24. Đồ án Thiết kế hệ thống phanh xe du lịch dựa trên xe tham khảo là xe TOYOTA

§å ¸N TèT NGHIÖP

Lêi nãi ®Çu

Giao th«ng vËn t¶i chiÕm vÞ trÝ rÊt quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n,

®Æc biÖt lµ ®èi víi c¸c níc cã nÒn kinh tÕ ph¸t triÓn. Cã thÓ nãi r»ng m¹ng líi

giao th«ng vËn t¶i lµ m¹ch m¸u cña mét quèc gia, mét quèc gia muèn ph¸t triÓn

nhÊt thiÕt ph¶i ph¸t triÓn m¹ng líi giao th«ng vËn t¶i.

Trong hÖ thèng giao th«ng vËn t¶i cña chóng ta ngµnh giao th«ng ®êng bé

®ãng vai trß chñ ®¹o vµ phÇn lín lîng hµng vµ ngêi ®îc vËn chuyÓn trong néi ®Þa

b»ng «t«.

Cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt, nghµnh «t« ngµy cµng ph¸t

triÓn h¬n. Khëi ®Çu tõ nh÷ng chiÕc «t« th« s¬ hiÖn nay ngµnh c«ng nghiÖp «t« ®·

cã sù ph¸t triÓn vît bËc nh»m ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu cña con ngêi. Nh÷ng chiÕc

«t« ngµy cµng trë nªn ®Ñp h¬n, nhanh h¬n, an toµn h¬n, tiÖn nghi h¬n ®Ó theo …®Ó theo

kÞp víi xu thÕ cña thêi ®¹i.

Song song víi viÖc ph¸t triÓn nghµnh «t« th× vÊn ®Ò b¶o ®¶m an toµn cho ng￾êi vµ xe cµng trë nªn cÇn thiÕt. Do ®ã trªn «t« hiÖn nay xuÊt hiÖn rÊt nhiÒu c¬ cÊu

b¶o ®¶m an toµn nh: c¶I tiÕn c¬ cÊu phanh, d©y ®ai an toµn, tói khÝ trong ®ã c¬ …®Ó theo

cÊu phanh ®ãng vai trß quan träng nhÊt. Cho nªn khi thiÕt kÕ hÖ thèng phanh ph¶i

®¶m b¶o phanh cã hiÖu qu¶ cao, an toµn ë mäi tèc ®é nhÊt lµ ë tèc ®é cao; ®Ó

n©ng cao ®îc n¨ng suÊt vËn chuyÓn ngêi vµ hµng ho¸ lµ ®iÒu rÊt cÇn thiÕt.

§Ò tµi nµy cã nhiÖm vô “ThiÕt kÕ hÖ thèng phanh xe du lÞch” dùa trªn xe

tham kh¶o lµ xe TOYOTA. Sau 12 tuÇn nghiªn cøu thiÕt kÕ díi sù híng dÉn, chØ

b¶o nhiÖt t×nh cña thÇy Ph¹m H÷u Nam vµ toµn thÓ c¸c thÇy trong bé m«n «t« ®·

gióp em hoµn thµnh ®îc ®å ¸n cña m×nh. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy Ph¹m

H÷u Nam cïng toµn thÓ c¸c thÇy trong bé m«n ®· gióp em hoµn thµnh ®å ¸n tèt

nghiÖp cña m×nh.

Ch¬ng 1: Tæng quan vÒ hÖ thèng phanh.

I. C«ng dông, ph©n lo¹i, yªu cÇu.

I.1 C«ng dông.

NGUYÔN §¡NG B×NH LíP ¤ T¤ - K47 1

§å ¸N TèT NGHIÖP

- HÖ thèng phanh dïng ®Ó gi¶m tèc ®é cña «t« ®Õn mét gi¸ trÞ cÇn thiÕt

nµo ®Êy hoÆc dõng h¼n «t«.

- Gi÷ cho «t« dõng hoÆc ®ç trªn ®êng dèc.

I.2 Ph©n lo¹i.

I.2.1 Theo c«ng dông.

Theo chøc n¨ng hÖ thèng phanh ®îc chia thµnh c¸c lo¹i sau:

- HÖ thèng phanh chÝnh (phanh ch©n).

- HÖ thèng phanh phô.

- HÖ thèng phanh dõng (phanh tay).

- HÖ thèng chËm dÇn (phanh b»ng ®éng c¬, thuû lùc hoÆc ®iÖn tõ).

I.2.2 Theo kÕt cÊu c¬ cÊu phanh.

Theo kÕt cÊu cña c¬ cÊu phanh hÖ thèng phanh ®îc chia thµnh hai lo¹i

sau:

- HÖ thèng phanh víi c¬ cÊu phanh guèc.

- HÖ thèng phanh víi c¬ cÊu phanh ®Üa.

I.2.3 Theo dÉn ®éng phanh.

Theo dÉn ®éng phanh th× hÖ thèng phanh ®îc chia thµnh:

- HÖ thèng phanh dÉn ®éng c¬ khÝ;

- HÖ thèng phanh dÉn ®éng thñy lùc;

- HÖ thèng phanh dÉn ®éng khÝ nÐn;

- HÖ thèng phanh dÉn ®éng kÕt hîp khÝ nÐn-thñy lùc;

- HÖ thèng phanh dÉn ®éng cã cêng hãa.

I.2.4 Theo kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh m«men phanh ë c¬ cÊu phanh.

Theo kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh m«men phanh ë c¬ cÊu phanh chóng ta cã hÖ

thèng phanh víi bé ®iÒu hoµ lùc phanh

I.2.5 Theo kh¶ n¨ng chèng bã cøng b¸nh xe khi phanh.

Theo kh¶ n¨ng chèng bã cøng b¸nh xe khi phanh chóng ta cã hÖ thèng

phanh víi bé chèng h·m cøng b¸nh xe (hÖ thèng phanh ABS).

I.3 Yªu cÇu cña hÖ thèng phanh.

HÖ thèng phanh trªn «t« cÇn ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau:

- Cã hiÖu qu¶ phanh cao nhÊt ë tÊt c¶ c¸c b¸nh xe nghÜa lµ ®¶m b¶o

qu·ng ®êng phanh ng¾n nhÊt khi phanh ®ét ngét trong trêng hîp nguy hiÓm.

NGUYÔN §¡NG B×NH LíP ¤ T¤ - K47 2

§å ¸N TèT NGHIÖP

- Phanh ªm dÞu trong mäi trêng hîp ®Ó ®¶m b¶o sù æn ®Þnh chuyÓn ®éng

cña «t«

- §iÒu khiÓn nhÑ nhµng, nghÜa lµ lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p hay ®ßn ®iÒu

khiÓn kh«ng lín

- DÉn ®éng phanh cã ®é nh¹y cao

- §¶m b¶o viÖc ph©n bè m«men phanh trªn c¸c b¸nh xe ph¶i theo quan

hÖ ®Ó ®¶m b¶o sö dông hÕt träng lîng b¸m cña xe khi phanh ë c¸c cêng ®é kh¸c

nhau.

- Kh«ng cã hiÖn tîng tù xiÕt phanh

- C¬ cÊu phanh tho¸t nhiÖt tèt

- Cã hÖ sè ma s¸t gi÷a trèng phanh vµ m¸ phanh cao nhÊt cã thÓ vµ æn

®Þnh trong ®iÒu kiÖn sö dông

- Gi÷ ®îc tØ lÖ thuËn gi÷a lùc trªn bµn ®¹p víi lùc phanh trªn b¸nh xe

- Cã kh¶ n¨ng phanh khi «t« dõng trong thêi gian dµi.

II. CÊu t¹o chung cña hÖ thèng phanh.

CÊu t¹o chung cña hÖ thèng phanh trªn «t« ®îc m« t¶ trªn h×nh sau:

H×nh I.1. HÖ thèng phanh trªn ¤ t«.

Nh×n vµo s¬ ®å cÊu t¹o, chóng ta thÊy hÖ thèng phanh bao gåm hai phÇn chÝnh:

- C¬ cÊu phanh:

NGUYÔN §¡NG B×NH LíP ¤ T¤ - K47 3

§å ¸N TèT NGHIÖP

C¬ cÊu phanh ®îc bè trÝ ë c¸c b¸nh xe nh»m t¹o ra m«men h·m trªn b¸nh xe khi

phanh trªn «t«.

- DÉn ®éng phanh:

DÉn ®éng phanh dïng ®Ó truyÒn vµ khuyÕch ®¹i lùc ®iÒu khiÓn tõ bµn

®¹p phanh ®Õn c¬ cÊu phanh. Tuú theo d¹ng dÉn ®éng: c¬ khÝ, thuû lùc, khÝ nÐn

hay kÕt hîp mµ trong dÉn ®éng phanh cã thÓ bao gåm c¸c phÇn tö kh¸c nhau. VÝ

dô nÕu lµ dÉn ®éng c¬ khÝ th× dÉn ®éng phanh bao gåm bµn ®¹p vµ c¸c thanh, ®ßn

c¬ khÝ. NÕu lµ dÉn ®éng thuû lùc th× dÉn ®éng phanh bao gåm: bµn ®¹p, xi lanh

chÝnh (tæng phanh), xi lanh c«ng t¸c (xi lanh b¸nh xe) vµ c¸c èng dÉn.

III. C¬ cÊu phanh.

Trªn « t« thêng cã 2 lo¹i:c¬ cÊu phanh guèc vµ c¬ cÊu phanh ®Üa.

Nhng phanh ®Üa ngµy cµng ®îc sö dông nhiÒu trªn «t« h¬n lµ phanh guèc

®Æc biÖt lµ c¸c läai xe con cã tèc ®é cao v× nã cã c¸c u ®iÓm sau:

- C¬ cÊu phanh ®Üa cho phÐp m«men phanh (ma s¸t) æn ®Þnh khi hÖ sè

ma s¸t thay ®æi, h¬n c¬ cÊu phanh kiÓu tang trèng. §iÒu nµy gióp cho b¸nh xe bÞ

phanh lµm viÖc æn ®Þnh, nhÊt lµ ë nhiÖt ®é cao.

- Khèi lîng c¸c chi tiÕt nhá, kÕt cÊu gän nªn tæng khèi lîng cña c¸c chi

tiÕt kh«ng treo nhá, n©ng cao tÝnh ªm dÞu vµ sù b¸m ®êng cña c¸c b¸nh xe.

- Kh¶ n¨ng tho¸t nhiÖt ra m«i truêng dÔ dµng.

- DÔ dµng trong söa ch÷a vµ thay thÕ tÊm ma s¸t.

- C«ng nghÖ chÕ t¹o gÆp Ýt khã kh¨n, cã nhiÒu kh¶ n¨ng gi¶m gi¸ thµnh

trong s¶n suÊt.

- DÔ dµng bè trÝ c¬ cÊu tù ®éng ®iÒu chØnh khe hë cña m¸ phanh vµ ®Üa

phanh.

Tõ c¸c u ®iÓm trªn cña phanh ®Üa mµ xe cÇn thiÕt kÕ lµ xe du lÞch 4 chç

ngåi nªn ta chän c¬ cÊu phanh lµ c¬ cÊu phanh ®Üa.

Sau ®©y lµ mét sè lo¹i phanh ®Üa thêng gÆp:

NGUYÔN §¡NG B×NH LíP ¤ T¤ - K47 4

§å ¸N TèT NGHIÖP

Phanh ®Üa cã hai lo¹i: lo¹i vá quay vµ lo¹i ®Üa quay.

III.1 Phanh ®Üa lo¹i cã gi¸ ®ì xy lanh ®i ®éng (®Üa quay): H×nh I.4 .b

§Üa phanh ®îc b¾t chÆt víi moay¬ b¸nh xe nhê c¸c bu l«ng. Cã hai tÊm

ma s¸t (guèc phanh )®îc l¾p vµo cµng phanh, cµng phanh ®ång thêi lµ xi lanh

phanh. Khi ngêi l¸i t¸c dông lùc vµo bµn ®¹p phanh th× dÇu phanh tõ xi lanh

chÝnh víi ¸p suÊt cao ®îc ®a vµo xi lanh chÝnh lµm pitt«ng ®Èy m¸ phanh Ðp vµo

®Üa phanh, ®ång thêi víi ¸p suÊt dÇu cao lµm cho cµng phanh ®îc ®Èy víi chiÒu

lùc ®Èy ngîc l¹i, lµm cµng phanh trît trªn chèt trît Ðp m¸ phanh cßn l¹i vµo tÊm

ma s¸t vµ thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh. Khi ngêi l¸i nh¶ phanh lµm ¸p suÊt dÇu

NGUYÔN §¡NG B×NH LíP ¤ T¤ - K47 5

a)

b)

H×nhI.4

a) S¬ ®å c¬ cÊu phanh ®Üa cã gi¸ xilanh ®Æt cè ®Þnh.

b) S¬ ®å c¬ cÊu phanh ®Üa cã gi¸ xilanh di ®éng.

1. §Üa phanh , 2 . Gi¸ ®Æt xylanh , 3 . m¸ phanh , 4 .

Piston .

§å ¸N TèT NGHIÖP

trong xi lanh chÝnh gi¶m dÇu phanh tõ xi lanh b¸nh xe håi vÒ xi lanh

chÝnh.Pitt«ng vµ cµng phanh ®îc håi vÒ vÞ trÝ ban ®Çu díi t¸c dông cña phít

ptt«ng (cao su). Do khe hë phanh ®îc ®iÒu chØnh tù ®éng bëi phít pitt«ng nªn

khe hë phanh kh«ng cÇn ph¶i ®iÒu chØnh b»ng tay.

III.2 Phanh ®Üa lo¹i cã gi¸ ®ì xy lanh cè ®Þnh (vá quay): H×nh I.4a

Lo¹i nµy, gi¸ ®ì ®îc b¾t cè ®Þnh trªn dÇm cÇu. Trªn gi¸ ®ì bè trÝ hai xi lanh b¸nh

xe ë hai ®Üa cña ®Üa phanh. Trong c¸c xi lanh cã pitt«ng, mµ mét ®Çu cña nã lu«n

t× vµo c¸c m¸ phanh. Mét ®êng dÇu tõ xi lanh chÝnh ®îc dÉn ®Õn c¶ hai xi lanh

b¸nh xe.

IV. DÉn ®éng phanh.

Trªn « t« hiÖn nay cã rÊt nhiÒu kiÓu dÉn ®éng nh :dÉn ®éng c¬ khÝ ,dÉn

®éng thuû lùc ,dÉn ®éng khÝ nÐn ,dÉn ®éng thuû lùc kÕt hîp khÝ nÐn.

DÉn ®éng b»ng c¬ khÝ hiÖn nay chØ ®îc sö dông ë c¬ cÊu phanh tay ,dÉn

®éng khÝ nÐn vµ thuû lùc kÕt hîp víi khÝ nÐn ®îc sö dông trªn « t« t¶i trung b×nh

vµ lín .Xe cÇn thiÕt kÕ hÖ thèng phanh lµ xe du lÞch 4 chç kh«ng ®ßi hái lùc bµn

®¹p lín n¾m vµ xe cã tèc ®é cao nªn chän dÉn ®éng phanh b»ng thñy lùc v× dÉn

®éng phanh thñy lùc t¸c ®éng phanh nhanh, dÔ dµng bè trÝ trªn «t«.DÉn ®éng

phanh b»ng thuû lùc cã ®Æc ®iÓm sau:

ë phanh dÇu lùc t¸c dông tõ bµn ®¹p lªn c¬ cÊu phanh qua chÊt láng (chÊt

láng ®îc coi nh kh«ng ®µn håi khi Ðp).

CÊu t¹o chung cña hÖ thèng phanh dÉn ®éng b»ng thuû lùc bao gåm: bµn

®¹p phanh, xi lanh chÝnh (tæng phanh), c¸c èng dÉn, c¸c xi lanh c«ng t¸c (xi lanh

b¸nh xe).

DÉn ®éng phanh dÇu cã u ®iÓm phanh ªm dÞu, dÔ bè trÝ, ®é nh¹y cao (do

dÇu kh«ng bÞ nÐn). Tuy nhiªn nã còng cã nhîc ®iÓm lµ tØ sè truyÒn cña dÉn ®éng

dÇu kh«ng lín nªn kh«ng thÓ t¨ng lùc ®iÒu khiÓn trªn c¬ cÊu phanh. V× vËy hÖ

thèng phanh dÉn ®éng thuû lùc thêng ®îc sö dông trªn «t« du lÞch hoÆc «t« t¶i

nhá.

Trong hÖ thèng phanh dÉn ®éng phanh b»ng thuû lùc tuú theo s¬ ®å cña

m¹ch dÉn ®éng ngêi ta chia ra dÉn ®éng mét dßng vµ dÉn ®éng hai dßng.

a/ DÉn ®éng mét dßng cã nghÜa lµ tõ ®Çu ra cña xi lanh chÝnh chØ cã mét

®êng dÇu duy nhÊt dÉn ®Õn tÊt c¶ c¸c xi lanh c«ng t¸c cña c¸c b¸nh xe. DÉn ®éng

mét dßng cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n nhng ®é an toµn kh«ng cao. V× mét lý do nµo ®ã,

NGUYÔN §¡NG B×NH LíP ¤ T¤ - K47 6

§å ¸N TèT NGHIÖP

bÊt kú mét ®êng èng dÉn dÇu nµo ®Õn c¸c xi lanh b¸nh xe bÞ rß rØ th× dÇu trong hÖ

thèng bÞ mÊt ¸p suÊt vµ tÊt c¶ c¸c b¸nh xe ®Òu bÞ mÊt phanh.

1. B¸nh xe

2. §Üa phanh

3. Xi lanh b¸nh xe

4. Xi lanh chÝnh

5. Bµn ®¹p

b/ DÉn ®éng hai dßng cã nghÜa lµ tõ ®Çu ra cña xi lanh chÝnh cã hai ®êng dÇu

®éc lËp dÉn ®Õn c¸c b¸nh xe cña «t«. §Ó cã hai ®Çu ra ®éc lËp ngêi ta cã thÓ sö

dông mét xi lanh chÝnh ®¬n kÕt hîp víi mét bé chia dßng hoÆc sö dông xi lanh

chÝnh kÐp (lo¹i "t¨ng ®em").

HiÖn nay dÉn ®éng hai dßng ®îc dïng nhiÒu do nã cã nh÷ng u ®iÓm h¬n h¼n lo¹i

dÉn ®éng mét dßng.

NGUYÔN §¡NG B×NH LíP ¤ T¤ - K47 7