Tính tốn tiêu phanh 52 Phanh khơng ăn khơng dừng ơtơ kịp thời điều kiện bình thường tình phức tạp nguyên nhân gây tai nạn 58 Ngun nhân phanh khơng ăn phần dẫn động thủy lực khơng kín để khơng khí lọt vào hệ thống thiếu dầu phận điều chỉnh cấu truyền động cấu phanh bị hỏng Ngồi cịn má phanh đĩa phanh bị mịn dính dầu 58 Có thể phát mối nối bị hở vào rò chảy dầu phần truyền động thủy lực Nếu phần dẫn động thủy lực có khơng khí lọt vào đạp phanh khơng thấy sức cản rỏ rệt Vì đạp phanh áp suất khơng truyền vào dầu cịn khơng khí lọt vào hệ thống bị nén, áp suất truyền vào cấu ép không đủ ép má phanh vào đĩa phanh 58 Ðể khắc phục tượng ta phải tiến hành xả không khí khỏi hệ thống truyền động thủy lực Tuy nhiên cần kiểm tra dầu xy lanh phanh cần đổ thêm dầu vào Khi thay dầu hệ thống truyền động thủy lực phải tháo rời rửa thỗi xylanh phanh xylanh phanh bánh xe ống dẫn đầu Ðổ dầu vào hệ thống tiến hành trình tự xả khơng khí Dầu lọt vào má phanh Vịng chắn dầu hỏng phải thay dùng xăng rửa má phanh đĩa phanh đệm má phanh dùng dũa bàn chải sắt đánh Nếu má phanh bị mịn thay ý đặt đinh tán cho đầu đinh thấp bề mặt má phanh theo yêu cầu 58 Phanh khơng ăn má phanh điều chỉnh cấu truyền động cấu phanh bị hỏng ống dẫn bị tắc chi tiết dẫn động bị kẹt Ðể khắc phục ta cần có điều chỉnh cấu truyền động bôi trơn chi tiết thông ống dẫn 58 Phanh bó bị kẹt nguyên nhân má phanh bị dính cứng với đĩa phanh, vịng làm kín bị nở piston bị kẹt xylanh bánh xe 58 Khi phanh phải tăng lực đạp lên bàn đạp dấu hiệu chủ yếu hư hỏng trợ lực 58 Những hư hỏng trợ lực chân không: 58 + Ống dẫn từ buồng chân không tới trợ lực bị hỏng 59 + Van khơng khí khơng hoạt động
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE MISUBISHI
Với giới hạn của đồ án và khả năng của bản thân, em chọn xe Misubishi
Grandis Mivec 2.4 để nghiên cứu.
Hình dáng bên ngoài của xe Misubishi Grandis Mivec 2.4 được biểu diễn trên hình 1.1.
Hình 1.1: Hình dáng bên ngoài xe Misubishi Grandis Mivec 2.4
Kể từ khi ra mắt tại thị trường Việt Nam, Mitsubishi Grandis đã thu hút sự yêu mến của nhiều khách hàng nhờ vào sự sang trọng, tiện nghi và hiệu suất hoạt động nổi bật của xe.
Đèn pha HID "mắt xanh" của xe không chỉ thể hiện công nghệ tiên tiến mà còn nâng cao tầm nhìn và giảm tải cho hệ thống điện Thiết kế mui xe thể thao và mâm bánh xe 17" tạo nên ấn tượng mạnh mẽ, kết hợp hoàn hảo với tổng thể ngoại thất Bên trong Mitsubishi Grandis, không gian sống hiện đại được thể hiện qua nội thất màu đen sang trọng, bảng điều khiển trung tâm ốp gỗ và ghế da cao cấp, mang đến trải nghiệm thoải mái và đẳng cấp.
Camera quan sát phía sau giúp hiển thị hình ảnh rõ nét khi chuyển cần số sang chế độ lùi, mang lại tầm quan sát rộng và tăng cường an toàn Nhờ đó, việc lùi xe trở nên dễ dàng hơn cho tất cả mọi người.
GRANDIS mang đến sức hút mạnh mẽ với động cơ MIVEC 2.4, kết hợp cùng các thiết bị an toàn cao cấp như hệ thống phanh chống bó cứng ABS, hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD, túi khí đôi và dây đai an toàn với cơ cấu tăng đai tự động Cấu trúc khung xe RISE của Mitsubishi cũng góp phần bảo vệ bạn và gia đình ở mức độ cao nhất.
Các kích thước cơ bản của xe Misubishi Grandis Mivec 2.4 được biểu diễn trên hình 1.2.
Hình 1.2: Các kích thước cơ bản của xe Mitsubishi Grandis
CÁC CỤM, HỆ THỐNG CƠ BẢN TRÊN XE MISUBISHI
1.2.1 Động cơ Động cơ ô tô Misubishi Grandis có những đặc điểm kết cấu và những thông số kỹ thuật như sau:
Là loại động cơ MIVEC 16 VALVE, động cơ xăng 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng; số lượng xu páp gồm: 8 xu páp xả và 8 xu páp nạp
Cách bố trí cam SOHC (Single Over Head Camshaft) là hệ thống phối khí với một trục cam nằm trên đỉnh máy, điều khiển các xu páp nạp và xả thông qua cò mổ Trục cam được dẫn động bởi xích cam, đảm bảo hoạt động hiệu quả Đường kính piston được xác định là D = 87 mm.
Công suất cực đại: Nemax = 178(kw)/6000(v/p)
Momen cực đại: Memax = 23,5(Nm)/4000(v/p)
Thứ tự nổ của động cơ: 1 - 3 - 4 - 2
Hệ thống bôi trơn cưỡng bức này sử dụng dầu bôi trơn được lọc toàn phần, giúp đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Bơm dầu kiểu bánh răng được dẫn động bởi trục khuỷu thông qua dây đai, tạo ra sự lưu thông dầu hiệu quả trong hệ thống.
Bầu lọc là thiết bị lọc ly tâm hoàn toàn, được kết nối liền mạch với hệ thống dầu từ bơm dầu Tất cả dầu nhờn do bơm cung cấp đều đi qua bầu lọc, trong đó một phần được phun qua lỗ phun để quay rôto và trở về các te Phần lớn dầu nhờn còn lại được lọc sạch và tiếp tục theo đường dầu chính để bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát.
Bộ tản nhiệt là thiết bị quan trọng giúp làm mát dầu nhờn sau khi nó thực hiện chức năng bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát Thiết kế bộ tản nhiệt dạng ống, sử dụng không khí để làm mát, được lắp đặt trước bộ tản nhiệt sử dụng nước Sau khi dầu nhờn được làm mát, nó sẽ trở lại các te động cơ, với van phân phối hoạt động theo tải ở mức 608 - 667 [Kpa].
Dung tích dầu bôi trơn: 7,9 [lít].
1.2.3 Hệ thống làm mát Để làm mát động cơ, người ta sử dụng phương pháp làm mát tuần hoàn cưỡng 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
Sơ đồ hệ thống làm mát động cơ trên xe Misubishi Grandis được biểu diễn trên hình 1.3.
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý 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 nuớc đến bơm; 9 Quạt gió; 10 Két làm mát;
Hệ thống nhiên liệu trên xe Mitsubishi Grandis sử dụng công nghệ phun nhiên liệu đa điểm (MPI), với mỗi xilanh được trang bị một vòi phun riêng Hệ thống này bao gồm các cảm biến để xác định điều kiện hoạt động của động cơ, trong khi ECU sẽ điều khiển hệ thống dựa trên tín hiệu từ các cảm biến Điều này giúp kiểm soát quá trình phun nhiên liệu, điều chỉnh tốc độ chạy không tải và thời điểm đánh lửa một cách hiệu quả.
Thời gian dẫn động phun và thời gian phun được điều chỉnh để đảm bảo hỗn hợp khí/nhiên liệu đạt hiệu suất tối ưu Mỗi vòi phun đơn được lắp đặt tại cổ góp của từng xilanh, trong khi nhiên liệu được bơm từ thùng chứa dưới áp suất Áp suất này được điều chỉnh bởi bộ điều áp, giúp phân phối nhiên liệu đã được điều áp đến từng vòi phun một cách đồng đều.
Thùng nhiên liệu có dung tích 65 lít.
Hệ thống lái của xe Mitsubishi Grandis giúp duy trì hoặc thay đổi hướng di chuyển, với cơ chế dẫn động lái sử dụng trợ lực thủy lực Điều này mang lại cho người lái cảm giác lái nhẹ nhàng hơn, dễ dàng khắc phục lực cản, từ đó nâng cao độ an toàn khi điều khiển xe.
Cơ cấu lái trên xe Mitsubishi sử dụng hệ thống bánh răng và thanh răng, với xy lanh của bộ trợ lực nằm trong cơ cấu lái Mỗi đòn ngang bên có hai khớp cầu, một kết nối với đòn dẫn động bánh xe và một kết nối với thanh răng Thanh răng chứa một xi lanh và piston luôn ở vị trí giữa, trong đó piston được nối với thanh răng Hai đường ống dẫn chất lỏng ở hai bên piston cho phép dòng chất lỏng áp suất cao (thường là dầu thủy lực) được bơm vào để đẩy piston dịch chuyển, hỗ trợ thanh răng chuyển động Do đó, khi người lái đánh lái, hệ thống thủy lực sẽ hỗ trợ chuyển động sang bên đó.
Hệ thống lái xe trên Mitsubishi Grandis gồm các thông số sau:
+ Đường kính ngoài của vô lăng: 380 [mm].
+ Cột lái có thể điều chỉnh được, có cơ cấu giảm chấn và chỉnh nghiêng. + Trợ lực lái dạng liên động.
+ Hình thang lái sau trục trước.
+ Bơm dầu loại bơm cánh dẫn lượng cung cấp cơ sở: 9,6 cm 3 /vòng, áp suất tràn : 9,8 cm 3 /vòng, bình chứa loại độc lập.
Sơ đó lắp cơ cấu lái trên xe Misubishi Grandis được biểu diễn trên hình1.4.
Hình 1.4: Sơ đồ lắp cơ cấu lái bánh răng-thanh răng
Hệ thống phanh xe trên Mitsubishi Grandis gồm:
+ Hệ thống phanh chính (phanh chân):
Phanh trước và phanh sau được trang bị phanh đĩa, hoạt động bằng hệ thống thuỷ lực và trợ lực chân không Lực phanh được phân phối một cách hiệu quả thông qua công nghệ điện tử (EDB) và được hỗ trợ bởi hệ thống chống trượt ABS.
+ Phanh dừng (phanh tay): Phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau.
Xylanh chính: Loại kép, đường kính xylanh: 23,8[mm].
Bầu trợ lực loại kép, chân không.
1.2.6.1 Hệ thống treo phía trước
Hệ thống treo phía trước trên xe Misubishi Grandis là loại thanh chống có lò xo ống, có bộ giảm chấn thuỷ khí tác động kép.
Lò xo với các thông số:
+ Đường kính dây là: 14 [mm].
+ Đường kính trung bình là: 164-169 [mm].
+ Chiều dài tự do là: 352 [mm]
Sơ đồ hệ thống treo trước trên xe Misubishi được biểu diễn trên hình 1.5.
Hình 1.5: Hệ thống treo trước.
1 Lò xo; 2 Giảm chấn; 3 Cầu trước; 4 Lốp xe; Đây thực chất là kết cấu biến thể của loại hai đòn chiều dài khác nhau, với chiều dài đòn trên bằng không, trụ quay đứng hay thanh nối hai đòn được làm dưới dạng ống lồng thay đổi được độ dài để đảm bảo động học của xe, do vậy có thể bố trí luôn giảm chấn nhờ đó đơn giản được kết cấu, giảm được số lượng khâu khớp và giảm được khối lượng cũng như không gian bố trí hệ thống treo
Hệ thống treo sau của xe Mitsubishi Grandis được trang bị công nghệ đa liên kết, kết hợp với lò xo trụ và giảm chấn thủy lực, mang đến khả năng vận hành ổn định và êm ái Với thiết kế xi lanh tác động kép, hệ thống này giúp cải thiện độ bám đường và tăng cường sự thoải mái cho hành khách.
Sơ đồ hệ thống treo sau trên xe Misubishi được biểu diễn trên hình 1.6.
Hình 1.6: Hệ thống treo sau
1 Sát xi; 2 Lò xo; 3 Giảm chấn;
Lò xo trụ với các thông số sau:
+ Đường kính trung bình: 115 [mm]
+ Chiều dài tự do: theo tiêu chuẩn 258 [mm]
+ Hệ thống treo cao: 263 [mm].
Hộp số tự động FF trên xe Mitsubishi Grandis, với động cơ đặt trước và cầu trước chủ động, được thiết kế gọn nhẹ và tích hợp bộ vi sai bên trong, còn được gọi là “Hộp số có vi sai” Hệ thống này tự động chuyển số lên xuống tại thời điểm tối ưu nhất, dựa trên tải động cơ và tốc độ xe, mang lại hiệu suất vận hành ấn tượng.
Hộp số tự động bao gồm các bộ phận chính như bộ biến mô, bộ bánh răng hành tinh, bộ điều khiển thủy lực, bộ truyền động bánh răng cuối cùng, cùng với các thanh điều khiển và dầu hộp số tự động.
Tỷ số bánh răng truyền động cuối cùng: 4,406
Tỷ số truyền bánh răng: Số I : 2,842; Số II: 1,529;
Các đăng trên xe Mitsubishi Grandis là bộ phận kết nối giữa hộp số và cầu chủ động sau, bao gồm hai khớp nối chử thập và một khớp nối bằng then hoa Khớp nối chử thập được trang bị ổ bi kim, trong khi khớp nối then hoa cho phép điều chỉnh chiều dài trục các đăng khi dầm cầu sau dao động so với khung xe.
Hệ thống phanh chính
Hệ thống phanh chính của xe Mitsubishi Grandis được trang bị phanh đĩa ở cả cầu trước và cầu sau Dẫn động phanh sử dụng kiểu thủy lực với trợ lực chân không, bao gồm hai dòng tách biệt từ xy lanh phanh chính: một dòng dẫn đến phanh bánh trước và một dòng đến phanh bánh sau.
2.2.1.1 Sơ đồ hệ thống phanh
Sơ đồ hệ thống phanh chính trên xe Misubishi được biểu diễn trên hình 2.2.
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống phanh chính trên xe Mitsubishi Grandis
1 Đĩa phanh; 2 Vòng răng; 3 Xilanh chính; 4 Bầu trợ lực; 5 Đường báo ABS và phanh 6 Công tắc; 7,15 Các cảm biến 8 Các cảm biến bánh xe trước; 9 Đường dầu phanh các bánh xe trước; 10 Bộ thủy lực+Máy tính; 11 Đèn báo ABS; 12 Đèn báo phanh; 13 Đường dầu phanh các bánh xe sau; 14 Các cảm biến bánh xe sau
Khi phanh, người lái đẩy bàn đạp sang trái để tác động vào bầu trợ lực chân không, giúp tăng cường lực phanh Lực này được truyền thêm vào xi lanh chính, loại kép, trong hệ thống phanh Dầu phanh trong xi lanh chính sẽ được đẩy qua các đường ống tới các xilanh công tác, thực hiện quá trình phanh hiệu quả.
Khi nhả phanh, van chân không không mở, và áp lực dầu trong các đường dẫn động giảm nhờ tác động của các lò xo hồi vị, thực hiện quá trình nhả phanh một cách hiệu quả.
2.2.1.2 Phân tích kết cấu một số cụm, bộ phận chính của hệ thống phanh trên xe Misubishi Grandis
Dẫn động phanh cần phải thực hiện một cách nhẹ nhàng và nhanh chóng, đồng thời đảm bảo tính đồng bộ trong hoạt động của các cơ cấu phanh Việc phân bố lực phanh giữa các bánh xe cũng rất quan trọng, cần phải duy trì tỷ lệ hợp lý giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả.
Hệ thống phanh của xe Mitsubishi Grandis sử dụng dẫn động thủy lực, bao gồm các thành phần chính như bàn đạp phanh, bộ trợ lực chân không, cụm xi lanh phanh chính kép, bộ chia dòng và các đường ống dẫn dầu riêng biệt đến các xy lanh bánh xe trước và sau.
Dẫn động thủy lực mang lại ưu điểm như phanh êm dịu, dễ dàng bố trí và độ nhạy cao nhờ vào việc dầu không bị nén Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của hệ thống này là tỉ số truyền không cao, dẫn đến việc không thể tăng cường lực điều khiển trên cơ cấu phanh Trong đó, xylanh chính đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển lực phanh.
Xylanh chính dùng trên xe Misubishi Grandis là loại xylanh chính kép.
+ Công dụng: Xylanh chính là bộ phận quan trọng nhất và không thể thiếu trong dẫn động thủy lực.
Nhiệm vụ chính là tạo ra áp suất làm việc hoặc áp suất điều khiển cần thiết, đồng thời đảm bảo cung cấp đủ lượng dầu cho toàn bộ hệ thống hoặc một phần của nó.
Kết cấu của xy lanh chính trên xe Misubishi biểu diễn trên hình 2.3.
Hình 2.3: Xy lanh chính trên xe Mitsubishi Grandis
1 Lò xo piston thứ cấp; 2 Bình dầu; 3 Nắp bình dầu; 4 Piston sơ cấp;
5 Phớt làm kín; 6 Phanh hãm; 7 Lỗ bù dầu; 8 Tấm chắn hình sao;
9 Lò xo piston sơ cấp; 10 Cốc đỡ lò xo; 11 Bu lông hạn chế hành trình;
12 Piston thứ cấp; 13 Phớt dầu; 14 Xi lanh chính;
Trong xi lanh chính, có hai pittông: pittông sơ cấp (số 1) và pittông thứ cấp (số 2) Mỗi khoang của pittông đều được trang bị hai lỗ dầu, bao gồm một lỗ bù dầu và một lỗ nạp dầu, tương tự như xi lanh chính loại đơn Bên cạnh đó, một bình chứa dầu chung được lắp đặt trên xi lanh chính, với hai đường dẫn tới các khoang làm việc của hai pittông Hai lò xo hồi vị cũng được sử dụng trong cấu trúc này.
Pittông số 1 và số 2 có vai trò quan trọng trong việc đẩy pittông về vị trí tận cùng bên phải khi không hoạt động Pittông số 1 được giữ chặt bởi vòng chặn và vòng hãm, trong khi pittông số 2 được cố định bởi bulông từ vỏ xi lanh Để hệ thống phanh hai dòng mạch chéo hoạt động chính xác, áp suất dầu cần được tạo ra đồng đều ở cả hai pittông Lò xo hồi vị của pittông số 1 được hỗ trợ bởi cốc chặn lò xo, kết nối với pittông qua bulông nối gọi là cần đẩy Cấu trúc này là cần thiết vì lò xo của pittông số 1 cần có độ cứng lớn hơn để vượt qua sức cản ma sát cao hơn của pittông số 2.
Nguyên lý làm việc của hệ thống cho thấy, khi chưa hoạt động, cả hai pittông số 1 và số 2 đều ở vị trí tận cùng bên phải Tại thời điểm này, các lỗ bù dầu và nạp dầu của cả hai pittông đều được kết nối với các khoang phía trước và phía sau của mỗi pittông.
Trạng thái đạp phanh được biểu diễn trên hình 2.4.
Hình 2.4: Trạng thái đạp phanh
Khi đạp phanh, pittông số 1 di chuyển sang trái, làm tăng áp suất dầu ở khoang trước và tác động lên pittông thứ cấp số 2 Khi pittông số 2 đi qua lỗ bù dầu, khoang trước của nó cũng được làm kín, dẫn đến việc áp suất tăng Dầu từ xi lanh chính được dẫn tới các xi lanh bánh xe, và khi các pittông trong các xi lanh này đẩy má phanh áp sát vào dĩa phanh, áp suất dầu trong hệ thống tăng lên, tạo ra lực phanh cần thiết.
Trạng thái nhả phanh được biểu diễn trên hình 2.5.
Hình 2.5: Trạng thái nhả phanh
Khi nhả bàn đạp phanh, các lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh và xi lanh chính sẽ đẩy các pittông 1 và 2 trở về vị trí ban đầu Dầu từ xi lanh bánh xe sẽ được hồi về xi lanh chính, kết thúc quá trình phanh Bộ trợ lực chân không đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Bộ trợ lực chân không là một bộ phận thiết yếu giúp giảm lực đạp lên bàn đạp phanh, đồng thời đảm bảo hiệu quả phanh cao Trên xe Mitsubishi Grandis, bộ trợ lực chân không không chỉ nâng cao hiệu quả phanh mà còn cải thiện điều kiện làm việc của người lái khi điều khiển xe trên đường.
Kết cấu bộ trợ lực chân không trên xe Misubishi Grandis được biểu diễn trên hình 2.7.
Hình 2.7: Kết cấu bộ trợ lực chân không
1 Vít điều chỉnh; 2 Phớt thân trợ lực; 3 Lò xo màng; 4 Ống nối; 5. Thân sau trợ lực; 6 Màng trợ lực; 7 Thân trước trợ lực; 8 Tấm đỡ lò xo;
9 Thân van; 10 Bu lông; 11 Phớt thân van; 12 Cần điều khiển; 13.Lò xo hồi van khí; 14 Lọc khí; 15.Lò xo van điều khiển; 16 Van điều khiển;
17 Van khí; 18 Đĩa phản lực; 19 Miếng hãm;
A Buồng áp suất không đổi; B Buồng áp suất thay đổi.
Trong bầu trợ lực, các thành phần như màng trợ lực, piston, van chân khí trời, van chân không và lò xo phối hợp với nhau để điều chỉnh hoạt động của hệ thống trợ lực Chúng đảm bảo sự tương xứng giữa lực tác động lên bàn đạp và lực phanh, từ đó nâng cao hiệu quả phanh của xe.
+ Trạng thái không đạp phanh:
Hệ thống phanh dừng xe Misubishi Grandis
Phanh dừng bao gồm hai bộ phận chính: cơ cấu phanh và dẫn động phanh Cơ cấu phanh có thể được bố trí kết hợp với phanh của các bánh xe hoặc trên trục ra của hộp số Dẫn động phanh thường là cơ khí, hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, do đó còn được gọi là phanh tay.
Phanh dừng, hay còn gọi là phanh tay, là thiết bị quan trọng giúp dừng xe trên dốc, đường bằng hoặc khi xe không hoạt động Ngoài ra, phanh dừng còn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố hỏng phanh chính.
2.2.2.2 Phân tích kết cấu cơ cấu phanh dừng
Trên xe Mitsubishi Grandis, hệ thống phanh ở bánh xe phía sau được sử dụng để làm phanh dừng Cơ cấu phanh không chỉ bao gồm phần dẫn động bằng thủy lực của phanh chân mà còn có các chi tiết bổ sung cho chức năng phanh dừng.
Cấu tạo phanh dừng trên xe Misubishi Grandis được biểu diễn trên hình2.21.
Hình 2.21: Cấu tạo phanh dừng Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn động.
Hệ thống dẫn động của phanh dừng thường bao gồm cần điều khiển trên buồng lái, kết nối qua các đòn và dây cáp tới cơ cấu phanh ở bánh xe Cơ cấu điều khiển từ phanh tay hoạt động nhờ dây cáp lồng vào cơ cấu phanh Phanh tay sử dụng bề mặt trụ trong của đĩa phanh làm tang trống và được dẫn động bằng cáp kéo.
Sơ đồ dẫn động phanh dừng trên xe Misubishi được biểu diễn trên hình 2.16.
Hình 2.16: Dẫn động phanh dừng ( phanh tay)
1 Tay phanh; 2 Dây cấp; 3 Guốc phanh
Khi chưa phanh, người lái không tác động vào cần kéo phanh, khiến chốt điều chỉnh ở bên phải và đế bi không tác động vào viên bi, do lò xo kéo guốc phanh và má phanh giữ khoảng cách với tang trống phanh Khi phanh xe, người lái kéo cần phanh, dây cáp dịch chuyển sang trái, kéo theo chạc điều chỉnh qua đòn bẩy làm dế bi dịch chuyển, đẩy các viên bi tì sát vào guốc phanh Quá trình này ép guốc phanh và má phanh sát vào tang phanh để thực hiện phanh xe, và nếu giữ nguyên vị trí đó, cần kéo phanh sẽ được cố định nhờ cá hãm.
Khi thôi phanh, người lái cần nhả cá hãm và kéo phanh tay để các chi tiết trở về vị trí chưa phanh nhờ vào các lò xo hồi vị và lò xo kéo má phanh, đảm bảo rằng xe không bị phanh.
SƠ ĐỒ TÍN TOÁN VÀ CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi phanh được biểu diễn trên hình 3.1.
Hình 3.1: Sơ đồ lực tác dụng lên xe khi phanh
P1, P2: là lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe cầu trước và bánh xe cầu sau với mặt đường.
Pj: là lực quán tính đặt tại trọng tâm của ôtô, cùng chiều chuyển động của ôtô.
Ga: là trọng lượng toàn bộ của ôtô, đặt tại trọng tâm ôtô.
Z1 ,Z2: là các phản lực pháp tuyến của đường, tương ứng đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe cầu trước, cầu sau với đường.
Lực cản không khí (PW) ảnh hưởng đến hiệu suất của xe, với khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước (a) và cầu sau (b) đóng vai trò quan trọng trong thiết kế Chiều cao trọng tâm (hg) cũng là yếu tố quyết định đến sự ổn định khi xe di chuyển với vận tốc (v) cao.
3.1.2 Các thông số ban đầu.
Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe Misubishi Grandis sử dụng cho tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh gồm:
- Chiều dài cơ sở : L= 2830 [mm]
- Chiều cao lớn nhất : Ha = 1700 [mm]
- Chiều rộng lớn nhất: Ba = 1794 [mm]
- Chiều dài lớn nhất: La = 4765 [mm]
- Tốc độ lớn nhất: Vmax = 1905 [Km/h]
- Bán kính vòng quay: R = 5,5 [mm]
- Khối lượng bản thân xe: Go = 2250 [kg] = 22500 [N]
- Trọng lượng không tải: Gkt = 1630 [kg] = 16300 [N]
- Trọng lượng toàn bộ xe: Ga = 950 [kg] = 9500 [N]
- Trọng lượng phân bố ra cầu trước: G 1 = 950 [kg] = 9500 [N]
- Trọng lượng phân bố ra cầu sau: G 200 [kg] = 13000 [N]
- Đường kính xi lanh công tác trước: d 1= 60,3 [mm]
- Đường kính xi lanh công tác sau: d 2= 38,1 [mm]
- Đường kính trong của đĩa phanh trước: D t 19 [mm]
- Đường kính ngoài của đĩa phanh trước D n 1= 292 [mm]
- Đường kính trong của đĩa phanh sau: D t 2= 190 [mm]
- Đường kính ngoài của đĩa phanh sau: D n 2= 326 [mm]
- Bán kính làm việc của bánh xe: rbx = 215 [mm]
- Khoảng cách vết bánh xe trước là: S1 70 [mm]
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH TRÊN XE
3.2.1 Xác định mô men yêu cầu
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.
Momen phanh ở cơ cấu phanh trước:
Theo hình [3.1], ta có: bx P p P r
1 = ϕ = ϕ + ϕ (3.2) Mômen của cơ cấu phanh sau: bx P p P r
Mp1: Mômen ở cơ cấu phanh trước [Nm]
Pp1 : Lực phanh tác dụng lên cơ cấu phanh trước [N]
Mp2: Mômen ở cơ cấu phanh sau [Nm]
Pp2 : Lực phanh tác dụng lên cơ cấu phanh sau [N]
Z1 : Phản lực của mặt đường tác dụng cầu trước [N]
Z2 : Phản lực của mặt đường tác dụng cầu sau [N] ϕ : Hệ số bám giữa lốp với mặt đường khi phanh
Ga : Trọng lượng toàn bộ của xe [N]
G1 : Trọng lượng phân bố cầu trước [N]
G2 : Trọng lượng phân bố cầu sau [N]
Chiều dài cơ sở (L) được đo bằng milimét (mm), trong khi bán kính làm việc của bánh xe (rbx) cũng được tính bằng mm Khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu trước (a) và khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu sau (b) đều được xác định bằng mm Cuối cùng, chiều cao trọng tâm của xe (hg) cũng được tính bằng mm.
Thay giá trị các thông số vào, ta có: a = 2830
Chiều cao trọng tâm của xe được tính toán dựa trên kích thước vết bánh xe ở trục trước (S1) và hệ số bám giữa lốp với mặt đường (ϕ) Công thức xác định chiều cao trọng tâm là hg = ϕ S1.
Ta chọn hệ số bám giữa lốp với mặt đường khi phanh là: ( ϕ = 0,7 ÷ 0,8)
Mà khoảng cách vết bánh xe trước là: S1 70 [mm] ( theo tài liệu xe Misubishi Grandis )
3.2.1.1 Ðối với cơ cấu phanh trước
Mô men phanh của mỗi bánh xe cầu trước Mp1:
Thay giá trị vào các công thức (3.2) ta được:
3.2.1.2 Ðối với cơ cấu phanh sau
Mô men phanh của mỗi bánh xe cầu sau Mp2:
Thay các giá trị trên vào công thức (3.4) ta được:
Công thức mô men phanh lý thuyết giữa cầu trước và sau của xe Mitsubishi Grandis được xác định thông qua việc thay giá trị hệ số bám giữa lốp với mặt đường (ϕ = 0,1 - 0,8) vào các công thức (3.6) và (3.7) Kết quả được trình bày trong bảng 3.1 và được biểu diễn trên đồ thị đặc tính phanh trong hình 3.2.
Quan hệ mômen phanh giữa cầu trước và cầu sau Bảng 3.1 ϕ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Mp1 111.53
Qua bảng trên ta thấy:
Hệ số bám của bánh xe với đường có mối quan hệ tỷ lệ thuận với mômen phanh tại các cầu Khi hệ số bám ϕ nhỏ hơn 0,2, mômen phanh ở cầu trước sẽ tương đương với mômen phanh ở cầu sau.
Khi hệ số bám của bánh xe với đường có giá trị lớn hơn thì mômen phanh sinh ra ở cầu trước lớn hơn mômen phanh sinh ra ở cầu sau
Mô men phanh tỷ lệ thuận với lực phanh trên cầu, do đó, nếu không có bộ điều chỉnh lực phanh, bánh xe sau có thể bị hãm cứng và trượt, dẫn đến giảm hiệu quả phanh và mất ổn định trong điều khiển xe Để đảm bảo hiệu quả phanh cao khi phanh mạnh với hệ số bám tốt hơn, việc lắp đặt bộ điều hoà lực phanh cho xe là cần thiết.
Hình 3.2: Ðồ thị quan hệ mômen phanh của xe Misubishi
3.2.2 Xác định mô men phanh mà cơ cấu 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.
Mối quan hệ giữa mô men phanh do cơ cấu phanh tạo ra cho cầu sau và cầu trước là tỷ lệ bậc nhất (tuyến tính) Để hiểu rõ hơn về đặc điểm này, chúng ta cần xem xét mô men phanh thực tế mà các cơ cấu phanh sinh ra cho bánh xe.
3.2.2.1 Đối với cơ cấu phanh trước
Giả sử một lực P tác động lên vòng ma sát có bán kính trong R1 và bán kính ngoài R2, thì áp suất trên vòng ma sát được tính bằng công thức q = ( 2 ).
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 = à.q.2.πR.dR.R =à.q.2.π R 2 dR
Sơ đồ tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát được biểu diễn trên hình 3.3.
Hình 3.3: 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:
Trong đó : à -hệ số ma sỏt , à = 0,3
R1-bán kính trong của đĩa ma sát, với R1 = 0,095 [m]
R2-bán kính ngoài của đĩa ma sát, với R2 = 0,146 [m]
P -lực ép lên đĩa má phanh [N]
Xác định lực ép lên đĩa má phanh:
Trong đó: i - số lượng xi lanh, với i = 1 d - đường kính xi lanh bánh xe, với d = 60,3 [mm ] p - áp suất dầu, với p = 10,5.10 6 [N]
Thay số vào (3.9), ta được:
Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là:
3.2.2.2 Đối với cơ cấu phanh sau
Tương tự như cơ cấu phân trước, thay các giá trị tương ứng vào công thức (3.8) và (3.9) ta được:
Và mô men phanh mà cơ cấu phanh sau có thể sinh ra là:
3.2.3 Lực tác dụng lên bàn đạp phanh Ðể tạo ra áp suất dầu trong xy lanh công tác dẫn động phanh dầu xe Misubishi Grandis sử dụng xy lanh kép dùng trợ lực chân không Kết cấu đã được giới thiệu ở chương 2.
Lực bàn đạp phanh khi không có trợ lực:
Ta có phương trình cân bằng lực bàn đạp:
Lực bàn đạp phanh (Pbđ) và tỷ số truyền dẫn động bàn đạp phanh (idđ) là những yếu tố quan trọng trong hệ thống phanh của xe Mitsubishi Grandis, với idđ được xác định là 3,8 Hiệu suất dẫn động (ηdđ) trong hệ thống này đạt 0,8, trong khi áp suất dầu (pd) trong hệ thống là 10,5 x 10^6 N Đường kính xylanh chính (dc) được thiết lập là 23,8 mm, góp phần đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống phanh.
Lực bàn đạp phanh khi có trợ lực:
Lực do bầu trợ lực chân không sinh ra:
∆p max : Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang.
Với ∆p max = 165 [mmHg] = 21994,5 [N/m 2 ] ibđ : Tỷ số truyền của bàn đạp được xác định, với
Sp(m) : Diện tích hiệu dụng của màng của bầu trợ lực dm : Đường kính màng, với dm 5 [mm ]
= (m 2 ) Thay số vào (3.11), ta được:
Lực đạp phanh khi có trợ lực:
Các khảo sát cho thấy, khi bộ trợ lực hoạt động hiệu quả, lực đạp phanh cần thiết sẽ giảm, giúp người lái tiết kiệm sức lực trong việc điều khiển xe Điều này không chỉ làm giảm mệt mỏi cho người lái mà còn nâng cao hiệu quả phanh so với trường hợp bộ trợ lực không hoạt động.
Khi bộ trợ lực phanh không hoạt động, hiệu quả phanh sẽ giảm sút, vì sức mạnh của người bình thường không thể đạt được lực đạp phanh tối đa cần thiết.
3.2.4 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
Giản đồ phanh được biểu diễn trên hình 3.6.
Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, ký hiệu là t1, đối với phanh dầu là 0,3 giây Thời gian tăng lực phanh, ký hiệu là t2, có giá trị từ 0,5 đến 1 giây, và chúng ta chọn t2 là 0,7 giây Thời gian phanh hoàn toàn, ký hiệu là tpmin, tương ứng với lực phanh cực đại, trong khoảng thời gian này, lực phanh hoặc gia tốc chậm dần được giữ không đổi.
3.2.4.1 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 công thức tính gia tốc chậm dần cực đại khi phanh là: jpmax i g δ ϕ
(3.12) Trong đó: δ i - hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ôtô (hệ số quy đổi khối lương) Theo tài liệu tính toán, ta chọn δ i ~1.
Thay các số liệu vào (3.12), ta được: jpmax = ϕ.g = 0,8.9,81 = 7,848 [m/s 2 ]
Thời gian phanh là một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng của hệ thống phanh; thời gian phanh càng ngắn, chất lượng phanh càng cao Để xác định thời gian phanh, công thức được sử dụng là jpmax d Τ dv = ϕ g.
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, ta được: tpmin = ∫ 1
Khi phanh ôtô đến lúc dừng hẳn thì v2 = 0, do đó: tpmin g v
Trong đó: v1 là vận tốc của ôtô ứng với thời điểm bắt đầu phanh.
Mặt khác, ta có: dv = j.dt
Trong đó: vo là vận tốc của ô tô ứng với thời điểm bắt đầu tăng lực phanh, với vo 30[km/h] = 8,33 [m/s]
Thay các số liệu vào (3.14), ta được: v1 = 5,5832
Thay các số liệu vào (3.13) ta được: tpmin 81 , 9 8 , 0
Thời gian phanh thực tế là: tp = t1 + t2 + tpmin = 0,3 + 0,7 + 0,7121 tp = 1,7121 [s]
Quãng đường phanh là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh của ôtô Do đó, trong thông số kỹ thuật của xe, các nhà sản xuất thường cung cấp thông tin về quãng đường phanh tương ứng với tốc độ bắt đầu phanh đã được xác định.
Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ vo đến v1.
Ta có : ds vdt dt v= ds ⇒ = t dt t v j ds o p
Tích phân hai vế ta được: t dt t v j ds o p t o s s o
Thay các số liệu vào (3.15), ta được : s1 = 8,33.0,3 + 8,33.0,7 -
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 g v
Quãng đường phanh thực tế là : sp = s1 + s2 = 5,365 + 1,9860 => sp = 7,351 [m]