe HONDA CIVIC 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
• Chương I: Tổng quan về hệ thống phanh;
• Chương II: Lựa chọn phương án thiết kế;
• Chương III: Tính toán hệ thống phanh;
• Chương IV: Quy trình tháo lắp và điều chỉnh hệ thống phanh
• Chương V: Quy trình công nghệ gia công chi tiết.
1
4. Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước các bản vẽ):
• 1 bản vẽ A
0
: Bố trí chung hệ thống phanh trên xe con
• 1 bản vẽ A
(ký, ghi rõ họ tên)
2
LỜI NÓI ĐẦU
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,
đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng
lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn
phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát
triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay nghành công nghiệp
ôtô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu của con người.
Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện
nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời đại.
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho
người và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất
nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…
trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ
thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất
là ở tốc độ cao; để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá là
điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh xe con 4 chỗ” dựa trên
xe tham khảo là xe HONDA CIVIC của hãng HONDA. Sau 12 tuần nghiên
cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Phạm Huy Hường
và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của
mình. Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy
giúp em tìm ra những thiếu sót đó để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Huy Hường cùng toàn thể các
thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
3
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ 1
2.4 HÀNH TRÌNH CỦA BÀN ĐẠP PHANH 58
4
2.5 XÁC ĐỊNH HÀNH TRÌNH PÍT TÔNG XI LANH LỰC 59
2.6 TÍNH BỀN ĐƯỜNG ỐNG DẪN ĐỘNG PHANH 60
III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ TRỢ LỰC PHANH 61
3.1. HỆ SỐ CƯỜNG HÓA CỦA TRỢ LỰC 61
3.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MÀNG CƯỜNG HOÁ 62
3.3 TÍNH TOÁN CÁC LÒ XO 65
IV. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH DẠNG 71
PÍT TÔNG VI SAI 71
4.1 XÂY DỰNG ĐỒ THỊ QUAN HỆ ÁP SUẤT 71
4.2. CHỌN ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH 75
4.3. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ ĐẠT HIỆU QUẢ PHANH CAO NHẤT () 76
4.4. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ Kđ 77
4.5. PHƯƠNG TRÌNH QUAN HỆ ÁP SUẤT P1– P2 CỦA ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH ĐIỀU
CHỈNH 78
4.6. CHỌN VÀ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU 79
4.7. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CỦA HỆ THỐNG TREO PHỤ THUỘC VÀO TẢI
TRỌNG VÀ LỰC PHANH 80
4.8. KIỂM TRA LẠI ĐƯỜNG KÍNH D CỦA PÍT TÔNG VI SAI 83
4.9. KIỂM TRA ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH CỦA BỘ ĐIỀU HOÀ ÁP LỰC PHANH 84
CHƯƠNG IV 85
2.4. THÁO LẮP XI LANH CHÍNH VÀ TRỢ LỰC 89
III. XẢ KHÍ RA KHỎI MẠCH DẦU 90
3.1. XẢ KHÍ RA KHỎI XI LANH CHÍNH 91
3.2. XẢ KHÍ RA KHỎI MẠCH DẦU 91
IV. KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA TRỢ LỰC PHANH 92
4.1. KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CỦA TRỢ LỰC 92
4.2. KIỂM TRA SỰ KÍN KHÍ CỦA TRỢ LỰC 92
CHƯƠNG V 93
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực
phanh trên bánh xe;
6
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện
sử dụng;
1.3 PHÂN LOẠI
a. Theo công dụng:
• Hệ thống phanh chính (phanh chân);
• Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
• Hệ thống phanh dự phòng;
• Hệ thống phanh rà hay chậm dần (phanh bằng động cơ,
thủy lực hoặc điện từ) sử dụng trên các xe cỡ lớn và trên các dốc dài;
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh:
• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa;
c. Theo dẫn động phanh:
• Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
• Hệ thống phanh dẫn động thủy lực;
• Hệ thống phanh dẫn động khí nén;
• Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực-khí nén;
• Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại;
d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:
Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có
hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh
e. Theo trợ lực
• Hệ thống phanh có trợ lực
• Hệ thống phanh không có trợ lực
f. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống
hình1. 2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này
hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực
9
Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
b
để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch
và ôtô tải nhỏ.
Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc
lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe
hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam
lệch tâm (hình 1.2.b).
Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có thể
dài liên tục (hình 1.2.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.2.a).
Ở hình 1.2.b trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên
trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết
dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau
trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn.
Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác dụng
lên hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.
2.Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự đối
xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc
phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng
đối xứng với nhau qua tâm.
10
Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc
lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một
phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở
phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động
điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại
ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép:
Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được
tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu
12
Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự
cuờng hoá
phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ
đến trung bình.
2.1.2 CƠ CẤU PHANH ĐĨA
Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn
động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
1. Loại giá đỡ cố định (hình 1.7.a):
Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.
Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh
bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của
13
a) loại giá đỡ cố định
b) loại giá đỡ di động
Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
nó luôn tì vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả
hai xi lanh bánh xe.
2. Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):
Hình 1.7.b Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một
Phía trên xi lanh có lỗ xả không khí
trong hệ thống dẫn động.
e, Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh
Cơ cấu tự động điều
chỉnh khe hở giữa
má phanh và đĩa
phanh thường sử
dụng sự biến dạng
của vành khăn làm
kín dầu.
Khi pít tông dịch chuyển, ma sát giữa vành khăn và pít tông lớn nên vành
khăn bị biến dạng trong rãnh của vành khăn. Khi thôi phanh, vành khăn kéo
pít tông về vị trí ban đầu và hết biến dạng. Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa
phanh lớn, vành khăn bị biến dạng hết mức và pít tông dịch trượt so với vành
khăn. Khi thôi phanh, pít tông chỉ trở về bằng độ biến dạng của vành khăn
16
nên pít tông có vị trí mới so với xi lanh, đảm bảo khe hở giữa má phanh và
đĩa phanh luôn không đổi.
2.2 CƠ CẤU PHANH DỪNG
Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng. Nói
chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên,
không di chuyển trên các loại đường khác nhau.
Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn
động phanh.
Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau
hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.
Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố
trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng
tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.
17
đó, bất kỳ một đường ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu
trong hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.
Vì vậy trong thực tế người ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng.
- Dẫn động hai dòng (hình 1.10):
Hình 1.10 Dẫn động hai dòng
Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu
độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể
sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi
lanh chính kép (loại "tăng đem").
Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệu
hai phương án tiêu biểu thường được sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình
1.10.a và 1.10.a.
Ở sơ đồ hình 1.10.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn
một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một
trong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi
dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực
phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.
Ở sơ đồ hình 1.10.b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một
bánh xe phía sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn
lại. Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác
dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.
20
2.3.3 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG KHÍ NÉN
Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí nén
để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh. Đặc điểm của dẫn động
phanh bằng khí nén là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhưng do sử dụng
năng lượng của nguồn khí nén để thực hiện điều khiển cơ cấu phanh nến lực
điều khiển của người lái là không cần lớn lắm mà chỉ cần đủ để mở các van
điều khiển phân phối khí nén. Vì vậy nó thường dùng trên các ô tô cỡ lớn.
Hệ dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén thường gồm các bộ phận chính
Bình
chứa
dầu
Xi lanh bánh
xe
Xi lanh
chính
Trống
phanh
Trống
phanh
Guốc
phanh
Guốc
phanh
Bánh xe trước Bánh xe sau
Đường khí
Đường dầu
Xi lanh bánh
xe
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh
bánh xe phía trước và phía sau;
- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối
khí và các xi lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý
làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và
nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.
Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại
24
phanh xe. Hiện nay ở các nước tiên tiến chỉ cho phép nhập các loại ô tô có lắp
đặt bộ ABS.
Hình 1.14: đồ thị quan hệ giữa hệ số bám với hệ số trượt.
25
Copyright: Tài liệu đại học ©