..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG
PHANH TRÊN XE Ô TÔ KIA OPTIMA 2010

Sinh viên thực hiện: NGÔ VĂN MINH

Đà Nẵng – Năm 2019


TĨM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ô tô Kia Optima
2010.
Sinh viên thực hiện: NGÔ VĂN MINH
Số thẻ SV: 103140096 Lớp: 14C4B
Tóm tắt trình bày đồ án:
Ngày nay, ơ tơ đã trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách
và hàng hoá đối với các ngành kinh tế nước nhà, đồng thời đã trở thành phương tiện
giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển.
Đối sinh viên ngành cơ khí động lực em nhận thấy nghiên cứu tính tốn và thiết
kế hệ thống phanh là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này. Nhằm đi sâu tìm hiểu kết
cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc và tính tốn thiết kế để đi đến phương
án tối ưu của hệ thống phanh. Từ đó, đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống
phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính năng ổn định và tính năng dẫn hướng khi
phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động và tăng
hiệu quả vận chuyển của ơ tô.
Nội dung đồ án:


- Động cơ :

Xăng

- Công suất cực đại :

278 hp

- Mô men xoắn cực đại :

365 N.m

- Chiều rộng cơ sở :

B = 1595 (mm).

- Chiều dài cơ sở :

L0 = 2795 (mm).

- Ký hiệu lốp :

215/55 R17

4.Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
1: Tổng quan về hệ thống phanh
2: Giới thiệu về xe ô tô Kia Optima 2010
3: Khảo sát hệ thống phanh trên xe ô tô Kia Optima 2010
4: Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ô tô Kia Optima 2010

hoàn thành và qua đó hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững về ơ tơ. Sau q trình
học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát tính tốn kiểm nghiệm một bộ
phận, một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là công việc cần thiết. Điều này củng cố
kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu các vấn đề cơ bản và cũng là sự vận dụng
lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý, nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của
một cán bộ kỹ thuật.
Hệ thống phanh là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ơ tơ chạy
an tồn, do đó đảm bảo được năng suất vận chuyển. Nên hệ thống phanh trên xe đòi
hỏi phải bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định
của xe.
Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ: “KHẢO SÁT VÀ
TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ KIA OPTIMA
2010”.
Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn, thời gian hạn chế và thiếu kinh
nghiệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này em khơng tránh những thiếu sót. Em rất
mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn. Và em
cũng xin chân thành cảm ơn thầy giáo T.s Nguyễn Việt Hải, các thầy giáo bộ mơn Kĩ
thuật Ơ tơ và Máy động lực đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hồn thành tốt nội
dung đề tài của mình.

Đà Nẵng, ngày 31 tháng 5 năm 2019
Sinh viên thực hiện

NGÔ VĂN MINH


CAM ĐOAN
Tôi: Ngô Văn Minh xin cam đoan:
- Đồ án tốt nghiệp mà tôi đã làm là kết quả của sự nghiên cứu, tính tốn dựa trên cơ
sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn.

Chương 3: KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ơ TƠ KIA OPTIMA
2010 ................................................................................................................................ 28
3.1. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe Kia Optima ........................... 28
3.2. Kết cấu và các bộ phận chính. .............................................................................34
Chương 4: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô
TÔ KIA OPTIMA 2010 .............................................................................................. 46
4.1. Các thông số dùng để tính tốn ...........................................................................46
4.2. Mơ men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau ........................................46
4.3. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra .....................................51
4.4. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh.........................................................................55
4.5. Tính tốn các chỉ tiêu phanh ...............................................................................57
Chương 5: CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG
PHANH TRÊN XE Ô TÔ KIA OPTIMA 2010 ........................................................62
5.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết.................................................................62


5.2. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính..............................................62
5.3. Kiểm tra hệ thống ABS ........................................................................................63
5.4. Kiểm tra hệ thống chuẩn đoán ............................................................................64
5.5. Kiểm tra bộ phận chấp hành. ..............................................................................71
5.6. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe ......................................................................72
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 75


DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ
BẢNG 1.1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ơtơ du lịch có trang bị ABS.
BẢNG 2.2 Các thông số kỹ thuật của xe Kia Optima 2010
BẢNG 5.1 Mã chuẩn đốn
BẢNG 5.2 Mã chuẩn đốn

HÌNH 3.13 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khuẩn cấp BA.


HÌNH 4.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ơtơ khi phanh
HÌNH 4.2 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương
đối λ của bánh xe
HÌNH 4.3 Sơ đồ để tính tốn bán kính trung bình của đĩa ma sát
HÌNH 4.4 Giản đồ phanh


DANH SÁCH KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

ABS: Anti lock Braking system
BA: Brake Assit
EBD: Electronic Brake-force Distribut


MỞ ĐẦU

I. Mục đích thực hiện đề tài
Giúp hiểu rõ được kết cấu và nguyên lý của các bộ phận, cụm chi tiết, đến từng
chi tiết cụ thể trong hệ thống phanh. Từ đó, có thể xác định được kết quả các thông số
kết cấu của hệ thống phanh thông qua từ phương pháp tính tốn hệ thống phanh. Ðồng
thời, được nghiên cứu sâu những vấn đề chưa thực sự ổn định, hiệu quả làm việc chưa
cao của một số chi tiết, từ cơ sở cơ bản mà phân tích đề xuất khắc phục cải tiến phù
hợp.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe KIA OPTIMA 2010.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Xe ô tô KIA OPTIMA 2010.

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác,để đảm bảo tiện nghi và an tồn
cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ô tô đứng yên khi cần thiết,trong thời gian khơng hạn chế
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ơ tơ khi phanh
- Khơng có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi
quay vòng
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều
kiện sử dụng
- Có khả năng thốt nhiệt tốt
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện,lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
nhỏ


- 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. Lực phanh trên các bánh xe phải tỉ lệ thuận với
phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực, hay dẫn động khí nén
hoặc bơm thủy lực để tang hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô khi phanh,lực phân lực phanh
giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thõa mãn các điều kiện sau:
- Lực phanh trên các bánh xe trái và phải của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai
lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
- Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các bánh
xe trước trượt sẽ làm cho ô tô bị trược ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm cho ơ tơ
mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngồi ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm
hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh
lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (antilock braking system-ABS)
1.1.3 Phân loại

+ Áp suất phân bố đều lên bề mặt má phanh, do đó các má phanh mịn đều
+ Bảo dưởng đơn giản do khơng phải điều chỉnh khe hở,có khả năng làm việc với
khe hở nhỏ (0,05-0,15)mm nên rất nhạy
+ Lực ép tác dụng theo chiều dọc trục tự cân bằng,nên cho phép tăng giá trị lực
ép để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng kết
cấu.
+ Có kết cấu nhỏ gọn,đơn giản, ổn định khi thắng nên đễ bố trí trong bánh xe.
+ Hiệu quả phanh không phụ thuộc vào chiều quay
+ Điều kiện làm mát tốt
+ Lực quay ly tâm của rôto làm chất bẩn không bám được


+ Phanh đĩa cịn có ưu điểm là có khả năng thoát nước tốt, do nước bám vào đĩa
phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly tâm nên tính năng phanh được phục hồi nhanh
trong thời gian ngắn
+ Kết hợp với hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) rất tốt
+ Cơ cấu phanh đĩa có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với phanh tang trống nên
việc kiểm tra, bảo đưỡng và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng
Nhược điểm:
+ Nhạy cảm với bụi bẩn, khó làm kín nên dễ bị oxy hóa và làm cho các má phanh
mòn nhanh
+ Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước
+ Công nghệ chế tạo cao, giá thành cao
Phạm vi ứng dụng: thường được sử dụng chủ yếu trên ô tô du lịch
1.2.2 Loại phanh trống guốc
Nhược điểm:
+ Do kết cấu kín nên khả năng tản nhiệt cơ cấu nhanh rất kém
+ Áp lực phân bố không điều trên bề mặt má phanh, nên làm cho má phanh
khơng mịn điều
+ Độ nhạy của cơ cấu phanh kém, do khe hở giữa má phanh và trống phanh lớn,


+ u cầu độ kín khít cao. Khi có 1 chỗ nào bị rị rỉ thì dẫn dộng khơng làm việc
được
Phạm vi sử dụng: chỉ dung chô ô tô tải trọng nhỏ
b. Dẫn động thủy lực tác động gián tiếp: cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ
lực người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp
Dẫn động thủy lực tác động gián tiếp có hai loại: dẫn động thủy lực trợ lực chân
khơng và đẫn động thủy lực trợ lực khí nén
*Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân khơng.

Hình 1.5. Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng
1.Xylanh chính; 2. Piston; 3.Bình dầu phụ; 4.Bầu trợ lực;5.Màng cao su; 6.Màng cao
su ở cơ cấu tỷ lệ; 7.Van khơng khí; 8.Phần tử lọc; 9.Bàn đạp; 11.Van chân không;
12.Đường ống nạp13.Van một chiều; 14,15.Đường dầu đi đến các cơ cấu phanh
trước/sau.
Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ bộ trợ
lực chân không lắp song song với bàn đạp
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường
nạp của động cơ xăng có tốc độ lớn hoặc do bơm chân không tạo ra để tạo lực phụ cho
người lái
Ưu điểm:
+ Hiệu suất làm việc cao


+ Độ nhạy lớn
+ Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe
+ Lực điều khiển nhỏ
+ Kết cấu đơn giản
Nhược điểm:
+ Hiệu suất làm việc giảm nhiều ở tốc độ thấp

và mô men phanh không ổn định
+ Yêu cầu độ kín khít cao
+ Giá thành cao
Phạm vi sử dụng: được dùng nhiều trên ô tô tải trọng lớn


1.3.2 Dẫn động khí nén

Hình 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén xe ơ tơ đơn khơng có rơ mooc
1.Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 3.Bộ lọc nước và làm khơ khí;4.Cụm van chia
và bảo vệ; 5,6.Các bình chứa khí nén; 7.van phân phối hai dịng; 8.Bầu phanh và cơ
cấu phanh trước; 9.Bộ tích năng và cơ cấu phanh sau.
a.Ưu điểm:dẫn động khí nén có các ưu điểm quang trọng là:
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ
- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rị rỉ nhỏ hệ thống vẫn có thể
tiếp tục làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm
- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác, như: phanh rơ
mooc, đóng cửa xe, hệ thống treo khí nén,…
- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa q trình điều khiển dẫn động
b. Nhược điểm:
- 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 thủy lực tới 10-15 lần. Nên kích thước và khối lượng của dẫn
động lớn
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều


- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn
c. Phạm vi sử dung: được sử dụng rộng rải trên các ơ tơ cỡ trung bình và lớn,
cũng như trên các đoàn xe kéo mooc

+ Mức dộ phức tạp của dòng dẫn động
1.4. Sơ lượt về hệ thống phanh ABS
1.4.1. Đặt vấn đề
Lực phanh cực đại phụ thuộc vào lực bám của bánh xe, nếu lực phanh nhỏ hơn lực
bám thì thời gian phanh và quãng đường phanh sẽ lớn, gia tốc phanh nhỏ. Nếu lực
phanh lớn hơn lực bám của bánh xe thì bánh xe sẽ trượt lết trên đường. Khi bánh xe
trượt lết thì hệ số bám φ giảm tính ổn định hướng của xe giảm, xe mất lái dễ gây tai
nạn.
Đối với hệ thống phanh thường thì khi tác dụng lực phanh áp lực phanh sẽ tăng
lên giá trị cực đại, tốc độ phanh giảm xuống rất nhanh cho đến khi bánh xe bị hãm
cứng, trong khi đó lực quán tính của xe lớn hơn nên xe chưa dừng hẳn được mà làm
cho các bánh xe trượt lết trên đường. Điều này dẫn đến hiện tượng mất ổn định lái gây
nguy hiểm.
Để ngăn ngừa hiện tượng này người ta có nhiều hướng nghiên cứu giải quyết khác
nhau như: Tập hợp các kinh nghiệm lái xe lại để tiến hành tổ chức huấn luyện tài xế,
cải tiến hệ thống phanh.Một trong những thành công là người ta đã thiết kế ra hệ thống
chống hãm cứng các bánh xe, chống trượt lết, tăng tính ổn định phanh, giảm được
quãng đường phanh, càng ngày hệ thống này càng hoàn thiện hơn.
1.4.2. Công dụng, yêu cầu phanh ABS
1.4.2.1. Công dụng
- Giảm quãng đường phanh:
Quãng đường phanh là một hàm của vận tốc, khối lượng xe và lực phanh đạt giá
trị cực đại thì quãng đường phanh đạt giá trị cực tiểu nếu tất cả các yếu tố không đổi.
Hệ thống ABS luôn giữ cho lực phanh ở mức cực đại nên quãng đường phanh là nhỏ
nhất.
- Cải thiện tính ổn định:
ωb

Tốc độ góc của bánh xe.