ĐỒ án môn học đồ án TÍNH TOÁN THIẾT kế ô tô đề tài TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Đặt vấn đề

Hệ thống phanh, hay còn gọi là phanh ô tô, là một trang bị thiết yếu trên mọi mẫu xe hiện nay Được trang bị trên các phân khúc hạng khác nhau, phanh đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn khi lái xe.

Hệ thống phanh là một trong những tính năng an toàn quan trọng nhất trên xe, giúp ngăn chặn tai nạn và bảo vệ tính mạng của người lái cũng như hành khách Nhờ vào sự nghiên cứu và cải tiến không ngừng, các nhà sản xuất đã phát triển các công nghệ phanh hiện đại, góp phần nâng cao mức độ an toàn cho người sử dụng.

Mục tiêu đề tài

Nội dung nghiên cứu đề tài được thực hiện với các mục đích sau:

– Thực hiện tổng quan hệ thống phanh cũng như các công nghệ phanh trên xe hiện nay

– Tìm ra phương án thiết kế khả thi chế tạo mô hình hệ thống

– Giúp cho chúng ta hiểu rõ hơn về công nghệ phanh ABS

– Phải thực hiện và tính toán được hệ thống phanh

– Biên soạn cũng như ghi ra đuọc các công thức hình vẽ của hệ thống một cách sao cho logic, giúp người đọc hiểu sâu hơn hệ thống này

– Nhoài ra tìm hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh ABS trên các dòng xe và so sánh chúng

Tiềm hiểu và đưa ra các giải pháp nhằm sửa chữa và cải tiến hệ thống phanh là rất quan trọng để nâng cao hiệu suất và đảm bảo an toàn cho người ngồi trên xe Việc tối ưu hóa hệ thống phanh không chỉ giúp tăng cường độ tin cậy mà còn mang lại trải nghiệm lái xe an toàn hơn.

Nội dung đề tài

 Tìm hiểu nguyễn lý hoạt động của hệ thống abs trên phương tiện

 Tính toán đo đạc thông số kỹ thuật trên mô hình thiết kế bản vẽ

Phương pháp nghiên cứu

1 Tìm hiểu các thông tin liên quan

2 Nghiên cứu lại môn Lý Thuyết Ô tô

3 Tham khảo mô hình thực tế

4 Thiết kế, mô phỏng mô hình trên phần mềm Solid Work

5 Sử dụng phần mềm soạn thảo word.

Kết cấu đồ án

 Nội dung tiểu luận word gồm 4 chương

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô

Phanh là thiết bị cơ học có nhiệm vụ kiểm soát chuyển động của bánh xe thông qua việc tạo ra ma sát, giúp giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe theo ý muốn của người lái.

Hệ thống phanh dùng để:

 Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó

 Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ.

Phân loại hệ thống phanh

Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và phanh truyền lực

Hình 2 1 Vị trí bố trí cơ cấu phanh

Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: phanh guốc, phanh đĩa và phanh dải

Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau)

Theo công dụng, phân chia ra: phanh chính (phanh chân), phanh dừng (phanh tay), phanh phụ, phanh dự phòng.

Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận chính tạo ra lực cản cho ô tô, hoạt động dựa trên nguyên lý ma sát Khi phanh, động năng của xe được chuyển đổi thành nhiệt năng tại cơ cấu phanh và sau đó được tản ra môi trường xung quanh.

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ô tô

Cơ cấu phanh bao gồm hai phần chính: các phần tử ma sát và cơ cấu ép Bên cạnh đó, còn có các bộ phận phụ trợ như bộ phận điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát và bộ phận xả khí cho hệ thống dẫn động thủy lực.

2.1.4 Cơ cấu phanh tang trống:

Phanh tang trống, hay còn gọi là phanh guốc hoặc phanh đùm, có tên tiếng Anh là Drum Brake, được phát minh bởi Louis Renault vào năm 1902.

Hình 2 2 Cấu tạo phanh tang trống

Áp suất thủy lực từ xi lanh chính được truyền đến xi lanh phanh, làm cho guốc phanh ép vào trống phanh Khi trống phanh quay cùng với lốp, bánh xe sẽ dừng lại.

Hình 2 3 Nguyên lý hoạt động của phanh tang trống

Khi không có áp suất tác động lên xi lanh, lực đàn hồi của lò xo sẽ đẩy guốc phanh ra khỏi mặt trong của trống phanh, đưa nó trở về vị trí ban đầu.

Các loại cơ cấu phanh tang trống:

 Cơ cấu phanh tang trống “đối xứng qua tâm”

 Cơ cấu phanh tang trống “dạng bơi”

 Cơ cấu phanh tang trống “tự cường hóa”

Phanh đĩa, hay còn gọi là thắng đĩa, là một loại phanh được thiết kế với đĩa phanh gắn cố định trên trục quay, đồng thời chuyển động cùng bánh xe Má phanh được lắp đặt đối xứng ở hai bên đĩa phanh và nằm trong cùm phanh.

Hình 2 4 Cấu tạo phanh đĩa

Phanh đĩa hoạt động nhờ vào lực ép của hệ thống thủy lực, tạo ra áp lực mạnh mẽ giữa hai má phanh và đĩa phanh So với các loại phanh truyền thống, phanh đĩa có khả năng giảm tốc vượt trội, mang lại hiệu suất phanh tốt hơn.

Hình 2 5 Nguyên lý hoạt động của phanh đĩa

Dẫn động phanh

Dẫn động phanh cơ khí bao gồm nhiều loại như đòn kéo, cáp, cần kéo và các cơ cấu điều khiển trong hệ thống phanh Loại dẫn động này thường được sử dụng cho phanh tay.

Hình 2 6 Các loại điều khiển phanh dừng

Hình 2 7 Cơ cấu phanh dừng

2.1.7 Dẫn động phanh thủy lực

Trên hầu hết tất cả các loại xe ô tô con (xe hơi) hiện nay đều sử dụng hệ thống phanh thủy lực hay còn gọi là phanh dầu

Hình 2 8 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực

2.1.8 Hệ thống phanh dẫn động khí nén

Hệ thống phanh dẫn động khí nén (phanh hơi) là một loại hệ thống phanh thường dùng trên ô tô tải lớn và ô tô chở khách

Hình 2 9 Hệ thống phanh dẫn động khí nén

Hệ thống phanh khí nén bao gồm: cơ cấu phanh và dẫn động phanh, hoạt động nhờ áp lực của khí nén

2.1.9 Dẫn động phanh khí nén – thủy lực

Dẫn động phanh này được chia làm 2 loại:

 Dẫn động phanh một dòng

 Dẫn động phanh hai dòng

Hình 2 10 Sơ đồ dẫn động phanh một dòng

Hình 2 11 Sơ đồ dẫn động phanh hai dòng

1: máy nén khí 5: bình khí nén 2: van điều khiển 6: cơ cấu phanh 3: xilanh chính 7: xilanh thủy lực 4: bình chứa dầu

Trợ lực phanh

Trợ lực phanh là một bộ phận quan trọng giúp khuếch đại lực đạp chân phanh, cho phép người lái không phải tốn nhiều sức khi nhấn bàn đạp phanh.

Dựa vào cơ cấu hoạt động và khả năng khuếch đại mà bộ trợ lực sẽ có nhiều loại, phù hợp cho từng loại xe khác nhau

2.1.10 Trợ lực phanh khí nén:

Hình 2 12 Cụm trợ lực phanh khí nén

Hình 2 13 Sơ đồ trợ lực khí nén

Bầu trợ lực chân không hoạt động dựa trên sự chênh lệch giữa chân không của động cơ và áp suất khí quyển, giúp tăng cường lực ấn của chân phanh Nhờ đó, tài xế có thể phanh xe một cách dễ dàng mà không cần tốn nhiều sức lực.

Hình 2 14 Sơ đồ bộ trợ lực chân không

2.1.12 Trợ lực bằng năng lượng điện từ

Trợ lực phanh sử dụng chuỗi xung điện từ từ các cuộn dây để tạo ra từ trường, giúp di chuyển các chi tiết cơ khí và khuếch đại lực đạp phanh.

Hình 2 15 Sơ đồ bộ trợ lực bằng năng lượng điện tử

Hệ thống phanh trang bị ABS

Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) là một trong những công nghệ an toàn chủ động quan trọng trên ô tô, giúp giảm nguy cơ tai nạn bằng cách tối ưu hóa quá trình phanh Ký hiệu ABS trên xe cho thấy rằng xe được trang bị hệ thống này, mang lại sự an tâm cho người lái trong các tình huống khẩn cấp.

HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TOYOTA VIOS

Giới thiệu tổng quan về xe Toyota Vios

Toyota Vios là loại xe 4 cửa được hãng Toyota sản xuất Mẫu xe này được phát triển dành cho các thị trường Đông Nam Á, Trung Quốc, và Đài Loan

Hình 3 1 Sơ đồ bộ trợ lực bằng năng lượng điện tử

Bảng thông số kỹ thuật của xe Toyota Vios:

STT THỐNG SỐ KỸ THUẬT ĐƠN VỊ KT/TL

1 Chiều dài toàn thể mm 4300

2 Chiều dài cơ sở mm 2550

3 Chiều rộng toàn thể mm 1700

4 Chiều rộng cơ sở mm 1480

7 Trọng lượng đầy tải KG 1520

7 Trọng lượng không tải KG 1055-1110

9 Kiểu động cơ 1NZ-FE 4 xy lanh

10 Dung tích xy lanh công tác cc 1497

12 Dung tích bình nhiên liệu Lít 42

13 Công suất cực đại ML/v 107/6000

14 Momen xoắn cực đại KG.m/v 14,4/4200

16 Bán kính quay vòng tối thiểu m 4,9

17 Phanh trước Đĩa thông gió

FM/AM,CD player,MP3,WMA ,6 loa

20 Vỏ và mâm xe 185/60R15 Mâm đúc

21 Dung tích khoang chứa hành lý Lít 575

22 Tiêu chuẩn khí thải Euro Step 4

23 Cửa khóa điều chỉnh từ xa

24 Kính cửa sổ điều chỉnh điện

Trượt và ngả Chỉnh độ cao mặt ghế (Ghế người lái)

28 Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)

29 Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD)

30 Hổ trợ lực phanh khẩn cấp (BA)

31 Đèn báo phanh trên cao

32 Túi khí (người lái và hành khách phía trước)

Giới thiệu hệ thống phanh trên xe Toyota Vios

Hình 3 2 Hệ thống phanh ABS trên xe Toyota Vios

1 Đĩa phanh 8 Dòng dẫn động phanh trước

2 Xilanh chính 9 Đèn báo phanh

3 Bầu trợ lực chân không 10 Đèn báo ABS

4 Bàn đạp phanh 11 Bộ thủy lực và máy tính

5 Công tắc khởi động 12 Dòng dẫn động phanh trước

6 Đĩa phanh 13 Các cảm biếm

3.2.1 Nguyên lý làm việc a) Khi không phanh:

Khi không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh, cảm biến tốc độ vẫn liên tục đo tốc độ bánh xe và gửi thông tin về khối điều khiển ECU trong suốt quá trình xe hoạt động Trong trường hợp phanh ABS chưa hoạt động, hệ thống vẫn theo dõi tốc độ để đảm bảo an toàn.

Khi người lái xe đạp phanh, nếu lực phanh chưa đủ mạnh để gây trượt bánh xe vượt quá giới hạn cho phép, dầu phanh sẽ được truyền từ tổng phanh đến lỗ với áp suất cao.

Van nạp có thiết kế mở rộng cho phép chất lỏng đi vào và ra khỏi cụm thủy lực một cách dễ dàng, không bị cản trở bởi bất kỳ chi tiết nào Điều này đảm bảo hiệu suất tối ưu trong quá trình phanh.

Khi phanh, các xilanh bánh xe ép các má phanh vào đĩa phanh, tạo ra lực ma sát giúp giảm tốc độ của bánh xe và xe Trong quá trình này, bộ điều khiển ECU không gửi tín hiệu đến bộ chấp hành cụm thủy lực, dù cảm biến tốc độ vẫn hoạt động và gửi tín hiệu liên tục đến ECU.

Khi người lái xe đạp phanh với lực đủ lớn, hiện tượng trượt có thể xảy ra Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định từ 10% đến 30%, hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) sẽ được kích hoạt Chế độ hoạt động của ABS bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau để đảm bảo an toàn và kiểm soát xe tốt hơn.

[1] Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất:

Hình 3 3 Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất.

1 Tổng phanh 9 Cơ cấu phanh

2 Ống dẫn dầu 10 Cảm biến tốc độ

3 Van điện 11 Roto cảm biến

Khi phát hiện sự giảm nhanh tốc độ của bánh xe từ tín hiệu của cảm biến tốc độ và cảm biến gia tốc, bộ điều khiển ECU sẽ xác định bánh xe nào bị trượt vượt quá giới hạn quy định.

Sau khi nhận tín hiệu từ bộ điều khiển ECU, hệ thống sẽ gửi tín hiệu đến bộ chấp hành hoặc cụm thủy lực, kích hoạt các rơle điện từ để đóng van nạp Điều này cắt đứt đường thông giữa xylanh chính và xylanh bánh xe, khiến áp suất trong xylanh bánh xe không thay đổi, ngay cả khi người lái tiếp tục tăng lực đạp Sơ đồ làm việc của hệ thống trong giai đoạn này được thể hiện trong hình.

[2] Giai đoạn giảm áp suất

Hình 3 4 Giai đoạn giảm áp

Nếu đã cho đóng van nạp mà bộ điều khiển nhận thấy bánh xe vẫn có khả năng bị hãm cứng do gia tốc chậm dần quá lớn, thì nó sẽ tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến rơ le van.

Van xả (14) được mở ra để cho chất lỏng từ xilanh bánh xe vào bộ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suất thấp của hệ thống Nhờ đó, áp suất trong hệ thống được giảm bớt.

Khi tốc độ bánh xe tăng lên do áp suất dòng phanh giảm, cần tăng áp suất trong xilanh để tạo lực phanh lớn Khối điều khiển điện tử ECU sẽ ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây của các van điện từ, khiến van nạp mở ra và van xả đóng lại, từ đó làm giảm tốc độ bánh xe.

Hình 3 5 Giai đoạn tăng áp

Chu trình giữ áp, giảm áp và tăng áp được lặp đi lặp lại, giúp xe duy trì phanh ở giới hạn trượt tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn.

Kết cấu và bộ phận phính

3.3.1 Cơ cấu phanh trước Đặc điểm kết cấu các chi tiết và bộ phận chính:

Hình 3 6 Kết cấu đĩa phanh có xẽ rãnh thông gió

2 Nắp chặn 10 Bu long khóa

3 Vỏ bộ xilanh thắng 11 Kẹp đỡ xilanh thắng

4 Tấm chắn 12 Đệm cao su làm kín

5 Bu lông giữ 13 Đĩa phanh

6 Vòng chặn dầu 14 Lỗ kiểm tra má phanh

7 Nắp chụp chắn bụi 15 Lỗ tản nhiệt đĩa phanh

Hình 3 7 Cơ cấu phanh trước

Hệ thống phanh chính của xe bao gồm phanh trước và phanh sau, sử dụng phanh đĩa điều khiển bằng thủy lực với trợ lực chân không Hệ thống này còn được trang bị công nghệ chống hãm cứng ABS, giúp tăng cường hiệu suất phanh và đảm bảo an toàn khi lái xe.

Vòng làm kín cho thấy biến dạng đàn hồi khác nhau khi chịu áp suất p trong các khe hở J1, J2, J3 Hình ảnh minh họa trạng thái chưa làm việc và đang chịu áp suất của vòng làm kín, với các thành phần chính bao gồm piston, vòng làm kín và xilanh.

 Phanh sau là phanh đĩa điều khiển bằng thuỷ lực trợ lực chân không, có sử dụng hệ thống chống hãm cứng ABS

 Phanh dừng (phanh tay): phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau

Xy lanh kép là thiết bị an toàn quan trọng của xe, được thiết kế để đảm bảo nếu một mạch dầu gặp sự cố, mạch dầu khác vẫn hoạt động, cung cấp lượng dầu tối thiểu cần thiết để phanh xe Khi chưa hoạt động, các piston được đẩy về vị trí ban đầu nhờ vào lò xo hồi vị, trong khi các khoang phía trước piston được kết nối với bình chứa qua lỗ cung cấp dầu.

Khi phanh piston bị đẩy sang trái, dầu phía trước piston sẽ được đẩy vào xy lanh bánh xe Ngược lại, khi nhả phanh đột ngột, dầu phía sau piston sẽ chui qua lỗ bù để bù đắp khoảng không gian phía trước đầu piston.

Hình 3 9 Kết cấu xilanh chính

2 Lỗ bù dầu 8 Chốt tuỳ

4 Nút làm kín 10 Cụm van ngược

5 Bình chứa dầu phanh 11 Cụm van ngược

Là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của bánh xe về cho khối điều khển điện tử ECU

Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ Cấu tạo của nó gồm:

 Rô to: Có dạng vòng răng, được dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyền lực nào đó

 Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu

Hình 3 10 Cảm biến tốc độ bánh xe trước

Hình 3 11 Cảm biến tốc độ bánh xe sau

Bộ cảm biến làm việc như sau:

Khi mỗi răng của vòng răng đi qua nam châm, từ thông qua cuộn dây sẽ tăng lên, và khi răng đã đi qua, từ thông sẽ giảm Sự thay đổi này tạo ra một suất điện động biến đổi trong cuộn dây, truyền tín hiệu đến bộ điều khiển điện tử.

Bộ điều khiển điện tử sử dụng tần số điện áp để đo tốc độ bánh xe Nó kiểm tra tần số từ các cảm biến và kích hoạt hệ thống chống hãm cứng khi phát hiện bánh xe có nguy cơ bị hãm cứng.

Tần số và độ lớn của tín hiệu tỷ lệ thuận với tốc độ bánh xe, nghĩa là khi tốc độ bánh xe tăng, tần số và độ lớn của tín hiệu cũng sẽ tăng theo Ngược lại, khi tốc độ bánh xe giảm, tần số và độ lớn tín hiệu cũng sẽ giảm.

Hình 3 12 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến

3.3.5 Khối điều khiển điện tử ECU

ECU là não bộ, trung tâm điều khiển của hệ thống, gồm hai bộ vi xử lý và các mạch khác cần thiết cho hoạt động của nó

ECU nhận diện tốc độ quay của bánh xe và tốc độ di chuyển của xe thông qua tín hiệu từ các cảm biến tốc độ Khi phanh, tốc độ giảm của xe phụ thuộc vào lực đạp phanh, tốc độ lúc phanh và điều kiện mặt đường ECU theo dõi tình trạng trượt giữa bánh xe và mặt đường bằng cách kiểm tra sự thay đổi tốc độ bánh xe trong quá trình phanh Nó xử lý thông tin và phát tín hiệu điều khiển cho hệ thống thủy lực, cung cấp áp suất tối ưu trong xi lanh bánh xe để điều chỉnh tốc độ, duy trì lực phanh hiệu quả từ 10 đến 30% tỷ lệ trượt.

Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD)

Chức năng EBD (Electronic Brakeforce Distribution) cải thiện kiểm soát bánh xe sau bằng cách phân phối lực phanh điện tử Hệ thống này giảm áp lực phanh cho bánh sau dựa trên mức độ trượt của bánh, từ đó nâng cao sự ổn định khi lái xe so với các hệ thống truyền động thông thường.

Trợ lực phanh của Vios

Trợ lực phanh xe Toyota Vios là loại trợ lực chân không, đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lực đạp lên bàn đạp phanh mà vẫn đảm bảo hiệu quả phanh cao.

Hệ thống trợ lực sử dụng 26 trợ lực với các piston và van để điều khiển hoạt động, đảm bảo sự cân bằng giữa lực đạp và lực phanh.

Hình 3 13 Bầu trợ lực chân không

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 (hoặc màng)

 Van chân không, 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, 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 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 qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không

Khi nhả phanh: van chân không mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không

Khi phanh, người lái đạp lên bàn đạp, khiến cần dịch chuyển sang phải, mở van chân và cho phép không khí vào khoang A qua phần tử lọc Sự chênh lệch áp suất giữa khoang A và B tạo ra lực tác dụng lên piston của bầu trợ lực, hỗ trợ người lái trong việc tác động lên các piston trong xilanh chính Qua đó, dầu được ép qua các ống dẫn đến xylanh bánh xe, thực hiện quá trình phanh hiệu quả.

Khi lực tác dụng lên piston tăng, biến dạng của vòng cao su cũng tăng theo, khiến piston dịch chuyển về phía trước so với cần, làm cho van không khí đóng lại và giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi Để tăng lực phanh, người lái cần tiếp tục đạp mạnh hơn, khiến cần dịch chuyển sang phải để van không khí mở ra, cho phép không khí đi vào khoang A Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su biến dạng nhiều hơn, làm piston dịch chuyển thêm về phía trước, dẫn đến van không khí đóng lại và đảm bảo độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại, van không khí mở 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

THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH

Tính toán hệ thống phanh trên xe TOYOTA VIOS

Các thông số cơ bản dùng để tính toán:

Trọng lượng toàn bộ Ga = 1520 [KG] = 15200[N]

Phân bố cầu trước G1 = 820 [KG] = 8200 [N]

Phân bố cầu sau G2 = 700 [KG] = 7000 [N]

Chiều dài cơ sở Lo = 2550 [mm]

Chiều rộng cơ sở S = 1480 [mm]

4.1.1 Xác định momen phanh yêu cầu:

Mômen phanh cần được xác định để đảm bảo hiệu quả phanh lớn nhất, tức là sử dụng tối đa lực bám để tạo ra lực phanh Để đạt được điều này, lực phanh sinh ra phải tỷ lệ thuận với các phản lực tiếp tuyến tác động lên bánh xe.

Hình 4 1 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Tải trọng phân bố lên cầu trước và cầu sau: m1, m2

𝐺 𝑎 Trong đó: m1, m2 – Hệ số phân bố tải trọng

 G1, G2: Trọng lượng phân bố lên cầu trước và sau

 Ga : Trọng lượng không tải của xe

 a, b : Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc

Theo sơ đồ trên hình 4.1 ta quy ước chiều dương là chiều ngược chiều kim đồng hồ Lấy mô men tại điểm O1 ta có:

𝐺 𝑎 Thay số vào ta được:

Từ sơ đồ 4.1 ta thấy:

Suy ra ta viết được phương trình cân bằng mô men như sau: a) Đối với cầu trước:

 ma: Khối lượng của ôtô

Thay vào và ta được:

 Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường:

 Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường:

2 Trong đó: φ là hệ số bám giữa lốp và mặt đường

Ta được lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường là:

Ta được lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường là:

Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước:

Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau:

- Mp1: Mômen phanh mỗi bánh xe ở cầu trước

- P1: Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường

- Mp2: Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau

- P2: Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường

- Z1: Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu trước

- Z2: Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu sau

- rbx: Bán kính làm việc của bánh xe

Theo tư liệu trong môn lý thuyết ô tô, ta có:

𝑟 𝑏𝑥 = 𝜆 𝑟 𝑜 [𝑚𝑚] r0: Bán kính thiết kế của bánh xe r0 = (H +

 H: Bề rộng của lốp, [inch] Trong đó, 1 inch = 25.4mm;

 d: Đường kính vành bánh xe, [inch]

 λ: Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp, gồm:

 λ = 0,93 ÷ 0,935 (cho lốp có áp suất thấp)

 λ = 0,945 ÷ 0,95 (cho lốp có áp suất cao)

Ta có kí hiệu lốp: 185/60R15 Đối với xe du lịch ta chọn lốp có áp suất thấp λ = 0.93 ÷ 0.935 Chọn λ = 0,93

2 ∙ 25,4) 0,93 = 349,215 [𝑚𝑚] hg - Tọa độ trọng tâm theo chiều cao

Thay các giá trị vào các công thức ta được:

Mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước Mp1:

Mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau Mφ2:

Từ hai phương trình trên, ta thấy mô men phanh của các bánh xe ở cầu trước và cầu sau là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ

Ta có quan hệ giữa hệ số bám φ và độ trượt λ theo đồ thị:

Hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy của bánh xe thay đổi theo độ trượt tương đối λ Để xác định mối quan hệ giữa mô men phanh của từng bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ, ta dựa vào đồ thị và các giá trị của hệ số bám dọc φx được trình bày trong bảng dưới đây.

Mối quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt λ được thể hiện qua bảng số liệu, trong đó các giá trị λ từ 0% đến 100% tương ứng với các hệ số φx giảm dần từ 0.61 đến 0.53 Dựa trên các giá trị φx, chúng ta có thể xác định mô men phanh Mp trên các cầu, đồng thời đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mô men phanh Mp và độ trượt λ khi phanh cũng được trình bày.

Quan hệ giữa mô men phanh Mp và độ trượt λ λ 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% φx 0 0.61 0.72 0.715 0.68 0.64 0.62 0.6 0.585 0.57 0.53

Hình 4 3 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ

4.1.2 Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra

A) Đối với cơ cấu phanh trước

Giả sử có lực P tác dụng lên vòng ma sát với bán kính trong R1 và bán kính ngoài R2, khi đó áp suất trên vòng ma sát sẽ được tính toán dựa trên các thông số này.

𝜋(𝑅 2 2 − 𝑅 1 2 ) Góc ôm α p o nên áp suất làm việc thực tế của má phanh là:

Trên vòng ma sát, chúng ta xem xét một vòng phần tử có bán kính R, với chiều dày dR Mômen lực ma sát tác dụng lên vòng phần tử này được xác định dựa trên vị trí và kích thước của nó.

Hình 3 14 Bán kính trung bình của đĩa ma sát

Mômen các lực ma sát tác dụng trên toàn vòng ma sát là:

𝑅 2 2 − 𝑅 2 2 Trong đó:  là hệ số ma sát  = 0,35

Trong quá trình khảo sát ta đo được:

 R1: bán kính trong của má phanh đĩa R1 = 0,075 [m]

 R2: bán kính ngoài của má phanh đĩa R2 = 0,143[m]

 P: lực ép lên đĩa má phanh [N]

Xác định lực ép lên đĩa má phanh:

 d: đường kính xi lanh bánh xe, d b [mm ]

Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là:

Từ phương trình trên, có thể thấy rằng tỷ lệ bậc nhất với áp suất dầu trong hệ thống là rất quan trọng Để tránh tình trạng bánh xe bị hãm cứng khi phanh, mô men phanh ở mỗi cơ cấu phanh sẽ thay đổi theo áp suất trong dòng dẫn động, được điều chỉnh bởi chu trình đóng mở các cửa van của van điện từ do ECU điều khiển.

Mô men phanh thay đổi theo độ trượt λ, với các giá trị mô men được thể hiện qua các giai đoạn tăng áp suất, giảm áp suất, giữ áp suất và tăng áp suất tiếp theo Những giá trị này được minh họa trên đồ thị trong hình 4.1.

Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất: λ 0% 5% 10% 15% 20% 25%

Khi đạp phanh, áp suất tăng lên đến giá trị p1 = 1,3 x 10^6 N/m², ECU sẽ điều khiển để giảm áp suất Tuy nhiên, do độ chậm tác dụng của hệ thống, với thời gian chậm là 0,5 giây, áp suất vẫn tiếp tục tăng đến giá trị p2 = 2,2 x 10^6 N/m² trước khi thực sự giảm xuống Giai đoạn tăng áp suất được thể hiện qua đoạn O-1-2 trên đồ thị hình 4.4.

Ta có quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất theo bảng sau: λ 25% 30% 27,5%

Mpt(N.m) 1585,8 1418,03 1305 p(N/m 2 ) 13,22.10 6 11,82.10 6 10,88.10 6 Áp suất giảm từ giá trị p2,22.10 6 đến giá trị cực tiểu không đổi p4= 10,86.10 6 Giai đoạn này được biểu diễn bằng đoạn 2-3-4 trên đồ thị 4.4

Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất: λ 27,5% 22,5%

Trong giai đoạn này, áp suất được duy trì ổn định ở mức 10,88.10^6 N/m², thể hiện qua đoạn 4-5 trên đồ thị Mối quan hệ giữa mô men phanh của hệ thống phanh trước Mpt và độ trượt λ trong giai đoạn tăng áp suất tiếp theo cho thấy λ lần lượt là 22,5%, 17% và 18%.

Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo được biểu diễn bằng đoạn 5-6-1 trên đồ thị 4.4

Trên hình là đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước theo độ trượt λ khi phanh

Hình 4 4 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước theo độ trượt λ khi phanh

B) Đối với cơ cấu phanh sau

Tương tự như cơ cấu phanh trước:

Khi lực P tác động lên vòng ma sát với bán kính trong R1 và bán kính ngoài R2, áp suất trên vòng ma sát sẽ được xác định dựa trên các yếu tố này.

𝜋(𝑅 2 2 − 𝑅 1 2 ) Góc ôm α ` o nên áp suất làm việc thưc tế của má phanh là

Mômen lực ma sát tác dụng trên vòng phần tử có bán kính R và chiều dày dR được tính bằng công thức 𝜋 (𝑅 2 2 − 𝑅 1 2 ) 60 ° Vòng phần tử này nằm trên vòng ma sát, cho phép phân tích các lực tác động một cách chính xác.

Hình 4 5 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 sau có thể sinh ra là:

+ R1: bán kính trong của má phanh đĩa R1 = 0,08 [m]

+ R2: bán kính ngoài của má phanh đĩa R2 = 0,14 [m]

+ Ps: lực ép lên đĩa má phanh [N]

Xác định lực ép lên đĩa má phanh:

+ d: đường kính xilanh bánh xe sau, d` [mm]

+ p: áp suất dầu trong xilanh bánh xe sau [N/m 2 ]

Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh sau có thể sinh ra là:

Giá trị mô men tại các giai đoạn tăng, giảm, và giữ áp suất được thể hiện tương ứng với độ trượt λ trong các bảng 5.7, 5.8, 5.9, và 5.10, đồng thời được minh họa trên đồ thị trong hình 4.6.

Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mps với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất λ 0% 5% 10% 15% 20% 25%

Khi đạp phanh, áp suất tăng lên đến giá trị p1=5,07.10^6 (N/m^2), sau đó ECU điều khiển giảm áp suất Tuy nhiên, do độ chậm tác dụng của hệ thống, áp suất vẫn tiếp tục tăng đến giá trị p2=5,11.10^6 (N/m^2) trước khi thực sự giảm xuống Giai đoạn tăng áp suất này được biểu diễn qua đoạn 0-1-2 trên đồ thị 4.6.

Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất: λ 25% 30% 27,5%

Áp suất giảm từ giá trị p2=5,11.10^6 N/m² xuống giá trị tối thiểu không đổi p4=3,9.10^6 N/m², dẫn đến việc ECU điều khiển tăng áp suất Giai đoạn này được thể hiện qua đoạn 2-3-4 trên đồ thị hình 4.6.

Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất: λ 27,5% 15%

Mps(N.m) 435 435 p(N/m 2 ) 3,9.10 6 3,9.10 6 Ở giai đoạn này áp suất được giữ không đổi, được biểu diễn bằng đoạn 4-5 trên đồ thị 4.6

Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh sau Mps với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo: λ 15% 10% 14%

Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo được thể hiện qua đoạn 5-6-1 trên đồ thị hình 4.6, minh họa mối quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của từng bánh xe ở cầu sau theo độ trượt λ khi phanh Các giá trị mô men phanh (Mps) lần lượt là 435, 458,16 và 590 N.m, trong khi áp suất (p) đạt 3,9.10^6, 4,11.10^6 và 4,93.10^6 N/m².

Hình 4 6 Quan hệ giữa mô men phanh và mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu sau theo độ trượt λ khi phanh

Tính toán dẫn động phanh

Hình 4 7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực

Quá trình tính toán dẫn động phanh thủy lực bao gồm việc xác định các thông số cơ bản như đường kính xi lanh công tác, đường kính xi lanh chính, tỉ số truyền dẫn động, lực và hành trình bàn đạp.

Hình 4 8 tính toán đường kính xilanh chính d 2 d 1

43 Để tạo lên áp suất p = 7 MPa thì cần phải tác dụng lên bàn đạp một lực Qbđ

– D: Đường kính xilanh tổng phanh, chọn D = 20 mm =0,02 m

– l, l’: Các kích thước của đòn bàn đạp, l’/l = 88/240

– : Hiệu suất dẫn động thuỷ lực,  = 0,92

Lực bàn đạp cho phép

 [Qbd]=0,650,75 KN đối với ô tô con;

 [Qbd]=0,750,80 KN đối với ô tô tải;

Như vậy ta phải lắp thêm bộ trợ lực phanh để giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái

4.3.2 Hành trình làm việc của pit tong xilanh phanh

Do các cơ cấu phanh cầu trước và cơ cấu phanh cầu sau đều là cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh rất nhỏ

4.3.3 Hành trình của bàn đạp phanh

Hành trình bàn đạp bao gồm 2 thành phần: hành trình tự do dùng để khắc phục khe hở

 giữa ti đẩy và pít tông (𝛿 = 1.5 ÷ 2𝑚𝑚; Chọn 𝛿 = 1,6mm) và hành trình làm việc (tương ứng với hành trình pít tông là)

Nếu coi chất lỏng là không nén được và các đường ống là cứng, thì chất lỏng từ xi lanh chính sẽ được đẩy vào các xi lanh công tác, tạo ra các dịch chuyển x1 và x2 của pít tông trong các xi lanh này.

Trong thực tế, do sự nén chất lỏng và sự giãn nở của các đường ống dưới áp suất, hành trình pít tông sẽ tăng lên một chút Mức tăng này có thể được tính toán bằng hệ số từ 1,05 đến 1,1.

20 2 ⋅ 1,05 = 21,6 (𝑚𝑚) Hành trình bàn đạp được tính như sau:

4.3.4 Xác định hành trình pit tông xilanh lực

Hành trình của piston trong xi lanh chính cần đạt yêu cầu tối thiểu hoặc lớn hơn để đảm bảo thể tích dầu đủ vào các xi lanh làm việc của hệ thống phanh.

Gọi S1, S2 là hành trình dịch chuyển của piston thứ cấp và sơ cấp thì

Với S2 là hành trình dịch chuyển của piston sơ cấp khi ta coi nó có tác dụng độc lập (không liên hệ với piston thứ cấp)

 d1, d2: đường kính xilanh bánh xe trước và sau

 D: Đườnh kính xilanh chính , D = 20 mm

 x1, x2: Hành trình dịch chuyển của piston bánh xe trước và sau

– Piston thứ cấp (của phanh sau) dịch chuyển một đoạn S2 = 3,40 mm

– Piston sơ cấp (của phanh trước) dịch chuyển một đoạn S1 = 7,37 mm

Ta có sơ đồ tính toán bộ trợ lực phanh chân không như sau:

Tính bền đường ống dẫn động phanh

Khi tính có thể coi đường ống dẫn dầu là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài khá lớn Ứng suất được tính như sau:

– p: áp suất bên trong đường ống p = 7 MPa

– R: Bán kính bên trong đường ống dẫn, R = 3 (mm) = 0,003 (m)

– S: Chiều dầy của ống dẫn, s = 0,5 (mm) = 0,0005 (m)

Khi cắt ống theo mặt phẳng vuông góc với trục ống, ứng suất pháp  n trên thành vỏ ống cần phải được cân bằng với áp suất của chất lỏng tác động lên diện tích mặt cắt ngang của ống.

46 Đường ống làm bằng hợp kim đồng có    = 260 (Mpa)

⟹ Như vậy đường ống dẫn động đủ bền.

Tính toán thiết kế bộ trợ lực phanh

Hình 4 9 Sơ đồ tính toán bộ trợ lực phanh

1 Piston xilanh chính 6 Van điều khiển

2 Vòi chân không 7 Lọc khí

4 Van chân không 9 Bàn đạp

4.3.5 Hệ số cường hóa của trợ lực

Khi lắp đặt bộ cường hoá, lực bàn đạp tối đa của người lái được chọn khoảng 300N Lực cường hoá sinh ra trên hệ thống phanh sẽ tạo ra áp suất tối đa khoảng 7MPa trong trường hợp phanh gấp.

 Từ công thức xác định được lực bàn đạp phanh:

Với Qbđ = 300 N ta xác định được áp suất pi do người lái sinh ra lúc đạp phanh là:

 D: Đường kính xi lanh chính, D =0,02 m

 l, l': Kích thước đòn bàn đạp

 𝜂 𝑡𝑙 : Hiệu suất truyền lực, tl = 0,92

Như vậy, áp suất còn lại do bộ cường hoá sinh ra là:

Hệ số cường hoá được tính như sau:

𝑝 𝑐 = 7 4,603= 1,52 Yêu cầu của bộ cường hóa thiết kế là luôn phải đảm bảo hệ số cường hoá trên

Ta xây dựng được đường đặc tính của bộ cường hoá như sau:

Hình 4 10 Đường đặc tính của bộ cường hoá

4.3.6 Xác định kích thước màng cường hóa: Để tạo được lực tác dụng lên thanh đẩy piston thuỷ lực phải có độ chênh áp giữa buống A và buồng B tạo nên áp lực tác dụng lên piston 1

Xét sự cân bằng của màng 3 ta có phương trình sau:

– p: Độ chênh áp phía trước và phía sau màng 3, lấy bằng 0,05(MPa) ứng với tốc độ làm việc không tải của động cơ khi phanh

– F4: Diện tích hữu ích của màng 3

– Plx: Lực lò xo ép màng 3

– Qc: Lực tác dụng lên piston thuỷ lực được tính theo công thức:

 F11: Diện tích của piston xylanh chính

 pc: áp suất do trợ lực phanh tạo ra, pc = 4,603(MPa)

 : hiệu suất dẫn động thuỷ lực,  = 0,92

Từ phương trình cân bằng màng 3 ta có:

∆ 𝑃 Tham khảo các xe có trợ lực chân không ta có: Plx = 150 N

0,05 10 6 = 0,03442 (𝑚 2 ) Vậy ta có đường kính màng 3 là:

Như vậy màng 3 của bộ cường hoá có giá trị bằng 209 mm để đảm bảo áp suất cường hoá cực đại pc

[A] Tính lò xo màng cường hóa (lò xo màng trợ lực)

Lò xo màng cường hoá được tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén

Hình 4 11 Tính toán lò xo a) Đường kính dây lò xo:

– d: Đường kính dây lò xo

– Flx: Lực lớn nhất tác dụng lên lò xo (tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu), Flx

– D: Đường kính trung bình của lò xo

– d: Đường kính dây lò xo Chọn c = 15

– k: hệ số tập trung ứng suất, được tính theo công thức:

– [] - ứng suất giới hạn, với lò xo làm bằng thép 65, [] = 330 MPa

Từ đó tính được đường kính trung bình của lò xo:

D = c.d = 15.4,4 = 66 mm b) Số vòng làm việc của lò xo

8 𝑐 3 (𝐹 𝑚𝑎𝑥 − 𝐹 𝑚𝑖𝑛 ) Trong đó: x: Chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng đến giá trị lớn nhất Fmax, từ giá trị lực nhỏ nhất Fmin (lực lắp), x được chọn dựa vào hành trình của piston xilanh chính

Tổng hành trình của hai piston xilanh chính là S = S1 + S2 = 7,37 + 3,4 = 10,77 mm, trong đó S1 và S2 lần lượt là hành trình của piston sơ cấp và piston thứ cấp Có thể chọn giá trị x bằng hoặc lớn hơn tổng hành trình này, ví dụ x = 15.

 G: Môđun đàn hồi vật liệu, G = 8.10 4 MPa

 d, c: Đường kính dây lò xo và hệ số đường kính c = 15,d = 4,4 mm,

 Fmax, Fmin: Fmax = 150 N, Fmin = 80 N ( tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu)

 vòng c) Độ biến dạng cực đại của lò xo

+ D: Đường kính trung bình của vòng lò xo, D = 66 mm

+ n: Số vòng làm việc của lò xo, n =3 vòng

+ Fmax: Lực tác dụng cực đại lên lò xo, Fmax = 150N

8 10 4 (4,4) 4 = 34,5 𝑚𝑚 d) Ứng suất của lò xo

Chiều dài nén của lò xo tương đương với tổng hành trình của hai piston, bao gồm piston thứ cấp và sơ cấp Lực tác dụng lên lò xo Plx được tính dựa trên tổng hành trình S của piston.

+ S: Tổng hành trình dịch chuyển của các piston, S = 10,77 mm

+ d: Đường kính dây lò xo,d = 4,4mm

+ n: Số vòng lò xo, n = 3 vòng

+ Fmin: Lực lắp lò xo, F = 80N

Từ đó ta kiểm tra được ứng suât xoắn sinh ra ở thớ biên lò xo là:

Lò xo làm bằng thép 65 có [] = 330MPa, so sánh thấy  < [] Vậy điều kiện bền xoắn được đảm bảo

 Số vòng toàn bộ của lò xo: n0 = n + 2 = 3 +3 = 6 vòng

 Chiều cao lò xo khi các vòng xít nhau:

 Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải:

– d: đường kính dây lò xo, d = 4,4mm

– n: số vòng làm việc của lò xo, n = 3 vòng

– max: độ biến dạng cực đại, max = 34,5 mm t = 4,4 +1,2.34,5

 chiều cao lò xo khi chưa chịu tải

[B] Tính lò xo van khí

Lò xo màng cường hoá được tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén a) Đường kính dây lò xo:

– d: đường kính dây lò xo

– Flx: lực lớn nhất tác dụng lên lò xo, Flx = 20 N

– D: đường kính vòng lò xo

– d: đường kính dây lò xo

– k: hệ số tập trung ứng suất, được tính theo công thức:

– []: ứng suất giới hạn, với lò xo làm bằng thép 65, [] = 330 MPa

Từ đó tính được đường kính trung bình của lò xo:

D = c.d = 15.1,6= 24 mm b) Số vòng làm việc của lò xo

Khi ngoại lực đạt giá trị lớn nhất Fmax, lò xo sẽ chuyển vị làm việc từ lực nhỏ nhất Fmin (lực lắp), với chuyển vị x được chọn dựa vào hành trình của van khí, cụ thể là x = 3 mm Môđun đàn hồi của vật liệu được xác định là G = 8.10^4 MPa.

+ d, c: đường kính dây lò xo và hệ số đường kính c = 15, d = 1,6 mm

+ Fmax, Fmin ( tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu)

 vòng c) Độ biến dạng cực đại của lò xo

 D: đường kính trung bình của vòng lò xo, D = 24 mm

 n: số vòng làm việc của lò xo, n =3 vòng

 Fmax: lực tác dụng cực đại lên lò xo, Fmax = 20N

55 d) Ứng suất của lò xo

Chiều dài nén của lò xo tương đương với tổng hành trình của đòn đẩy Do đó, lực tác dụng lên lò xo Plx được xác định dựa trên tổng hành trình S của đòn đẩy.

– S: Tổng hành trình dịch chuyển của các đòn đẩy, S = 13 mm

– d: Đường kính dây lò xo, d = 1.6mm

– N: Số vòng lò xo, n = 3 vòng

– Fmin - Lực lắp lò xo, F = 80N

Từ đó ta kiểm tra được ứng suât xoắn sinh ra ở thớ biên lò xo là:

Lò xo làm bằng thép 65 có [] = 330MPa, so sánh thấy  < [] Vậy điều kiện bền xoắn dược đảm bảo

Số vòng toàn bộ của lò xo: n0 = n + 2 = 3 +2 = 5 vòng

 Bước của vòng lò xo khi các vòng xít nhau

 Bước của vòng lò xo khi chưa chịu tải t = d +1,2 𝜆 𝑚𝑎𝑥

 d: đường kính dây lò xo, d = 1,6mm

 n: số vòng làm việc của lò xo, n = 3 vòng

 max: độ biến dạng cực đại, max = 12,6 mm t = 1,6 + 1,2.12,6/3 t = 6,44 mm

 Chiều cao lò xo khi chưa chịu tải

THIẾT KẾ TRÊN SOILD WORK

Cụm bàn đạp phanh

Hình 5 1 Các chi tiết tổng thành của cụm bàn đạp phanh

1 Bàn đạp phanh 4 Khớp nối bàn đạp

2 Miếng cố định khớp 5 ốc bu lông

Hình 5 2 Cụm bàn đạp phanh hoàn chỉnh

Hệ thống xilanh chính

Hình 5 3 Các chi tiết tổng thành hệ thống xilanh chính

1 Bình chứa dầu phanh 5 Xilanh chính

2 Ron làm kín (mạch 1) 6 Lò xo hồi vị

3 Piston thứ cấp 7 Ron làm kín (mạch 2)

Hình 5 4 Hệ thống xilanh chính hoàn chỉnh

Bộ trợ lực chân không

Hình 5 5 Các chi tiết tổng thành bộ trợ lực chân không

1 Vỏ bộ trợ lực 6 Ty đẩy

2 Màng chắn bụi 7 Lò xo màng trợ lực

3 Miếng nối cần trợ lực với bàn đạp 8 ốc của cần điều khiển van

4 ống chân không 9 Lò xo hồi vị

Hình 5 6 bộ trợ lực chân không hoàn chỉnh

Cụm phanh đĩa trước

Hình 5 7 Các chi tiết tổng thành cụm phanh đĩa trước (1)

1 Đĩa phanh 5 Má phanh (trong)

2 Cùm phanh 6 Má phanh (ngoài)

3 Lò xo vít xả gió 7 Bi xả gió

Hình 5 8 Các chi tiết tổng thành cụm phanh đĩa trước (2)

2 Piston phanh đĩa 6 Vít ngắn

3 Lông đền phanh đĩa 7 Vòng bi

4 Nắp vít xả gió 8 Vít xả dầu

Hình 5 9 Cụm phanh đĩa hoàn chỉnh

Mâm bánh xe

Lắp ghép hoàn chỉnh hệ thống phanh