Đồ án Khảo sát hệ thống phanh xe kia k3000s

ng trong trường hợp lưu lượng tăng nhanh ở chế độ phanh ngặt, bên cạnh bơm thủy lực cần phải có các bộ tích năng có nhiệm vụ : tích trữ năng lượng khi hệ thống không làm việc và giải phóng nó cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khi cần thiết. Sơ đồ và nguyên lý làm việc (hình 2 - 6) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Hình 2 - 6 : Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng. 1 - Bàn đạp. 2 - Xylanh chính 3 - Van phanh. 4 - Van phanh. 5 - Xylanh bánh xe. 6 - Xylanh bánh xe. 7 - Bộ tích năng. 8 - Bộ điều chỉnh tự động kiểu áp suất rơle. 9 - Bộ tích năng. 10 – Van an toàn. 11 - Bơm. Nguyên lý làm việc : Trên các ô tô tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm và các bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xa nhờ dẫn động thủy lực hai dòng với xylanh chính 2. Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và 4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xylanh bánh xe 5 và 6. Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng cao. Bộ điều chỉnh tự động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho hệ thống khỏi bị quá tải. 2.2.2.2. Dẫn động khí nén : a. Ưu nhược điểm : Ưu điểm : Ðiều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ. Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm). Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như : phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,.... Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động. Nhược điểm : Ðộ 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. b. Sơ đồ dẫn động chính : Dẫn động phanh trên ôtô đơn. Sơ đồ và nguyên lý làm việc :(Hình 2.7). Hình.2.7: Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc 1 - Máy nén khí 2 - Van an toàn 3- Bộ điều chỉnh áp suất 4 - Bộ lắng lọc và tách ẩm 5 - Van bảo vệ kép 6,10 - Các bình chứa khí nén 7,9 - Các bầu phanh xe kéo 8 - Tổng van phân phối Nguyên lý làm việc : Không khí nén dược nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 3, bộ lắng lọc và tách ẩm 4 và van bảo vệ kép 5 vào các bình chứa 6 và 10. Van an toàn 2 có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều điều chỉnh áp suất 3 có sự cố. Các bộ phận nói trên hợp thành phần cung cấp (phần nguồn) của dẫn động. Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 8. Ở trạng thái nhả phanh, van 8 đóng đường không khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và mở thông các bầu phanh với khí quyển. Khi phanh : Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc : Cắt đường thông các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các bầu phanh 7 và 9, tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh lái xe lại. Khi nhả phanh : Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồi vị. 3.TỔNG THỂ VỀ XE KIA3000S 3.1. SƠ ÐỒ TỔNG THỂ VỀ XE KIA K3000S Hình 3.1. Sơ đồ tổng thể về xe KIA K 3000s 3.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN. Bảng 3.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe KIA K3000S. Thông Số Ký Hiệu Giá trị Ðơn Vị Tải trọng cho phép Gt 1400 Kg Khối lượng bản thân xe G0 1980 Kg Trọng lượng toàn bộ khi đầy tải Ga 3605 Kg Chiều cao lớn nhất Ha 2120 mm Chiều rộng lớn nhất Ba 1770 mm Chiều dài lớn nhất La 5330 mm Chiều dài cơ sở L 2760 mm Tốc độ lớn nhất Vmax 118 Km/h Chiều cao của thùng hàng Ht 380 mm Chiều rộng thùng hàng Bt 1650 mm Chiều dài thùng hàng Lt 3400 mm Bán kính quay vòng R 5,5 mm Dung tích thùng nhiên liệu 60 lít Số chỗ ngồi 03 Lốp xe trước/sau 6.50-16/5.50-13 3.3. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ Động cơ ô tô KIA K3000S có những đặc điểm kết cấu và những thông số kỹ thuật như sau : Kiểu động cơ: 4 xylanh thẳng hàng. Động cơ Diezel 4 kỳ, buồng đốt hình cầu ở giữa piston. Làm mát bằng nước thông qua bơm ly tâm. Quạt gió có 8 cánh. Loại động cơ thẳng hàng 4 xylanh. Đường kính piston: D = 98 [mm]. Hành trình piston: S = 98 [mm]. Dung tich xylanh: 2.957 cc. Tỷ số nén: e = 22. Công suất cực đại: Nemax = 90(Kw)/4000(v/p). Momen cực đại: Memax = 195(Nm)/2200(v/p). Piston chế tạo bằng kim loại nhẹ. Trục khuỷu được rèn dập và có 5 ổ bạc. Thời gian đóng mở: Góc mở sớm xupap nạp: α1 =120 Góc đóng muộn xupap nạp: α 2 = 400 Góc mở sớm xupap thải: α 3 = 500 Góc đóng muộn xupap thải: α 4 =120 Thứ tự nổ của động cơ: 1 - 3 - 4 - 2 3.3.1. Hệ thống bôi trơn. Hệ thống bôi trơn dưới tác dụng của bơm bánh răng. Bơm dầu kiểu: Bánh răng đôi (hành tinh). Van phân phối theo tải: 608 - 667 [Kpa]. Làm mát dầu kiểu bằng nước. Dung tích dầu bôi trơn: 7,9 [lít]. Dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức nhờ bơm dầu tạo ra áp lực để đưa dầu đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát. Bơm dầu : dùng bơm bánh răng, được dẫn động từ trục cam động cơ Bầu lọc : dùng bầu lọc li tâm hoàn toàn , bầu lọc được lắp nối tiếp với mạch dầu từ bơm dầu bơm lên. Do đó toàn bộ dầu nhờn do bơm dầu cung cấp điều đi qua bầu lọc. Một phần dầu nhờn phun qua lổ phun làm quay rôto của bầu lọc rồi về lại cacte còn phần lớn dầu nhờn được lọc sạch rồi đi theo đường dầu chính để đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát . Bộ tản nhiệt : để làm mát dầu nhờn sau khi dầu nhờn đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát . Bộ tản nhiệt dạng ống , làm mát bằng không khí được lắp trước bộ tản nhiệt dùng nước. Dầu sau khi được làm mát được trở lại cacte động cơ. 3.3.2. Hệ thống nhiên liệu. Hệ thống cung cấp nhiên liệu thuộc loại cưỡng bức nhờ bơm nhiên liệu để chuyển nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp Thùng nhiên liệu có dung tích 60 lít. Bơm cao áp có 4 tổ bơm đặt thẳng hàng và được dẫn động từ trục cam của động cơ . Trên bơm cao áp có đặt bộ điều tốc để hạn chế khi động cơ vượt tốc . 1 2 3 4 5 6 6 Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống nhiên liệu. 1 - Lọc tinh; 2 – Ống hồi dầu; 3 - Điều khiển đóng mở nhiên liệu; 4 – Vòi phun; 5 – Nút xả; 6- Thùng nhiên liệu 3.3.3. Sơ đồ hệ thống làm mát. Dùng chất lỏng (nước) để làm mát động cơ . Người ta sử dụng phương pháp làm mát tuần hoàn cưởng bức một vòng kín. Nước từ két nước được bơm nước hút vào động cơ để làm mát. Nước sau khi đi làm mát động cơ được đưa trở lại két nước để làm mát. Bơm nước kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làm tăng lượng gió qua kết làm mát nước. Két làm mát nước được đặt trước đầu của ôtô để tận dụng lượng gió qua két để làm mát nước. Hình 3.3 : Sơ đồ hệ thống làm mát. 1.Van hằng nhiệt; 2. Ống dẫn nước; 3. Bơm nước; 4. Ống dẫn hơi nước 5. Ống phân phối nước; 6. Van xả nước; 7. Làm mát dầu; 8. Ống dẫn nước đến bơm 9.Quạt gió; 10. Két làm mát 3.4. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC 3.4.1. Ly hợp và hộp số. Ly hợp một đĩa ma sát. Đường kính trong của đĩa ly hợp: 170 [mm]. Tỷ số truyền bàn đạp: 7,5. Đường kính ngoài của đĩa ly hợp: 195 [mm]. Hộp số gồm 5 số tiến và một số lùi. Hình 3.4: Cấu tạo hộp số. 1. Thân hộp số 6. Trục thứ cấp 2. Bánh răng hộp số 7. Trục trung gian 3. Bộ đồng tốc 8. Ổ bi 4. Bánh răng đo tốc độ 9. Trục sơ cấp 5. Bích nối Tỷ số truyền: Số I : 5,83 Số II: 2,855 Số III: 1,588 Số IV: 1,000 Số V: 0,744 Số lùi: 5,371 3.4.2.Các đăng : Các đăng được nối giữa hộp số và cầu chủ động sau . Trên các đăng có 2 khớp nổi chử thập và một khớp nối bằng then hoa. Trong khớp nối chử thập có lắp các ổ bi kim . Khớp nối then hoa dùng để thay đổi chiều dài trục các đăng khi dầm cầu sau dao động tương đối so với khung xe. 3.5. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG LÁI Hình 3.5: Hệ thống lái. 1. Khớp nối trục 9. Bạc lót 2. Vỏ bọc bánh răng 10. Trục dẩn động lái 3. Bi cầu 11. Vỏ bọc van lái 4. Rãnh bi 12. Vòng bi 5. Bạc lót 13. Thanh kéo 6. Vỏ mặt bên 14. Piston thanh răng 7. Bu lông điều chỉnh 15. Bi cầu 8. Đĩa điều chỉnh 16. Trục lái 17. Vòng bi . Đường kính ngoài của vô lăng: 430 [mm] Cột lái có thể điều chỉnh được, vô lăng có thể lên xuống theo chiều dọc trục là 50 mm, nghiêng về phía trước 10-300 và nghiêng về phía sau 20-300. Trợ lực lái dạng tuần hoàn . Hình thang lái sau trục trước. Dầu sử dụng Loại ATF Số lượng 20 lít Để tăng an toàn cho lái xe, cột lái có chức năng giảm sóc dưới dạng dập về phía trước. 3.6. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không. Hình 3.6: Hệ thống phanh. 1 - Trống phanh; 2 - Guốc phanh; 3 - Xylanh bánh xe; 4 - Thân xylanh bánh xe; 5 - Lò xo; 6 - Chốt. Xylanh chính: Đường kính xylanh: 25,4[mm]. Dung tích: 270 [cc]. Đường kính xylanh con bánh trước: 28,5 [mm] Đường kính trống phanh trước: 320 [mm]. Đường kính xylanh con bánh sau: 25,4 [mm]. Đường kính trống phanh sau: 320 [mm]. Chiều cao bàn đạp: 195 [mm]. 3.7. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TREO Hệ thống treo phía trước: Bộ phận đàn hồi sử dụng nhíp nhiều lá với các thông số cơ bản sau Số lá nhíp : 07 Chiều dài lá nhíp trên cùng :1200 [mm] Chiều rộng : 70 [mm] Chiều dày : 8 [mm] Bộ phận giảm chấn sử dụng giảm chấn ống lồng tác động kép Hình 3.7: Hệ thống treo trước. 1.Chốt nhíp 2. Ụ cao su 3.Sắt xi 4. Giảm chấn 5.Dầm cầu 6.Bulông quang nhíp 7.Nhíp 8. Vòng kẹp Hệ thống treo phia sau: Bộ phận đàn hồi sử dụng nhíp nhiều lá với các thông số cơ bản : Chiều dài của lá nhíp trên cùng : 1250 [mm] Chiều rộng : 70 [mm] Chiều dày : 8 [mm] Bộ phận giảm chấn sử dụng giảm chấn ống lồng tác động kép Hình 3.7: Hệ thống treo sau. 1.Chốt nhíp 2. Ụ cao su 3. Sắt xi 4. Giảm chấn 5.Dầm cầu 6.Bulông quang nhíp 7.Nhíp 8. Vòng kẹp 3.8. CÁC BỘ PHẬN KHÁC 3.8.1. Hệ thống thiết bị điện Hệ thống điện trong ôtô có hiệu điện thế là 24 V. Hệ thống gồm bình ắcqui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm tra được lắp ở bên trong, phía trước lái xe.Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởi động động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanh và thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai, các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ thống không đảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện pháp cần thiết để khắc phục hỏng hóc. 3.8.2. Khung xe. Hai dầm dọc dập từ thép chữ U. Dạng hình bụng cá, bề mặt phẳng. Có 6 thanh đỡ và được ghép với nhau bằng đinh tán. 3.8.3. Buồng lái. Cửa sổ: 3 Số ghế: 3 Kính chắn gió: 1 Kính hậu rời: 1 kính hình tròn. Kính biên : Có hai kính và quay được. Để tăng độ chính xác khi đóng mở các phần cửa xe, buồng lái được thiết kế với các bộ phận được lắp ráp liền khối. Từ cánh buồng lái tới sàn buồng lái, từ phần trước và phần sau tới nóc buồng lái. Với các vật liệu gia cố phụ trợ được sử dụng cho phần bên trong của khung chính của cabin. Độ cứng vững của cabin được cải thiện đáng kể, nhờ đó tăng cường chức năng bảo vệ cho đội lái xe. Nóc cabin bao gồm khung nóc, các hộp gân tăng cứng chúng được hàn với tấm sau. Tấm kính chắn gió của cabin gồm nhiều lớp có độ dầy khác nhau, để bớt nguy hiểm hơn khi vỡ kính. 4. HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIA K3000S Hệ thống phanh trên xe KIA K3000S gồm : Hệ thống phanh chính (phanh chân) : Là hệ thống phanh gồm : Cơ cấu phanh và dẫn động phanh. Phanh dừng (phanh tay) : Dẫn động cơ khí gồm cần phanh và các dây kéo (bằng cáp). 4.1. HỆ THỐNG PHANH CHÍNH TRÊN XE KIA K3000S Cấu tạo hệ thống phanh chính xe KIA K3000S gồm có hai phần : Cơ cấu phanh loại trống guốc, phanh đĩa. Dẫn động phanh thủy lực, trợ lực chân không. 2 1 3 5 4 8 9 10 11 12 Hình 4.1.Sơ đồ hệ thống phanh chính xe KIA K3000S 1,2. Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe 3. Xylanh chính 4. Bình chân không 5. Bàn đạp 6. Lọc 7. Van chân không 8. Cần đẩy 9. Van chân không 10.Màng trợ lực 11 Khoang A 12.Khoang B Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe KIA K3000S : Khi phanh : người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm chân không 7 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston ( màng ) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 3, ép dầu theo các ống dẫn ( dòng 1 và 2 ) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh . Khi nhả phanh : van chân không 7 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không. 4.1.1. Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ôtô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài. Kết cấu gồm hai phần chính : Các phần tử ma sát và cơ cấu ép. Phần tử ma sát của cơ cấu phanh dạng : trống guốc, dạng đĩa Cơ cấu ép : Ép bằng xylanh thủy lực b) 4.1.1.1. Sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá a) Hình 4.2. Sơ đồ cơ cấu phanh a - Cơ cấu phanh trước b - Cơ cấu phanh sau Cơ cấu phanh sau (hình 4.2b) Cơ cấu ép gồm : Hai xylanh thủy lực làm việc riêng rẽ Guốc phanh không có điểm quay cố định, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết. Với kết cấu như vậy thì cả hai guốc đều tự siết theo chiều tiến. Cơ cấu phanh không có tính thuận nghịch, mômen sinh ra theo chiều tiến lớn hơn chiều lùi. Cơ cấu phanh có tính cân bằng . Hiệu quả phanh trong trường hợp này tăng nhiều hơn so với cách bố trí bình thường . Với cơ cấu phanh loại này thì kết cấu khá phức tạp và hiệu quả phanh theo chiều lùi giảm. Cơ cấu phanh trước (hình 4.2a) Cơ cấu ép gồm : hai xylanh thủy lực làm việc tác dụng đồng thời lên má phanh ép vào mâm phanh. Phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động. Má kẹp làm tách rời với xy lanh bánh xe Với kết cấu như vậy thì điều kiện làm mát tốt hơn ,nhiệt độ làm việc của cơ cấu phanh thấp. Tuy nhiên kết cấu như vậy có độ cứng vững không cao . Khi các chốt dẫn hướng bị mòn biến dạng , mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không đều ,hiệu quả phanh giảm và gây rung động 4.1.1.2. Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính. a. Cơ cấu phanh trước. Thông số kỹ thuật và kết cấu : Kích thước của đĩa phanh Đường kính ngoài * chiều dày : 294 * 35 [mm] Bề rộng má phanh : 100 [mm] Bề dày má phanh : 11 [mm] Đường kính xilanh lực : Æ 54 * 2 [mm] Hình 4 . 3.Cơ cấu phanh trước 1 . Má Kẹp 2. Piston 3. chốt dẫn hướng 4 . Đĩa Phanh 5. má phanh Nguyên lý làm việc : Khi phanh : Người lái đạp bàn đạp, dầu được đẩy từ xylanh chính đến bộ trợ lực, một phần trực tiếp đi đến xylanh an toàn và đến các xylanh bánh xe để tạo lực phanh, một phần theo ống dẫn đến đẩy piston mở van không khí cho khí quyển vào buồng bên trái của bộ trợ lực, tạo độ chênh áp giữa hai khoang trong bộ trợ lực. Chính sự chênh áp đó nó sẽ đẩy màng tác dụng lên piston trong xylanh thủy lực tạo nên lực trợ lực hỗ trợ cho lực đạp của người lái. Khi đó lực bàn đạp của người lái cộng với lực trợ lực sẽ tác dụng lên piston thủy lực ép dầu theo đường ống đến xylanh an toàn, rồi theo các đường ống dẫn độc lập đến các xylanh bánh xe trước và sau . Dầu có áp lực cao sẽ tác dụng lên piston trong xilanh bánh xe thông qua chốt đẩy eïp maï phanh vaìo träúng phanh Đối với phanh tang trống phía sau, và ép má phanh vào đĩa phanh với phanh đĩa phía trước thæûc hiãûn quaï trçnh phanh. Khi nhaí phanh : Caïc chi tiãút tråí vãö vë trê ban âáöu nhåì caïc loì xo häöi vë, maï phanh taïch ra khoíi träúng phanh, và đĩa phanh . Bäü pháûn âiãöu chènh khe håí : Nhờ bộ đàn hồi của vòng làm kín và độ đảo chiều trục của đĩa . Khi nhả phanh các má phanh luôn được giữ cách mặt đĩa một khe hở nhỏ . Do đó không đòi hỏi phải có cơ cấu tách má phanh và điều chỉnh khe hở đặc biệt Đĩa phanh : Thường được chế tạo bằng gang , đĩa đặc có chiều dày từ 8 – 13 [mm] . Đĩa xẻ rãnh thông gió dày 16 – 25 [mm] . Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hoặc đồng còn lớp mặt ma sát bằng gang xám. Má kẹp : đựơc đúc bằng gang rèn. Các xylanh thuỷ lực : được đúc bằng hơp kim nhôm. Để tăng tính chống mòn và giảm ma sát , bề mặt làm việc của xylanh được mạ một lớp crôm. Khi xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm , cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh . Một trong các biện pháp để giảm nhiệt độ dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với guốc phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim. Các thân má phanh : chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá. Tấm ma sát : của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích ma sát khoảng 12-16 % diện tích bề mặt đĩa nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi. 2 1 3 4 5 Hình 4 - 4 :Phanh đĩa 1. má phanh 2. Đường dầu vào 3 .Đĩa Phanh 4. Piston 5. Má Kẹp Cơ cấu ép : Ép bằng xylanh thủy lực (xylanh bánh xe) Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực còn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe, có kết cấu đơn giản, dễ bố trí. Thân của xylanh được chế tạo bằng gang xám, bề mặt làm việc được mài bóng. Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm, gồm 2 xi lanh con Xylanh được làm kín bằng các vòng cao su. Xylanh bánh xe : Thông số kỹ thuật và kết cấu : Ðường kính xylanh : Æ54*2 [mm] b. Cơ cấu phanh sau Thông số kỹ thuật và kết cấu : phanh sau là phanh trống guốc Ðường kính tang trống : 320 [mm] Bề rộng má phanh : 75 [mm] Bề dày má phanh : 8,5 [mm] Góc ôm má phanh trước : 113o Góc ôm má phanh sau : 113 o Ðường kính xylanh bánh xe : Æ 28,57 [mm] Hình 4 - 5 : Cơ cấu phanh sau 1 - Ðầu nối ống dẫn dầu 2 - Bít lỗ 3 - Ống dầu 4 - Mâm phanh 5 - Cụm xylanh bánh xe 6 - Ðai ốc điều chỉnh khe hở 7 - Khóa điều chỉnh 8 - Má phanh 9 - Guốc phanh 10 - Lò xo kéo 11 - Ðệm giữ 12 - Ðai ốc giữ guốc phanh 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 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, tăng thời gian chậm tác dụng... Ðể tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh. Ðiều chỉnh khe hở cơ cấu phanh : Ðiều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh nhờ mối ghép ren vít giữa cần đẩy và đuôi quả piston. Ðiều chỉnh bình thường bằng tay, ta dùng dụng cụ tác dụng lên đuôi quả piston để thay đổi vị trí tương đối giữa má phanh và trống phanh, nhờ đó thay đổi được khe hở giữa chúng. Trống phanh : Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe. Một chi tiết có độ cứng vững cao, chịu mài mòn và nhiệt dung lớn. Ðường kính trống phanh : d = 320 [mm] 320 Hình 4.6. Trống phanh Trống phanh được đúc bằng gang xám. Mặt ngoài của trống đúc được làm các gân dày để tăng độ cứng và tăng diện tính tản nhiệt. Các trống phanh được định tâm với moayơ, khi lắp ghép theo bề mặt hình trụ có đường kính d. Bề mặt làm việc (trụ trong) của trống phanh, sau khi gia công cơ được lắp với moayơ và cân bằng động. Guốc phanh : Ðược chế tạo bằng phương pháp hàn dập Các guốc loại hàn dập có khối lượng nhỏ tính công nghệ cao, ngoài ra còn có độ đàn hồi lớn, tạo điều kiện làm đồng đều áp suất trên bề mặt các má phanh. Mặt ngoài của guốc có gắn vành ma sát còn gọi là má phanh. Má phanh thường được gắn lên guốc phanh bằng đinh tán. Guốc phanh có các gân tăng độ cứng vững Vành ma sát được chế tạo bằng phương pháp ép định hình hỗn hợp sợi átbét cùng với các chất phụ gia như : Ôxit kẽm, Minium sắt và các chất kết dính như : cao su, dầu thực vật, dầu khoáng hay dựa tổng hợp. Mâm phanh : Là một chi tiết dạng đĩa, được dập từ thép lá bắt chặt với dầm cầu nhờ bulông. Ðây là một chi tiết đơn giản nhưng quan trọng vì nó là nơi lắp đặt và định vị tất cả các chi tiết khác của cơ cấu phanh. Cơ cấu ép : Ép bằng xylanh thủy lực (xylanh bánh xe) Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực còn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe, có kết cấu đơn giản, dễ bố trí. Thân của xylanh được chế tạo bằng gang xám, bề mặt làm việc được mài bóng. Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm, phía ngoài có ép các chốt thép làm chỗ tỳ cho guốc phanh. Xylanh được làm kín bằng các vòng cao su. Xylanh bánh xe : Thông số kỹ thuật và kết cấu : Ðường kính xylanh : 28,57 [mm] 9 1 2 3 4 5 6 7 8 Hình 4 - 6 : Xylanh bánh xe sau 1 - Xylanh 2 - Cup ben 3 - Piston 4 - Nắp chặn 5 - Bulông điều chỉnh 6 - Khóa điều chỉnh 7 - Vít xả gió 8 - Nắp đậy vít xả gió 9 - Ðầu nối ống dầu 4.1.2. Dẫn động phanh Dẫn động phanh gồm có hai phần : Phần dẫn động thủy lực Phần trợ lực chân không 4.1.2.1. Dẫn động thủy lực Dẫn động thủy lực gồm : Cụm xylanh chính đơn, bộ chia và các đường ống dẫn dầu riêng rẽ đến các xy lanh bánh xe trước và bánh xe sau . a. Xylanh chính Xylanh chính dùng trên xe K3000S là loại xylanh chính đơn có lổ bù. Công dụng : Xylanh chính là bộ phận quan trọng nhất và không thể thiếu trong dẫn động thủy lực. Nhiệm vụ : Tạo áp suất làm việc hay áp suất điều khiển cần thiết. Ðảm bảo lượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống. Thông số kĩ thuật của xylanh chính : Ðường kính xylanh chính : dc = 28 [mm] Hành trình lớn nhất của piston : S = 35 [mm] Xylanh chính được đúc bằng gang, bề mặt làm việc được mài bóng Piston xylanh chính được làm bằng hợp kim nhôm 1 2 3 6 4 Hình 4 - 7 : Xylanh chính 1,3. Piston 2. Lỗ bù 5. Chốt tỳ 4. Vòng chặn 6. Vòng làm kín 7. Thanh giằng 8,9. Lò xo Nguyên lý làm việc : Khi phanh, người lái đạp bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cần đẩy, đẩy piston với cup ben di chuyển vào phía trong che kín lổ thông làm dầu trong xylanh chính sinh ra một áp suất đẩy dầu đi theo đường ống dẫn tới xylanh của bộ trợ lực. Khi nhả phanh, các chi tiết trở về vị trí ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồi vị. Nếu khi nhả phanh đột ngột, do piston lùi lại rất nhanh thì phía trước piston sinh ra độ chân không, do dầu từ dòng dẫn động không kịp điền đầy, dưới tác dụng của độ chân không, dầu từ khoang trống sau piston đi qua các lổ nhỏ ở đáy piston và uốn cong mép cao su vào khoang trống phía trước piston điền đầy khoảng trống đó và loại trừ không khí lọt vào hệ thống phanh. b. Bộ chia Bộ chia của cơ cấu dẫn động phanh là một bộ phận dùng để phân dẫn động ra hai dòng độc lập, nhằm tăng tính an toàn trong trường hợp các phần tử của bánh xe trước hoặc bánh xe sau bị hư hỏng, tức là để ngắt (cắt) dòng khi bộ phận của cơ cấu dẫn động của dòng đó bị hư hỏng. Thông số kỹ thuật và kết cấu của xylanh an toàn : Ðường kính : 30 [mm] Hành trình piston : 27 [mm] 2 3 4 5 6 1 A A C C B 7 B C-C 7 Hình 4 - 8 : Bộ chia 1 - Ðầu bít thân xylanh 2 - Miếng đệm mặt bích 3 - Xylanh 4 - Lò xo 5 - Piston 6 - Vít xả khí 7 - Vít đóng đường dầu A - Ðường dầu nối với các xylanh bánh xe B - Ðường dầu vào từ bộ trợ lực Nguyên lý làm việc : Dầu từ bộ trợ lực vào bộ chia theo cửa B. Trong bộ chia có hai dòng dẫn động dầu riêng biệt đến hệ thống phanh trước và sau. Khi một trong hai dòng dẫn động có sự cố thì áp suất dầu trong bộ chia sẽ thắng lực lò xo 4 đẩy piston 5 đến đóng dòng dẫn đó lại nhưng vẫn cung cấp dầu đến dòng dẫn động còn lại. Thể tích công tác của một bộ chia phải lớn hơn thể tích dẫn động của các xylanh con trong một đường dẫn động phanh. 4.1.2.2. Bộ phận trợ lực chân không Bộ trợ lực chân không bao gồm : Bơm chân không Van hạn chế Bình chứa chân không Bộ trợ lực chân không Bầu lọc khí a. Bơm chân không Các thông số kỹ thuật và kết cấu của bơm : Thể tích công tác : 110 [cm3/vòng] Số vòng quay lớn nhất cho phép : 7200 [vòng/phút] Bơm chân không tạo được thể tích bình chứa chân không : 22 [lít] Áp suất dầu : 4,5 [kg/cm2] = 44.129925 [N/cm2] Phần quay với 4 cánh chuyển động Bơm chân không được nối phía sau trục máy phát điện của ôtô và được dẫn động thông qua máy phát điện. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 A B C D D D - D Hình 4.9 : Bơm chân không 1 - Ốc hãm 2 -Chốt thẳng 3 - Tấm chặn sau 4 - Vòng đệm 5 - Cánh bơm 6 - Phần quay (roto) 7 - Vỏ bơm (stato) 8 - Vòng chặn dầu 9 - Cụm nối với van kiểm tra 10 - Ống dẫn 11 - Trục dẫn động A - Lỗ dầu vào bôi trơn B - Cửa hút khí từ bầu chứa chân không C - Cửa xả khí và dầu Nguyên lý làm việc : Bơm chân không được nối phía sau trục máy phát điện của ôtô và được dẫn động thông qua máy phát điện. Bơm gồm có hai phần : Phần quay (roto) 6 đặt lệch tâm trong phần vỏ cố định 7 (stato) . Khi máy phát điện hoạt động, thông qua trục dẫn động thì phần roto của bơm quay. Khi phần roto quay với vận tốc đủ lớn, dưới tác dụng của lực ly tâm các cánh 5 vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến trong rãnh của roto và tỳ sát vào mặt trụ trong của vỏ bơm 7. Không khí được hút từ bình chứa chân không qua cửa hút B. Do roto và stato đặt lệch tâm nên khi cánh 5 rời khỏi cửa hút thì quá trình đẩy được bắt đầu, thể tích chứa khí giảm dần và áp suất tăng dần. Khi cánh 5 quay đến cửa thải C thì không khí được thải ra ngoài qua cửa thải C. Như vậy mỗi vòng quay của roto bơm thực hiện một quá trình hút và một quá trình thải. b. Van hạn chế Áp lực để mở van : 35 [mmHg] 4 B 3 2 1 A Hình 4 - 10 : Van hạn chế 1 - Lò xo 2 - Thân van 3 - Nắp van 4 - Vòng khóa A - Ðến bơm chân không B - Từ bình chứa chân không đến Nguyên lý làm việc : Khi bơm chân không làm việc, không khí sẽ được hút từ bình chứa chân không đến B, qua van hạn chế và ra khỏi van theo đường A. Khi bơm chân không không hoạt động, van có nhiệm vụ đóng đường dẫn không cho không khí đi ngược từ A vào B. Khi có hiện tượng rò rỉ không khí sẽ đi từ A đến B, trường hợp này phải thay van hạn chế. c. Bình chứa chân không Thể tích chứa : 22 [lít] Áp suất tối đa : 500 [mm.Hg] d. Bầu lọc khí Bầu lọc khí có nhiệm vụ lọc sạch các bụi bẩn lẫn trong không khí. Bụi bẩn lẫn trong không khí sẽ làm tăng độ mài mòn của các bề mặt ma sát và làm giảm lượng không khí hút vào bầu trợ lực. e. Bộ trợ lực chân không 7 1 3 2 4 5 6 Bộ trợ lực chân không là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao. Trong bầu trợ lực có các piston và van dùng để điều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực đạp và lực phanh. ` Hình 4.11. Bầu trợ lực 1 Piston 2 - Van chân không 3 - Van không khí 4 - Vòng cao su 5 - Cần đẩy 6 - Phần tử lọc 7 - Vỏ Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không : Bầu trợ lực chân không có hai khoang A và B được phân cách bởi piston 1 (hoặc màng). Van chân không 2, làm nhiệm vụ : Nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh. Van không khí 3, làm nhiệm vụ : cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khi đạp phanh. Vòng cao su 4 là cơ cấu tỷ lệ : Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh. Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không. Khi nhả phanh : van chân không 2 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không. Khi phanh : người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 5 dịch chuyển sang phải làm van chân không 2 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 3 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính , ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên piston 1 tăng thì biến dạng của vòng cao su 4 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 5, làm cho van không khí 3 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi. Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 5 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 3 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A. Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 4 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần 5, làm cho van không khí 3 đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại. Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ. 5. TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG PHANH XE KIA K3000S. 5.1. XÁC ÐỊNH MOMEN CẦN SINH RA Ở CƠ CẤU PHANH . Mômen phanh cần sinh ra được xác định từ điều kiện đảm bảo hiệu quả phanh lớn nhất, tức là sử dụng hết lực bám để tạo lực phanh. Muốn đảm bảo điều kiện đó, lực phanh sinh ra cần phải tỷ lệ thuận với các phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh xe. O V a b L Pj Ga hg P1 P2 Z2 Z1 Pw Hình 5-1 : Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh Momen phanh ở cơ cấu phanh trước : Theo [1] ta có : (5 - 1) (5 - 2) Mômen của cơ cấu phanh sau : (5 - 3) (5 - 4) (5 - 5) Trong đó : Mp1 - Mômen ở cơ cấu phanh trước Pp1 - Lực phanh tác dụng lên cơ cấu phanh trước Mp2 - Mômen ở cơ cấu phanh sau Pp2 - Lực phanh tác dụng lên cơ cấu phanh sau Z1 - Phản lực của mặt đường tác dụng cầu trước - Hệ số bám giữa lốp với mặt đường khi phanh Trọng lượng toàn bộ của xe : Ga = 3605 [kg] = 35365,05 [N] Phân bố cầu trước : G1 = 1117,5 [kg] = 10962,67 [N] Phân bố cầu sau : G2 = 2487,5 [kg] = 24402,37 [N] Chiều dài cơ sở : Lo = 2760 [mm] rbx - Bán kính làm việc của bánh xe có thể được xác định từ ký hiệu loại lốp là 6.50 - 16. Theo tài liệu [1] ta có : rbx = (B+d/2).25,4.lb Trong đó : B - Bề rộng của lốp d - Ðường kính vành bánh xe lb - Hệ số tính đến sự biến dạng của lốp Theo tài liệu [1] chọn : lb = 0,935 rbx = (6,5 + 16/2).25,4.0,935 rbx = 344,36 [mm] a,b và hg - Toạ độ trọng tâm của xe Toạ độ trọng tâm của xe :Theo [1] ta có : a = a = a = 1904,4 [mm] b = L0 - a b = 2760 - 1904,4 b = 865,56 [mm] hg - Ðược xác định sơ bộ theo các kích thước S1 (vết bánh xe của trục trước). hg = (0.ķ 0.8) . S1 với S1 =1470 [mm] hg = ( 1029 1176) [mm] Chọn hg = 1150 [mm] 5.1.1. Ðối với cơ cấu phanh trước. Mô men phanh của mỗi bánh xe cầu trước Mp1 : Thay giá trị vào các công thức (5-2) ta được : Mp1 = .(0,8656 +.1,15).0,3443 Mp1 = 2280,18.j.(0,8656+ j.1,15) Mp1 = 566,56.j + 2622,207.j2 (5.6) 5.1.2. Ðối với cơ cấu phanh sau : Mô men phanh của mỗi bánh xe cầu sau Mp2 : Thay các giá trị trên vào công thức (5 - 4) ta được : Mp2 = .(1,904 -.1,15).0,3443 Mp2 = 3832,982.j - 2622,207.j2 (5.7) Thay giá trị vào các công thức (5.6) và (5.7) ứng với các giá trị hệ số bám giữa lốp với mặt đường j ( 0,1- 0,8) ta có quan hệ mô men phanh lý thuyết giữa cầu trước và sau được cho ở bảng 5-1 và biểu diễn trên đồ thị đặc tính phanh xe KIA3000S như trên hình 5-1. j 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Mp1 214.13 479 794.61 1161 1578.1 2045.9 2564.5 3133.8 Mp2 394.79 738.83 1032.1 1274.7 1466.5 1607.6 1697.9 1737.5 Bảng 5.1. Quan hệ mômen phanh giữa cầu trước và cầu sau. Hình 5-2 : Ðồ thị quan hệ mômen phanh của xe KIA K3000S 5.2. XÁC ÐỊNH MOMEN PHANH MÀ CƠ CẤU PHANH CÓ THỂ SINH RA. Ðể đạt được mục đích của đường đặc tính lý tưởng nêu trên trong thực tế là không thể thực hiện được; vì mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra thường tỷ lệ bậc nhất với áp suất dầu trong hệ thống. Do vậy quan hệ giữa mô men do cơ cấu phanh tạo ra đối với cầu sau và cầu trước cũng là tỷ lệ bậc nhất (tuyến tính). Ðể thấy rõ tính chất này, ta xét mô men phanh thực tế do các cơ cấu phanh sinh ra cho bánh xe. P y x r h’ h” s h da b ao a1 dN dT O C 5.2.1. Ðối với cơ cấu phanh sau : Hình 5.3: Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh Các thông số đã biết : Ðường kính tang trống dt = 320 [mm] Ðường kính xi lanh công tác d1= 28,57[mm] Khoảng cách từ tâm bánh xe đến đường tâm xylanh công tác: h’ = 120 [mm] Khoảng cách từ tâm bánh xe đến đường tâm điểm tỳ : h’’= 120 [mm] Khoảng cách từ tâm của xylanh công tác đến tâm điểm tỳ : h = 240 [mm] Khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm tỳ : s = 122 [mm] Bề rộng má phanh : b = 75 [mm] Góc ôm của má phanh guốc trước : b = 113o Góc đặt má phanh guốc trước : ao = 13o a1= 128o Góc ôm của má phanh guốc sau : b = 113o Góc đặt má phanh guốc sau : a = 13o a2 = 128o Lực do piston tác dụng lên guốc phanh : Trong đó : P - Lực do piston tác dụng lên guốc phanh d1 - Ðường kính xylanh bánh xe sau p1 - Aïp suất dầu cực đại dòng sau. Thay các số liệu vào công thức (5 - 6) ta được : P =.p1 P = 639,407.10-6.p Ðường kính của trống phanh : dt = 320 [mm] [mm] Tổng mômen phanh đối với cơ cấu phanh có hai guốc cùng tự siết và có kích thước như nhau trong dẫn động thủy lực. MpS = 2M1,2 = (5-7) Trong đó : = 0,3- Hệ số ma sát giữa trống phanh và guốc phanh (5-8) (5-9) A = 0,65 B = 0,393 Thay các số liệu trên vào (5 - 7) ta được : Tổng mômen phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra : MpS = 2M1,2 = Mps = , p1 = 11,103 (MN/m2) Mps = .11,103.106 = 2120,52 [N.m] 5.2.2: Đối với cơ cấu phanh trước: Giả sử rằng có lực P tác dụng lên vòng ma sát với bán kính trong là R1 và bán kính ngoài là R2 , lúc đó áp suất trên vòng ma sát sẽ là : q = Trên vòng ma sát ta xét một vòng phần tử nằm cách tâm O bán kính R với chiều dày dR. Mômen lực ma sát tác dụng trên vòng phần tử đó là : dMms = m.q.2.pR.dR.R =m.q.2.p .R2.dR Hình.5.4: Sơ đồ để tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát Mômen các lực ma sát tác dụng trên toàn vòng ma sát là : Cuối cùng ta có mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là : Mpt = mP (5.10) Trong đó : m -hệ số ma sát , m = 0,3 . R1-bán kính trong của đĩa ma sát , R1 = 0.092 [m] R2-bán kính ngoài của đĩa ma sát, R2 = 0.147 [m] P -lực ép lên đĩa má phanh [N] Xác định lực ép lên đĩa má phanh : P = (5.11) Với : i - số lượng xi lanh , i = 2 . d - đường kính xi lanh bánh xe , d = 54 [mm ] . p - áp suất dầu , p = 11,103 [MN/m2 ]= 1110,3 [N] thay số vào (4.2) : P = 509544.756 [N] Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là : Mpt = 0.3.509544,756 = 1858,96 [N.m] 5.3. LỰC TÁC DỤNG LÊN BÀN ÐẠP PHANH : Ðể tạo ra áp suất dầu trong xy lanh công tác, dẫn động phanh dầu xe KIA K3000S sử dụng xy lanh đơn dùng trợ lực chân không. Kết cấu đã được giới thiệu ở phần 1 Lực bàn đạp phanh khi không có trợ lực: Ta có phương trình cân bằng lực bàn đạp : Pbđ .idđ. hdđ = h (5 - 12) Trong đó : Pbđ : Lực bàn đạp phanh Tỷ số truyền dẫn động bàn đạp phanh idđ : idđ = 4,1 (theo catalog) hdđ - Hiệu suất dẫn động hdđ = 0,8 pd - Áp suất dầu trong hệ thống pd = 11,103 [MN/m2] dc - Ðường kính xylanh chính dc = 28 [mm] Từ (5 - 12) ta suy ra : Pbđ = (5.13) Pbđ = = 1333,3 [N] Lực bàn đạp phanh khi có trợ lực : Lực do bầu trợ lực chân không sinh ra : Ptl = Trong đó : Dpmax : Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang , Dpmax= 165 [mmHg] = 21710,53 [N/m2] ibđ : Tỷ số truyền của bàn đạp, được xác định : = 4,1 Sp(m) :Diện tích hiệu dụng của màng của bầu trợ lực Sp(m) = =(m2) Thay số vào ta được : Ptl = (N) Lực đạp phanh khi có trợ lực : Pbtl = Pbđ- Ptl = 1333,3 - 1143,11 = 190,18 (N) Từ các khảo sát trên ta nhận thấy khi bộ trợ làm việc tốt thì lực đạp phanh không lớn giúp người lái đỡ mất sức trong việc điều khiển phương tiện mà hiệu quả phanh lại cao hơn so với khi bộ trợ lực không làm việc . Trong trường hợp bộ trợ lực không làm việc thì hiệu quả phanh sẽ không cao vì sức khỏe của người bình thường không đạt được lực đạp phanh tối đa như trên . 5.4.TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU PHANH Giản đồ phanh nhận được bằng thực nghiệm và qua giản đồ phanh có thể phân tích và thấy được bản chất của quá trình phanh. t1 t2 tpmin t V J Jpmax V0 V1 V2 Hình 5.6 : Giản đồ phanh Trong đó : t1 : là thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tức là từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh. Thời gian này đối với phanh dầu là t1 = 0,3s. t2 : thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần. Thời gian này đối với phanh dầu t2 = (0,5 ( 1)s.Ta chọn t2 = 0,7s tpmin : thời gian phanh hoàn toàn, ứng với lực phanh cực đại.Trong thời gian này lực phanh hoặc gia tốc chậm dần không đổi. tpmin = = Khi phanh ôtô đến lúc dừng hẳn thì v2 = 0, do đó : tpmin = 5.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ôtô. Ta có: jpmax = (5 - 27) Trong đó: - hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ôtô. Theo tài liệu [1] ta chọn ~1. Thay các số liệu vào (5 - 27) ta được : jpmax = j.g = 0,8.9,81 = 7,848 [m/s2] 5.4.2. Thời gian phanh. Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh. Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt. Ðể xác định thời gian phanh ta có: jpmax = = Þ dt = Tích phân trong giới hạn từ thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 tới thời điểm ứng với vận tốc v2 ở cuối quá trình phanh : tpmin = = Khi phanh ôtô đến lúc dừng hẳn thì v2 = 0, do đó : tpmin = (5 - 28) Trong đó : v1 - Vận tốc của ôtô ứng với thời điểm bắt đầu phanh. Mặt khác ta có : dv = j.dt v1 - vo = (5 - 29) vo = 30[km/h] = 8,33 [m/s] Thay các số liệu vào (5 - 22) ta được : v1 = v1 = 5,2332[m/s] Thay các số liệu vào (5 - 28) ta được : tpmin = tpmin = 0,6668 [s] Thời gian phanh thực tế là : tp = t1 + t2 + tpmin = 0,3 + 0,7 + 0,6668 tp = 1,6668 [s] 5.4.3. Quãng đường phanh Quãng đường phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ôtô. Cũng vì vậy mà trong tính năng kỹ thuật của ôtô, các nhà chế tạo thường cho biết quãng đường phanh của ôtô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định. Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ vo đến v1. Ta có : Tích phân hai vế ta được : s1 - so = s1 = so + vo.t2 - s1 = vo.t1 + vo.t2 - (5 - 30) Thay các số liệu vào (5 - 23) ta được : s1 = 8,33.0,3 + 8,33.0,7 - s1 = 7,689 [m] Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh : v2 = 0. Tương tự như quãng đường phanh ứng với vận tốc vo đến v1 ta được : s2 = s2 = s2 = 1,744 [m] Quãng đường phanh thực tế là : sp = s1 + s2 sp = 7,689 + 1,744 sp = 9,4 [m] So với bảng tiêu chuẩn về hiệu phanh cho phép ôtô lưu hành trên đường (Bộ GTVT Việt Nam qui định, 1995) đối với xe tải có tải trọng nho hơn 80 [kN] thì quảng đường phanh không lớn hơn 9,5[m]. Từ những kết quả trên ta nhận thấy quảng đường phanh của xe KIA K3000S là 9,4[m] nằm trong giới hạn cho phép nên đảm bảo được những chỉ tiêu đối với xe tải. 6. BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HƯ HỎNG HỆ THỐNG PHANH. Hệ thống phanh trên xe giữ vai trò rất quan trọng. Nó dùng để giảm tốc độ chuyển động, dừng và giữ xe ở trạng thái đứng yên. Vì vậy bất kỳ một hư hỏng nào cũng làm mất an toàn và có thể gây ra tai nạn khi xe vận hành. Trong quá trình sử dụng ôtô hệ thống phanh có thể phát sinh những hư hỏng như phanh không ăn, phanh ăn không đều, phanh nhả kém hoặc bị kẹt. Phanh không ăn thì không dừng được ôtô kịp thời trong những điều kiện bình thường, trong tình huống phức tạp thì sẽ là nguyên nhân gây ra tai nạn. Nguyên nhân phanh không ăn có thể là do ở phần dẫn động thủy lực không kín để không khí lọt vào hoặc trong hệ thống thiếu dầu, bộ phận điều chỉnh của cơ cấu truyền động và cơ cấu phanh bị hỏng. Ngoài ra còn do má phanh và tang trống, má phanh và đĩa phanh bị mòn hoặc dính dầu. Có thể phát hiện các mối nối bị hở căn cứ vào sự rò chảy của dầu ở phần truyền động thủy lực. Nếu trong phần dẫn động thủy lực có không khí lọt vào thì khi đạp phanh không thấy sức cản rỏ rệt. Vì khi đạp phanh, áp suất không truyền vào dầu, còn không khí lọt vào hệ thống thì bị nén, áp suất của nó truyền vào cơ cấu ép không đủ ép má phanh vào trống phanh. Ðể khắc phục hiện tượng này ta phải tiến hành xả không khí ra khỏi hệ thống truyền động thủy lực. Tuy nhiên cần kiểm tra dầu ở xy lanh phanh chính, nếu cần thì đổ thêm dầu vào. Khi thay dầu ở hệ thống truyền động thủy lực phải tháo rời, rửa và thỗi sạch xylanh phanh chính, các xylanh phanh bánh xe và các ống dẫn đầu. Ðổ dầu mới vào hệ thống tiến hành trình tự như khi xả không khí. Dầu có thể lọt vào má phanh và tang trống qua vòng chắn dầu bị hỏng. Vòng chắn dầu hỏng phải thay mới, dùng xăng rửa sạch má phanh và tang trống, các tấm đệm của má phanh thì dùng dũa hoặc bàn chải sắt đánh sạch. Nếu má phanh bị mòn thì thay mới, chú ý đặt đinh tán sao cho đầu đinh thấp hơn bề mặt của má phanh theo yêu cầu. Phanh không ăn đều giữa các má phanh có thể do sự điều chỉnh cơ cấu truyền động hoặc cơ cấu phanh bị hỏng, các ống dẫn bị tắc, các chi tiết dẫn động bị kẹt. Ðể khắc phục ta cần có sự điều chỉnh cơ cấu truyền động, bôi trơn các chi tiết và thông ống dẫn. Phanh bó là do bị kẹt, nguyên nhân có thể là lò xo hồi vị guốc phanh bị gẫy, má phanh bị dính cứng với má phanh, vòng làm kín bị nở, piston bị kẹt trong các xylanh bánh xe. Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp thì đó là dấu hiệu chủ yếu về hư hỏng của bộ trợ lực. Những hư hỏng chính của bộ trợ lực chân không : Ống dẫn từ buồng chân không tới bộ trợ lực bị hỏng. Van không khí không hoạt động Bình lọc bộ trợ lực bị tắc. Ngoài ra, bộ trợ lực làm việc không tốt nếu điều chỉnh chạy ralăngti không đúng. 6.1. NHỮNG CÔNG VIỆC BẢO DƯỠNG CẦN THIẾT Hàng ngày cần phải kiểm tra trình trạng và độ kín khít các ống dẫn,kiểm tra hành trình tự do và hành trình làm việc của bàn đạp phanh, nếu cần thiết phải điều chỉnh. Kiểm tra cơ cấu truyền động và hiệu lực của phanh tay, xả cặn bẩn khỏi các bầu lọc khí. Kiểm tra sự hoạt động của xy lanh chính. Tháo moayơ cùng trống phanh. Kiểm tra tình trạng các trống phanh, má phanh và lò xo hồi vị. Kiểm tra mức dầu ở bầu chứa của xy lanh chính, Kiểm tra và nếu cần thì điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và má phanh. Cũng có thể kiểm tra hiệu lực của phanh khi ôtô chuyển động. Trong trường hợp này cần tăng tốc độ của ôtô lên tới 30 (km/h) và đạp phanh hãm ôtô để kiểm tra. Phanh tay được coi là tốt, nếu ôtô dừng trên đường dốc 16% mà không bị trôi. 6.2. SỬA CHỮA HƯ HỎNG MỘT SỐ CHI TIẾT,BỘ PHẬN CHÍNH. Các công việc sửa chữa, bảo dưỡng phanh bao gồm : Châm thêm dầu phanh. Làm sạch hệ thống thủy lực. Tách khí khỏi hệ thống thủy lực. Sửa chữa hoặc thay thế xylanh chính hay các xylanh bánh xe. Thay má phanh. Sửa chữa hoặc thay thế bộ phận trợ lực phanh Ngoài ra còn có : Sửa chữa hoặc thay thế đường ống dầu phanh, công tắc hoặc các van. Thay thế má phanh, guốc phanh : + Cốt má phanh: Bề mặt cốt sắt để tán má phanh nếu bị vênh quá 0,40[mm] thì phải sửa chữa, lỗ để lắp đệm lệch tâm không được mòn quá (0,10 -0,12)mm, các đầu đinh tán phải chắc chắn không lỏng má phanh không nứt và cào xướt, mặt đầìu của các đinh tán phải cao hơn bề má phanh ít nhất là 2,5[mm]. Khe hở giữa má phanh và tang trống điều chỉnh theo yêu cầu đầu trên má phanh trước và sau là 0,25[mm], đầu dưới má phanh trước và sau là 0,12[mm], khe hở giữa trục quay má phanh với vòng đồng lệch tâm cho phép là: (0,06 - 0,15)[mm], lớn nhất là 0,25[mm]. Cùng một cầu xe, má phanh hai bên bánh trái và bánh phải đồng chất không được dùng loại khác nhau, má phanh cũ có dính dầu phải dùng xăng hoặc dầu hỏa để rửa, không được dùng madút hoặc xút. Sửa chữa trống phanh : Sửa chữa hoặc thay thế trống phanh nếu chúng bị méo, nứt, xước, không đều hoặc trơ, chai thái hoá. Nếu trống phanh bị các vết xước nhẹ thì có thể dùng vải với bột mài mịn để tẩy sạch, sau đó lau sạch phần bột màu còn sót lại trên trống. Nếu trống phanh bị các vết xước sâu hoặc mấp mô hay trơ thì phải dùng máy tiện trống phanh để sửa chữa. Sau khi phục hồi, đường kính của các trống phanh bên phải và bên trái trên cùng một cầu truyền động không được lệch nhau quá 0,24 [mm]. Nếu sự chênh lệch nhiều hơn phải thay thế các trống phanh. Thường trên trống phanh có dấu ghi " đường kính loại bỏ ". Ðây là đường giới hạn cho phép của trống phanh. Nếu trống phanh được gia công phục hồi có đường kính lớn hơn thì hãy loại bỏ trống phanh chứ không phục hồi vì trống phanh quá mỏng, sử dụng sẽ không an toàn. Thay thế má phanh đĩa , lau chùi bụi và tra dầu mỡ moayơ , kiểm tra các vòng phốt .xem có rò dầu không ….việc sửa chửa bảo dưỡng phanh đĩa đơn giản hơn phanh trống guốc. Xylanh chính và xylanh bánh xe thường có những hư hỏng như: Bề mặt xylanh bị cào xước, xylanh bị côn, méo, các lò xo hồi vị bị gẫy, mất đàn hồi, các vòng làm kín bị nở, các răng ốc nối các ống dẫn dầu bị tua. Theo yêu cầu thì bề mặt xylanh phải nhẵn bóng, không có vết rỗ xước sâu quá 0,5[mm]. Ðường kính xy lanh không được côn méo quá 0,05[mm] so với đường kính tiêu chuẩn, các lò xo hồi vị phải đủ tiêu chuẩn về lực đàn hồi. Ðối với những hư hỏng trên thì phải tiến hành sửa chữa hoặc thay mới chứ không thể điều chỉnh được. Các vòng làm kín, lò xo hồi vị nếu kiểm tra không đạt yêu cầu thì nên thay mới. Các piston, xylanh bị côn hoặc méo thì phải tiến hành gia công trở lại. Chú ý khi gia công khe hở giữa xy lanh và piston không được vượt quá giá trị cho phép tối đa là (0,030 - 0,250) mm, độ côn và méo của xy lanh bánh xe sau khi gia công cho phép tối đa là 0,5 [mm] độ bóng phải đạt Ñ9. Ðối với bầu trợ lực cần phải kiểm tra piston màng, nếu có hiện tượng rạng rách thì phải thay thế để đảm bảo hiệu quả phanh. 7. KIỂM TRA TỔNG HỢP HỆ THỐNG PHANH XE KIA K3000S. 7.1. KIỂM TRA TỔNG HỢP KHI XE ÐỨNG - Kiểm tra hệ thống cần bẩy chuyển động có dễ dàng không, không được vướng các nắp tôn ở buồng lái. - Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp (đối với phanh tay) và tay kéo (đối với phanh dừng) có đúng tiêu chuẩn không. - Kiểm tra các khe hở của các bạc và trục của hệ thống đòn bẩy. - Kiểm tra các chốt hãm, chốt chẻ...đã đầy đủ chưa. - Kiểm tra các đường ống dẫn dầu và chứa hơi có bị hở không. - Kiểm tra áp lực dầu có nhanh không và đủ áp suất không 6-7 [kg/cm2.] - Ðạp bàn đạp phanh khi đã có dầu, giữ nguyên bàn đạp xem áp xuất dầu ở đồng hồ có xuống không, nếu có tức là hệ thống có chỗ hở, cần phát hiện và sửa chữa kịp thời. - Sau khi kiểm tra kỹ lưỡng hệ thống phanh khi xe đứng rồi, và thấy các yêu cầu kỹ thuật đã bảo đảm, thì mới tiến hành kiểm tra hệ thống phanh bằng cách cho xe chạy. 7.2. KIỂM TRA TỔNG HỢP CHO XE CHẠY Trước khi cho xe chạy chính thức trên mặt đường để điều chỉnh và thử hệ thống phanh, cần cho xe chạy chậm (tốc độ 10 – 15[km]/hệ thống phanh ) đạp thử phanh chân, bỏ hờ tay lái xem hệ thống phanh chân có ăn tốt không, hệ thống tay lái có làm lệch xe khi phanh không. Sau khi hai yêu cầu trên đã đảm bảo rồi tiến hành thử xe trên mặt đường. Kiểm tra hệ thống phanh chân: Cho xe chạy một quãng dài khoảng 15 - 20 km rồi từ từ dừng lại (không sử dụng phanh chân). Xuống sờ các tang trống phanh nếu thấy nóng tức là điều chỉnh khe hở bị bó sát, cần điều chỉnh lại khe hở giữa má phanh và tang trống. Cho xe chạy với tốc độ 35 - 40 [km/h] rồi phanh đột ngột hãm xe, nếu xe dừng lại hẳn với khoảng cách 5 - 8 [m], hai bánh sau ăn cháy mặt đường, độ dài cháy 1 - 2[m] và đều nhau, hai bánh trước cũng ăn đều nhau nhưng mờ hơn. Kiểm tra hệ thống phanh tay : Cho xe chạy lên dốc, dùng phanh chân hãm cho xe dừng lại, trả về số không, kéo phanh tay, nhả phanh chân, nếu xe không bị trôi xuống dốc thì đạt yêu cầu. Ðể kiểm tra lại, cho xe xuống dốc, dùng phanh chân hãm cho xe dừng lại, trả về số không, kéo phanh tay và nhả phanh chân, nếu xe không bị trôi xuống dốc là bảo đảm yêu cầu. 8. KẾT LUẬN. Sau thời gian hơn 3 tháng làm đồ án với đề tài Khảo sát hệ thống phanh trên xe KIA K3000S em đã cơ bản hoàn thành đề tài với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn Lê Văn Tụy - Nguyễn Việt Hải và các thầy cô trong bộ môn động lực. Trong đề tài này em đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống phanh các nguyên lý làm việc của các bộ phận đến các chi tiết chính trong hệ thống phanh. Phần đầu đồ án giới thiệu chung về hệ thống phanh, từ các loại cơ cấu phanh đến các loại dẫn động phanh của hệ thống phanh. Phần sau của đồ án trình bày tổng thể về xe KIA K3000S và các hệ thống trên xe. Phần trung tâm của đồ án trình bày hệ thống phanh trên xe KIA K3000S, đi sâu tìm hiểu phần hệ thống phanh bao gồm : Cơ cấu phanh loại trống guốc,cơ cấu phanh đĩa, dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không, xylanh chính, xylanh an toàn, bộ trợ lực chân không và bơm chân không... Ðồng thời tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe KIA K3000S.Tìm hiểu các hư hỏng của hệ thống phanh thường gặp. Tuy nhiên do thời gian hạn chế, nhiều phần chưa được trang bị trong thời gian học tập tại trường, tài liệu tham khảo hạn chế và chưa cập nhật đầy đủ các tài liệu về xe nên không tránh khỏi những thiếu sót mong các thầy cô chỉ dẫn và bày vẻ thêm.. Qua đề tài này đã bổ sung cho em thêm nhiều kiến thức chuyên nghành về các hệ thống ôtô và đặc biệt là hệ thống phanh. Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em cũng nâng cao được những kiến thức về công nghệ thông tin : Word, Excel, AutoCAD phục vụ cho công tác sau này. Ðồng thời qua đó bản thân em cần phải cố gắng học hỏi tìm tòi hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của người cán bộ kỹ thuật ngành động lực. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng Lý thuyết ôtô máy kéo - NXB khoa học và kỹ thuật - Hà Nội - 1998. 2. Nguyễn Hoàng Việt.kết cấu và tính toán ô tô.Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí Giao Thông. Ðại Học Ðà Nẵng. Ðà Nẵng,1998. 3. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Ðình Kiên Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo - NXB Ðại học và trung học chuyên nghiệp - Hà Nội - 1985. 4. Nguyễn Hoàng Việt.bộ điều chỉnh lực phanh -hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS.Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí Giao Thông. Ðại Học Ðà Nẵng. Ðà Nẵng,2003.