Đồ án Khảo sát động lực học quá trình phanh của ô tô Toyota Vios 15L

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC 3 1.1 CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG PHANH 3 1.1.1 Công dụng 3 1.1.2 Phân loại 4 1.1.3 Kết cấu chung của hệ thống phanh 5 1.1.4 Yêu cầu 6 1.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYOTA VIOS 9 1.2.1 Giới thiệu đôi nét về ô tô Toyota Vios 9 1.2.2 Thông số kỹ thuật của ô tô Toyota Vios 10 1.2.3 Hệ thống phanh thủy lực trên ô tô Toyota Vios 11 1.2.4 Các phần tử cơ bản của hệ thống phanh 14 1.3 NHỮNG CẢI TIẾN TRÊN HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ HIỆN NAY 22 1.3.1 Hệ thống phanh ABS 23 1.3.2 Hệ thống phanh thông minh giúp xe tiết kiệm nhiên liệu 26 CHƯƠNG II LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH PHANH 29 2.1 LỰC PHANH SINH RA Ở BÁNH XE 29 2.2 CÁC LỰC TÁC DỤNG LÊN Ô TÔ TRONG QUÁ TRÌNH PHANH TRÊN DỐC 30 2.3 HIỆU QUẢ PHANH Ô TÔ 32 2.3.1 Điều kiện đảm bảo phanh tối ưu 32 2.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh 35 CHƯƠNG Ш KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH – CÁC MÔ HÌNH TOÁN NGHIÊN CỨU SỰ ỔN ĐỊNH VỀ HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG CỦA Ô TÔ TOYOTA VIOS 39 3.1 CÁC GIẢ THIẾT 39 3.2 MÔ HÌNH TOÁN HỌC 39 3.2.1 Mô hình phẳng tổng quát 40 3.2.2 Mô hình tính toán 45 3.3 PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT 47 3.3.1 Xây dựng chương trình tính 47 3.3.2 Các phương án khảo sát 50 3.3.3 Thông số đầu vào 50 3.4 KẾT QUẢ KHẢO SÁT 51 3.4.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của sự cố mất mômen phanh trong các trường hợp xe đi thẳng mất phanh không đều theo trục dọc của xe 51 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của sự cố chậm tác dụng dẫn động phanh trên các bánh xe đến các chỉ tiêu phanh và tính ổn định hướng của ô tô khi phanh 61 3.5. NHẬN XÉT CHUNG 73 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 75 4.1 KẾT LUẬN 75 4.2 ĐỀ NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 78 LỜI NÓI ĐẦU Từ lâu việc sử dụng phương tiện để đi lại cũng như vận chuyển hàng hoá đã chiếm vị trí quan trọng trong các hoạt động xã hội. Ngày nay, giao thông vận tải có ý nghĩa đặc biệt đối với nền kinh tế của mỗi quốc gia. Ở nước ta hiện nay, giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng ôtô. Vì vậy lĩnh vực ôtô - máy kéo đã nhận được được sự quan tâm của nhiều trường đại học, cũng như nhiều cơ quan có liên quan. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành công nghiệp ôtô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu 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 ngành 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, được sử dụng thường xuyên nhất. Do đó việc nghiên cứu về hệ thống phanh đang là vấn đề được đặt ra hàng đầu đối với ngành cơ khí ôtô trong giai đoạn hiện nay. Nghiên cứu hệ thống phanh là một vấn đề tương đối phức tạp. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ thông tin đã giúp cho việc nghiên cứu hệ thống phanh được diễn ra thuận tiện hơn. Với sự trợ giúp của các phần mền tiện ích, trong đó đặc biệt kể đến sự hỗ trợ của phần mền Matlab đã giúp Tôi trong việc tìm hiểu nghiên cứu đồ án tốt nghiệp “ Khảo sát động lực học quá trình phanh của ô tô Toyota Vios 1.5L ” CHƯƠNG ITỔNG QUAN VẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC 1.1 CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG PHANH 1.1.1 Công dụng Hệ thống phanh trên ôtô được sử dụng để giảm tốc độ của xe ôtô đến một tốc độ nào đó hoặc cho đến khi ngừng hẳn. Ngoài ra hệ thống phanh có thể giữ cho ôtô dừng được ở trên đoạn đường dốc. Phanh là một trong những cụm hệ thống quan trọng nhất, nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở mọi tốc độ đặc biệt là ở tốc độ cao, do đó sẽ nâng cao được năng suất vận chuyển và nâng cao được vận tốc trung bình của ôtô.
Hình 1.1 Công dụng của hệ thống phanh Trên hệ thống ô tô quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe, giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh. Trong quá trình phanh ma sát giữa các cơ cấu phanh dẫn tới sự mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì sẽ dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh. Các hư hỏng trong hệ thống phanh làm mất an toàn chuyển động của ôtô và thường kèm theo những hậu quả nghiêm trọng. Phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh mà có các hư hỏng khác nhau. 1.1.2 Phân loại Với hệ thống phanh có nhiều cách phân loại khác nhau. 1.1.2.1 Theo cấu tạo bộ phận phanh - Phanh dải. - Phanh trống. - Phanh đĩa. 1.1.2.2 Theo công dụng - Hệ thống phanh chính (phanh chân). - Hệ thống phanh dừng (phanh tay). - Hệ thống phanh dự phòng. - Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực, hoặc điện từ). 1.1.2.3 Theo nguyên tắc dẫn động cho cơ cấu phanh - Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ học. - Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực. - Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động bằng điện từ. 1.1.3 Kết cấu chung của hệ thống phanh Hệ thống phanh trên ôtô thuộc hệ thống điều khiển của xe bao gồm các bộ phận sau:
Hình 1.2 Sơ đồ kết cấu chung của hệ thống phanh
Hình 1.3 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên ôtô Hệ thống phanh chính dùng để phanh ôtô ở tất cả các chế độ chuyển động, còn hệ thống phanh dừng để giữ ôtô ở vị trí đứng yên. Ngoài ra còn có hệ thống phanh dự phòng được xử dụng khi hệ thống phanh chính đột ngột hư hỏng. Nguồn năng lượng chính có vai trò tích trữ năng lượng dưới dạng thế năng giúp cho phanh luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc. Cơ cấu điều khiển là cơ cấu trực tiếp tác động điều khiển từ lái xe và đảm bảo tính chất tùy động của hệ thống dẫn động, bộ phận truyền dẫn truyền năng lượng từ nguồn đến cơ cấu chấp hành. Tại cơ cấu chấp hành năng lượng được biến đổi thành dạng thích hợp để dẫn động cơ cấu phanh. Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô, luôn có mô men phanh lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi. Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho cơ cấu phanh hoạt động thực hiện quá trình phanh. 1.1.4 Yêu cầu Xuất phát từ những tiêu chuẩn quốc gia về an toàn chuyển động của các phương tiện giao thông, và phổ biến hơn cả là quy định N0–13 EÝK 00H của Hội đồng kinh tế châu Âu, tiêu chuẩn F18-1969 của Thụy Điển , tiêu chuẩn FM VSS-121 của Mỹ Người ta đã đưa ra những yêu cầu quan trọng nhất như sau: Đối với hệ thống phanh thuộc thế hệ các xe hiện đại hệ thống phanh phải đạt được: - Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột . - Phanh êm dịu trong mọi trường hợp, bảo đảm sự ổn định khi phanh.- Điều khiển nhẹ nhàng. - Thời gian chậm tác dụng (còn gọi là thời gian phản ứng) nhỏ. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt. - Phân bố mô men phanh ở các bánh xe, phải tuân theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường ở bất kỳ cường độ phanh nào (sử dụng điều chỉnh tự động lực phanh theo tải, sử dụng thiết bị chống hãm cứng bánh xe). - Có độ tin cậy cao (sử dụng dẫn động phanh nhiều mạch độc lập, nâng cao độ bền các chi tiết của hệ thống phanh). - Có hệ thống tự kiểm tra, chẩn đoán các hư hỏng một cách kịp thời. Cũng từ những tiêu chuẩn trên, các phương tiện vận tải ô tô cần phải được trang bị các hệ thống phanh bao gồm: - Hệ thống phanh công tác (hoặc phanh chính, và cũng thường gọi là phanh chân), có tác dụng trên tất cả các bánh xe. - Hệ thống phanh dự phòng. - Hệ thống phanh dừng và hệ thống phanh phụ trợ (phanh chậm dần).Điểm đặc biệt về an toàn đối với phanh công tác là dẫn động phanh cần phải có không dưới hai mạch độc lập, ví dụ một mạch dẫn động cho cầu trước, một mạch dẫn động cho cầu sau và một mạch cho dẫn động phanh dừng... để lỡ khi hư hỏng một mạch nào đó, mạch còn lại vẫn đảm bảo phanh ôtô với hiệu quả phanh không thấp hơn 30% so với khi hệ thống phanh còn nguyên vẹn. Theo tiêu chuẩn của Thụy Điển thì giá trị này là 50%. - Đối với hệ thống phanh khí nén, phanh công tác cần có dung tích bình chứa tới mức đủ để phanh có hiệu quả 5 lần liên tiếp khi nguồn năng lượng (máy nén khí) không làm việc. Mỗi mạch dẫn động cần có các bình chứa riêng biệt khi nguồn năng lượng là chung của toàn hệ thống. Trong trường hợp một mạch dẫn động nào đó bị hư hỏng, nguồn năng lượng chung vẫn tiếp tục cung cấp năng lượng cho các mạch khác còn tốt. - Hệ thống phanh dự phòng cần phải đảm bảo dừng được ô tô trong trường hợp hệ thống phanh chính bị hư hỏng. Có thể bố trí hệ thống phanh dự phòng riêng biệt, nếu không thì hệ thống phanh chính hoặc phanh dừng phải thực hiện chức năng này và vẫn được coi là hệ thống phanh dự phòng. - Hệ thống phanh dừng phải dừng và đỗ được xe trên dốc. Dẫn động phanh dừng có thể sử dụng bất kỳ dạng năng lượng nào, nhưng bộ phận tạo ra mô men phanh để giữ xe đứng yên phải là một cơ cấu hoạt động thuần tuý bằng phương pháp cơ khí và không phụ thuộc vào hệ thống phanh chính. - Hệ thống phanh chậm dần (phanh phụ trợ) đảm bảo duy trì cho ôtô chuyển động ở một tốc độ ổn định, điều chỉnh tốc độ ô tô một cách độc lập hoặc đồng thời cùng với hệ thống phanh chính, nhằm mục đích giảm tải cho phanh chính. - Khi làm việc với rơ moóc, trên ôtô kéo cần có thiết bị bảo vệ chống tụt áp suất khí nén (hoặc thuỷ lực) để đề phòng trường hợp đường ống nối giữa ô tô kéo và rơ moóc bị phá hủy. - Trường hợp xe đang chuyển động mà bị đứt moóc kéo, yêu cầu hệ thống phanh chính của rơ moóc phải tự động dừng được moóc với hiệu quả không thấp hơn quy định đối với xe đoàn tương ứng. - Trên rơ moóc cũng cần được trang bị cơ cấu phanh dừng để hãm rơ moóc khi tách nó ra khỏi đầu kéo. - Sự mài mòn của má phanh cần được bù lại bằng hệ thống điều chỉnh bằng tay hoặc tự động. Theo tiêu chuẩn Thụy Điển, mài mòn má phanh cần được bù lại bằng hệ thống điều chỉnh tự động hay phải có bộ phận tín hiệu để cảnh báo về việc tăng khe hở giữa má phanh và tang phanh. - Trong mỗi mạch dẫn động phanh cần phải có các bộ phận giao tiếp với thiết bị kiểm tra, để kiểm tra và thông báo tình trạng kỹ thuật của dẫn động phanh trong quá trình sử dụng. 1.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYOTA VIOS 1.2.1 Giới thiệu đôi nét về ô tô Toyota Vios
Công ty Ôtô Toyota Việt Nam vừa giới thiệu và tung ra thị trường xe Vios mới 2010. Vios 2010 tạo nên một hình ảnh mới mẻ của một chiếc xe thể thao, hướng tới sự hoàn hảo và bắt kịp sự thay đổi của thời đại nhằm đáp ứng nhu cầu đa dạng và ngày càng tăng của khách hàng. Với thiết kế ấn tượng, đèn sương mù mạ bạc, kính chiếu hậu điều chỉnh gập, mở bằng nút bấm với mặt gương lớn tạo sự thoải mái tối ưu và tầm quan sát tốt hơn khi rẽ hoặc đỗ xe. Đèn báo rẽ được tích hợp trên kính chiếu hậu đã tăng thêm sự an toàn cho người lái và tôn thêm vẻ hiện đại của chiếc xe. Theo các nhà sản xuất thì xe ôtô Vios mới 2010 được trang bị một thiết bị an toàn tiêu chuẩn quốc tế ở mức cao nhất nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong trường hợp xảy ra va chạm từ phía trước như hệ thống chống bó cứng phanh cùng hệ thống phân lực phanh điện tử và trợ lực phanh khẩn cấp. Xe Vios mới 2010 trang bị động cơ 1.5 với 16 van DOHC và công nghệ VVT-i nên động cơ xe luôn được vận hành và tăng tốc ở chế độ ổn định, đốt cháy triệt để và tiết kiệm nhiên liệu, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Được đánh giá là hình ảnh của sự trẻ trung và năng động. Đây là chiếc xe được thiết kế dành cho người tiêu dùng khu vực châu Á. Lần đầu tiên giới thiệu tại Việt Nam vào tháng 8/2003, Vios luôn giữ vị trí số 1 trong phân khúc xe sedan hạng nhỏ trung cấp với doanh số bán cộng dồn xấp xỉ 18.000 xe, chiếm gần 50% thị phần trong phân khúc thị trường cùng hạng. 1.2.2 Thông số kỹ thuật của ô tô Toyota Vios Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của ô tô Toyota Vios Động cơ / Engine  1.5 C   Hộp số / Transmission  5 số sàn / 5 M/T   KÍCH THƯỚC - TRỌNG LƯỢNG / DIMENSION - WEIGHT   Kích thước tổngthể / Overall   Dài x Rộng xCao / L x W x H  mm  4300 x 1700 x1460   Chiều rộng cơsở / Tread  Trước x Sau /Front x Rear  mm  1480 x 1470   Khoảng sáng gầm xe /Ground clearance  mm  150   Bán kính vòng quay tốithiểu / Min.Turning Radius  m  4.9   Trọng lượng /Weight  Không tải / Curb  kg  1020 - 1075    Toàn tải / Gross  kg  1485   Dung tích bình nhiên liệu /Fuel Tank Capacity  L  42   Dung tích khoang chứa hành lý/ Luggage space  L  448   ĐỘNG CƠ / ENGINE   Loại / Engine type  4 xy lanh, thẳng hàng, 16 van,DOHC, VVT-i / 4 cylinders, in-line,16-valve, DOHC with VVT-i   Dung tích công tác / Displacement  cc  1497   Công suất tối đa / Max. Output(SAE-Net)   HP/rpm  107 / 6000    kW/rpm  80 / 6000   Mô men xoắn tối đa / MaxTorque (SAE-Net)  Kg.m/rpm  14.4 / 4200    Nm/rpm  141 / 4200   Tiêu chuẩn khí xả / Emission Control  Euro 4   KHUNG GẦM / CHASSIS   Hệ thống treo/ Suspension  Trước / Front  Kiểu Macpherson / Macpherson Strut    Sau / Rear  Thanh xoắn / Torsion beam   Phanh / Brakes  Trước / Front  Đĩa thông gió / Ventilated Disc    Sau / Rear  Tang trống / Leading-trading Drum   Lốp xe / Tires  175/65R14   Mâm xe / Wheels  Mâm thép 14" / Steel 14"   1.2.3 Hệ thống phanh thủy lực trên ô tô Toyota Vios Hiện nay hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực chiếm một số lượng lớn trong các hệ thống phanh được sử dụng. Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực là hệ thống phanh sử dụng chất lỏng (dầu phanh) để truyền lực tác động. Lực tác động sẽ từ bàn đạp phanh truyền tới các bánh xe nhờ quá trình di chuyển của dầu phanh. 1.2.3.1 Cấu tạo hệ thống phanh của xe toyota vios Phanh chân được sử dụng để điều khiển tốc độ xe và dừng xe. Thông thường, phanh đĩa được sử dụng trên các bánh xe phía trước, còn phanh đĩa và phanh trống được dùng trên các bánh xe phía sau.
1 - Bàn đạp phanh 2 - Trợ lực phanh 3 - Xi lanh phanh chính 4 - Van điều hoà lực phanh (van P) 5 - Phanh đĩa 6 - Phanh trống 1.2.3.2 Nguyên lý hoạt động Khi phanh người lái đạp chân lên bàn đạp phanh thông qua hệ thống đòn bẩy đẩy piston của xilanh chính dịch chuyển đẩy dầu trong buồng xilanh, dầu trong xilanh bị ép có áp suất cao được dẫn qua đường ống. Dầu áp suất cao được đưa tới buồng của xilanh phanh, dầu đẩy piston chuyển động đẩy hai guốc phanh có má phanh ép sát vào tang trống (ép má phanh vào đĩa phanh) thực hiện quá trình phanh bánh xe do trống phanh (đĩa phanh) gắn liền với moayơ bánh xe. Khi thôi phanh lò xo kéo hai má phanh về vị trí ban đầu. Dưới tác dụng của lò xo, các piston sẽ dịch chuyển về vị trí ban đầu, ép dầu trở lại buồng dầu của xilanh phanh chính. 1.2.3.3 Ưu, nhược điểm * Ưu điểm - Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế. Có hiệu suất cao. Độ nhậy tốt. Kết cấu đơn giản. Có khả năng dùng trên nhiều loại xe ôtô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh. * Nhược điểm Không thể làm tỷ số truyền lớn nếu không có cường hóa, nên chỉ dùng cho ôtô có trọng lượng toàn bộ nhỏ. Lực tác dụng lên bàn đạp lớn, hiệu suất dẫn động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp do sự thay đổi thể tích của dầu phanh. Ngoài ra hệ thống phanh thủy lực khi sử dụng dẫn động một dòng, nếu bị rò rỉ thì cả phanh trước và phanh sau đều không làm việc. Để khắc phục các nhược điểm này, người ta hay sử dụng hiện nay là hệ thống phanh thủy lực với trợ lực khí nén hoặc chân không, dẫn động hai dòng hoặc sử dụng bộ chia dòng. 1.2.4 Các phần tử cơ bản của hệ thống phanh 1.2.4.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của phanh đĩa Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.15.
Hình 1.15 Kết cấu của cơ cấu phanh Cấu tạo 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 xilanh bánh xe. Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các piston của các xilanh bánh xe. Má phanh đĩa Đây là vật liệu ma sát dùng để ép vào rôto phanh đĩa đang quay. Các hạng mục bảo dưỡng định kỳ bao gồm việc kiểm tra chiều dày má phanh đĩa. Tấm chống ồn Tránh cho tiếng kêu khác thường khi má phanh bị rung tại thời điểm phanh
Hình 1.16 Cấu tạo của má phanh 1 - Má phanh đĩa 2 - Tấm chống ồn Rôto phanh đĩa
Hình 1.17 Cấu tạo roto phanh đĩa Đó là một đĩa kim loại, nó quay cùng với bánh xe. Có loại đĩa đặc được làm từ một đĩa rôto và loại có các lỗ thông gió bên trong. * Ưu điểm của phanh đĩa Phanh đĩa được dùng phổ biến cho xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp ở cầu trước. Ngày nay, phanh đĩa được dùng cho cả cầu trước và cầu sau vì các ưu điểm chính sau: - Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng. - Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong sản xuất. - Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanh kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều đó giúp cho các bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở tốc độ cao. - Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng các khối lượng các chi tiết không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của xe. - Khả năng thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài là dễ dàng. - 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 trong một thời gian ngắn. - Không cần điều chỉnh phanh. * Nhược điểm của phanh đĩa - Nhược điểm của phanh đĩa là khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh không được che đậy kín, bụi bẩn sẽ lọt vào khe hở giữa má phanh và đĩa phanh khi ôtô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa đĩa phanh và má phanh khi phanh, phanh sẽ kém hiệu quả. - Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn. Phanh đĩa có tiếng kêu rít do sự tiếp xúc giữa đĩa phanh và má phanh. - Lực phanh nhỏ hơn. Với ưu điểm lớn nhất đó là kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh cao như phân tích trên thì loại phanh đĩa giá đỡ di động lại có ưu điểm là xilanh thuỷ lực của cơ cấu phanh đặt một bên nên dễ dàng bố trí cơ cấu phanh và do loại phanh đĩa giá đỡ di động có thể tự lựa khi phanh nên hiệu quả phanh tốt hơn và phanh ăn êm dịu hơn cho nên ta chọn loại phanh đĩa có giá đỡ di động làm cơ cấu phanh trước. 1.2.4.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh tang trống Một trống phanh quay cùng với bánh xe. Guốc phanh sẽ ép vào trống phanh từ bên trong. Ma sát này sẽ điều khiển chuyển động quay của bánh xe… Cần phải kiểm tra trống phanh và má phanh.
Hình 1.18 Cơ cấu phanh guốc 1 - Xylanh phanh bánh xe Có một píttông, có gắn một vành cao su (cupen), được lắp trong xylanh. Píttông truyền áp suất thuỷ lực đến guốc phanh từ xylanh phanh chính và ép má phanh vào. 2 - Guốc phanh Má phanh là một loại vật liệu ma sát dùng để ép vào trống phanh đang quay, nó được gắn lên trên bề mặt của guốc phanh. Guốc đẩy tạo ra tác dụng tự cường hoá được gắn theo hướng chuyển động của xe. Guốc kéo được lắp ở phía đối diện với guốc đẩy. 3 - Má phanh Má phanh là một loại vật liệu ma sát dùng để ép vào trống phanh đang quay, nó được gắn lên trên bề mặt của guốc phanh. Guốc đẩy tạo ra tác dụng tự cường hoá được gắn theo hướng chuyển động của xe. Guốc kéo được lắp ở phía đối diện với guốc đẩy. 4 - Trống phanh Trống phanh quay cùng với bánh xe. 5 - Píttông Bộ phận mà nhận áp suất thuỷ lực từ xylanh phanh chính và ép guốc phanh vào trống phanh. 6 - Cupen Cupen là chi tiết bằng cao su dùng để làm kín giữa xylanh bánh xe và píttông. * Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh loại tang trống - Khi ở trạng thái không làm việc thì dưới tác dụng của lò xo 4 làm cho má phanh và tang trống không tiếp xúc nhau. - Khi ở trạng thái làm việc thì áp suất dầu được tạo ra từ xilanh phanh chính sẽ đến các xilanh phanh các bánh xe, lực sinh ra thắng lực lò xo và ép các má vào tang trống và đây là quá trình biến cơ năng thành nhiệt năng. * Ưu, nhược điểm Cấu tạo của cơ cấu phanh guốc đối xưng qua trục là khá đơn giản, việc bảo dưỡng sửa chữa không phức tạp. Do vậy, nó có tính kinh tế cao. Tuy nhiên, do đặc trưng của loại phanh này là má phanh làm việc không đều, đầu trên của má phanh làm việc nhiều hơn nên bị mòn nhiều hơn, má phanh bị mòn không đều. Ngoài ra, đối với loại sử dụng cụm xilanh thủy lực thì do lực tác dụng lên hai má không đều nhau nên khi chế tạo có một guốc dài hơn (guốc xiết) một guốc ngắn hơn (guốc nhả). Do má phanh không bám đều lên tang trống nên loại này hiệu quả phanh không cao. 1.2.4.3 Cụm dẫn động phanh
Hình 1.19 Cấu tạo cụm dẫn động phanh 1 - Bình chứa 2 - Xy lanh 3 - Đến các phanh trước 4 - Đến các phanh sau A - Bàn đạp phanh Là bộ phận được điều khiển bằng lực đạp chân của lái xe. Lực này sẽ được chuyển hoá thành áp suất thuỷ lực, nó tác dụng lên hệ thống phanh.Độ lớn của lực phanh được xác định bằng độ lớn của lực mà lái xe tác dụng lên bàn đạp. Cần phải kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp, độ cao và khoảng cách dự trữ khi bảo dưỡng định kỳ. B - Trợ lực phanh Thiết bị để tăng lực tác dụng lên xylanh phanh chính theo độ lớn của lực đạp phanh do lái xe tạo ra. Chân không từ hệ thống nạp của động cơ được sử dụng làm nguồn năng lượng trợ lực. C - Xy lanh phanh chính Bộ phận biến đổi lực đạp của lái xe thành áp suất thuỷ lực. Nó bao gồm bình chứa, nó lưu trữ dầu phanh và xylanh phanh chính, nó tạo ra áp suất thuỷ lực. Xylanh phanh chính chuyển lực đạp của lái xe thành áp suất thuỷ lực. Áp suất thuỷ lực này sau đó được cấp đến các càng phanh đĩa của các bánh trước và sau, và đến xylanh bánh xe của phanh trống. 1.2.4.4 Van điều hoà lực phanh
Hình 1.20 Cấu tạo bộ phận điều hòa lực phanh 1 - Trợ lực phanh 2 - Xi lanh phanh chính 3 - Van điều hoà lực phanh 4 - Phanh trước trái 5 - Phanh sau trái Van này được đặt giữa xylanh phanh chính và phanh sau. Nó phân phối áp suất thuỷ lực một cách thích hợp đến các bánh trước và sau nhằm tạo ra lực phanh ổn định. Áp suất thuỷ lực tăng tác dụng lên các phanh sau (mà có xu hướng bó cứng trong khi giảm tốc) được đặt thấp hơn so với các phanh trước. 1.2.4.5 Phanh đỗ Phanh tay được sử dụng chủ yếu khi xe đỗ. Chúng khoá một cách cơ khí các bánh sau. Các hạng mục bảo dưỡng định kỳ bao gồm việc điều chỉnh cần phanh đỗ.
Hình 1.21 Hệ thống phanh đỗ 1 - Cần phanh tay Cần vận hành của phanh tay2 - Cáp phanh tay Cáp truyền lực của cần phanh tay đến phanh tay.3 - Phanh sauÉp guốc phanh (má phanh đĩa) vào trống phanh (đĩa rôto) để giữ xe đứng yên tại chỗ.Loại dùng chung với phanh chân
Hình 1.22 Hệ thống phanh kết hợp 1 - Guốc phanh; 2 - Cần guốc phanh; 3 - Píttông ; 4 - Má phanh đĩa; 5 - Rôto phanh đĩa ; 6 - Cáp phanh tay A - Loại phanh trống Kéo cần guốc phanh có gắn cáp và ép guốc phanh vào trống phanh để cố định nó. B - Loại phanh đĩa Kéo cần phanh có gắn cáp và ép má phanh vào đĩa phanh bằng píttông để cố định nó. 1.3 NHỮNG CẢI TIẾN TRÊN HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ HIỆN NAY Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhanh của kỹ thuật điều khiển điện tử và tự động, các hệ thống điều khiển trên ôtô ngày càng được cải tiến và hoàn thiện hơn, góp phần nâng cao tính tiện nghi và an toàn sử dụng của ôtô. Nhằm nâng cao tốc độ chuyển động và tính an toàn chủ động của ôtô, có thể nói hệ thống phanh là một trong những mục tiêu được đầu tư và phát triển nhiều nhất và cũng đã đem lại những hiệu quả lớn nhất. Một hệ thống phanh hiện đại có rất nhiều chức năng ưu việt, không chỉ có tác dụng trong việc giảm tốc độ hay dừng xe, mà còn can thiệp cả trong quá trình khởi động và tăng tốc của ôtô, khống chế các hiện tượng quay vòng thiếu, quay vòng thừa, làm tăng tính ổn định của xe khi chuyển động trên đường. 1.3.1 Hệ thống phanh ABS - Hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh (ABS – Antilock Braking System):
Hình 1.23 Hệ thống phanh ABS Chống hiện tượng bó cứng và trượt lết của bánh xe khi phanh, tăng hiệu quả và tính ổn định phanh. Hệ thống phân phối lực phanh bằng điện tử (EBD - Electronic Brake-force Distribution): Phân phối lực phanh đến các bánh xe phù hợp với chế độ tải trọng, chống hiện tượng sớm bị bó cứng bánh xe khi phanh.
Hình 1.24 Hệ thống phân phối lực phanh bằng điện từ Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp (BAS - Brake Assist System):
Hình 1.25 Hệ thống hỗ trợ lực phanh Tăng lực phanh trong các trường hợp phanh khẩn cấp, giúp rút ngắn quãng đường phanh tốt nhất. Hệ thống EBR (Engine Brake Regulation)
Hình 1.26 Hệ thống EBR Chống hiện tượng trượt lết của các bánh xe chủ động khi chạy trơn và phanh bằng động cơ, đảm bảo tính ổn định của xe. Hệ thống SBC (Sensortronic Brake Control):
Hình 1.27 Hệ thống phanh tích hợp điều khiển điện tử. 1.3.2 Hệ thống phanh thông minh giúp xe tiết kiệm nhiên liệu Các lập trình viên người Anh đã công bố, những tài xế sử dụng phần mềm điều chỉnh pha