2 LỜI CẢM ƠN Sau hơn ba tháng tìm hiểu và nghiên cứu thực tế, với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thanh Tuấn tôi đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp với nội dung” Phân tích đặc điểm cấu tạo, hoạt động và khai thác các bài thực hành Mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D trang bị tại phòng Mô phỏng và kết nối máy tính với các thiết bị năng lượng”. Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Thanh Tuấn đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy trong bộ môn Kỹ Thuật Ôtô và các bạn đã giúp đỡ, động viên tôi trong thời gian qua. Tôi xin chân thành cảm ơn! Nha trang, ngày 27 tháng 10 năm 2006. Sinh viên thực hiện. Trần Ngọc Anh. 3 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và kỹ thuật đã tạo điều kiện cho ngành công nghiệp ôtô phát triến và ngày càng hoàn thiện hơn với những hệ thống hiện đại, tiên tiến nhất. Nhằm nâng cao chất lượng đào tạo, giúp sinh viên có thể tiếp cận với những công nghệ mới, bộ môn Kỹ Thuật Ô Tô được trang bị phòng thực tập mô phỏng với những mô hình mới. Đây là những mô hình học tập hiện đại nhất Việt Nam hiện nay, nó được kết hợp giữa các bộ phận của tổng thành ôtô và máy tính do đó không những ta có thể quan sát trực tiếp trên mô hình mà còn có thể khảo sát, chẩn đoán… các bộ phận đó qua máy tính. Mô hình của hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe KFZ- 2004D là một trong các mô hình được trang bị tại phòng thực tập mô phỏng. Mô hình này thực sự giúp ích cho việc tìm hiểu và nghiên cứu về hệ thống phanh ABS với cơ sở lý thuyết, khảo sát hoạt động của các bộ phận, quan sát trực quan sự làm việc trên mô hình tương tự như khi bánh xe làm việc trên đường. Ngoài ra mô hình còn cho ta có thể tìm hiểu chung về hệ thống phanh trên ô tô. Với mục đích khai thác và đưa vào sử dụng mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D, sau quá trình học tập tôi được nhà trường giao thực hiện đề tài tốt nghiệp” Phân tích đặc điểm cấu tạo, hoạt động và khai thác các bài thực hành Mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D trang bị tại phòng mô phỏng và kết nối máy tính với các thiết bị năng lượng”. Sau thời gian nghiên cứu và tiếp xúc trực tiếp với mô hình, được sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Thanh Tuấn cùng các thầy trong bộ môn Kỹ Thuật Ôtô - Khoa Cơ khí tôi đã hoàn thành đề tài với nội dung gồm bốn phần: Phần1: Giới thiệu chung. Phần 2: Phân tích đặc điểm cấu tạo và hoạt động Mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D. Phần 3: Khai thác các bài thực hành mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D. Phần 4: Kết luận và đề xuất ý kiến. 4 Trong quá trình thực hiện đề tài, do kiến thức chuyên môn của bản thân còn hạn chế nên đề tài của tôi không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi kính mong sự góp ý của các thầy và các bạn để đề tại được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày 27 tháng 10 năm 2006 Sinh viên thực hiện. Trần Ngọc Anh 5 Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG. 1.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ. 1.1.1. Chức năng, yêu cầu của hệ thống phanh. Hệ thống phanh là một bộ phận của tổng thành ôtô, nó được trang bị nhằm đảm bảo các chức năng sau đây: - Giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển động nào đó. - Giảm tốc độ chuyển động của xe tới khi dừng hẳn. - Giữ xe ở một vị trí nhất định trên đường dốc. Nhờ có hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ôtô, đảm bảo an toàn khi xe chuyển động ở tốc độ cao do đó mà có thể nâng cao được năng suất vận chuyển. Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ô tô. Do vậy phải đảm bảo các yêu cầu như sau: - Đảm bảo nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào. - Quãng đường phanh ngắn nhất. - Đảm bảo tính dẫn hướng của ôtô khi phanh. - Điều khiển nhẹ nhàng, êm dịu. - Đảm bảo độ tin cậy khi sử dụng, hạn chế hư hỏng. 1.1.2. Phân loại. Hệ thống phanh ôtô rất đa dạng, tùy thuộc vào loại xe, thời kỳ, mục đích sử dụng… mà người ta có thể gọi hoặc trang bị trên xe những loại phanh khác nhau. Một cách tổng quát ta có thể phân loại hệ thống phanh như sau: STT Tiêu chí phân loại Phân loại 1 Theo cách điều khiển • Phanh điều khiển bằng chân (phanh chân). • Phanh điều khiển bằng tay (phanh tay). • Phanh điều khiển tự động. Bảng 1-1. Phân loại tổng quát hệ thống phanh 6 2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh • Phanh tang trống. • Phanh đĩa. • Phanh đai. 3 Theo phương thức dẫn động phanh • Phanh cơ khí. • Phanh thủy lực. • Phanh khí nén. • Phanh điện. 4 Theo vị trí đặt cơ cấu phanh • Phanh hãm bánh xe. • Phanh hãm trục truyền động. 5 Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh • Phanh thường. • Phanh trợ lực. • Phanh có bộ điều hòa lực phanh (LSPV). • Phanh chống hãm cứng bánh xe (ABS). 6 ……………… …………………………………… - Phanh chân (phanh chính): Được dùng để chủ động giảm tốc độ của xe. Phanh chân là phanh chính được dùng trong suốt quá trình xe chuyển động. Phanh chân có thể được dẫn động bằng thuỷ lực hoặc khí nén, nó thường sử dụng cơ cấu phanh dạng tang trống hoặc đĩa. - Phanh tay (phanh phụ): Thường được dùng để giữ xe ở một vị trí nhất định hoặc dự trữ cho phanh chân khi phanh chân bị hỏng. Phanh tay thường được dẫn động bằng cơ khí với cơ cấu phanh dạng tang trống một số trường hợp dùng cơ cấu phanh đĩa. - Phanh điều khiển tự động: Hệ thống phanh này thường được trang bị trên các đoàn xe (xe kéo rơmooc) để phanh các rơmooc khi nó bị tách ra vì một nguyên nhân nào đó. Phanh điều khiển tự động thường hoạt động dưới tác dụng của lực quán tính hoặc trọng lượng của rơmooc. 7 - Phanh tang trống: Lực phanh sinh ra ở các bánh xe nhờ sự ma sát giữa bố phanh (tấm ma sát) và trống phanh. Trong hệ thống phanh tang trống thì bố phanh được cố định còn trống phanh quay cùng bánh xe. - Phanh đĩa: Trong hệ thống phanh đĩa, lực phanh sinh ra ở các bánh xe nhờ lực ép giữa các tấm ma sát vào đĩa phanh. Để tạo ra được lực phanh thì các tấm ma sát được gắn cố định trên một giá (calip) còn đĩa phanh quay cùng với các bánh xe. - Phanh đai: Hệ thống phanh này thường được trang bị trên máy kéo, lực phanh sinh ra nhờ sự ma sát giữa tấm ma sát (dạng đai) và một chi tiết quay nào đó. - Phanh cơ khí: Hệ thống phanh này được dẫn động bằng cơ khí. Lực phanh được truyền từ cơ cấu điều khiển đến cơ cấu phanh thông qua các đòn, khớp…cơ khí. Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí thường là hệ thống phanh tay. - Phanh thuỷ lực: Lực điều khiển phanh từ bàn đạp phanh sẽ tạo ra dầu phanh có áp suất, thông qua các đường ống dầu có áp suất này sẽ làm cho cơ cấu phanh hoạt động tạo ra lực phanh. Hệ thống phanh điều khiển bằng thuỷ lực thường có ở phanh chính. - Phanh khí nén: Lực phanh sinh ra nhờ áp suất khí nén tác dụng nên cơ cấu phanh. Phanh khí nén thường được trang bị cho các xe tải cỡ nhỏ hoặc trung bình, trong cả phanh chính và phanh phụ. - Phanh điện: Trong hệ thống phanh điện, dẫn động phanh là điện từ. Khi tác động lên cơ cấu điều khiển phanh sẽ tạo ra một lực điện từ để phanh bánh xe. - Phanh hãm bánh xe: Lực phanh được sinh ra nhờ sự ma sát trong cơ cấu phanh đặt ở bánh xe. Trong phanh hãm bánh xe cơ cấu phanh thường dùng là dạng tang trống hoặc đĩa, chúng được gắn cùng với moay ơ của bánh xe. - Phanh hãm trục truyền động: Cơ cấu phanh của hệ thống phanh hãm trục truyền động được gắn ngay ở đầu ra của hộp số trên trục truyền động. Hệ thống phanh này thường dùng để cho xe dừng hẳn lại hoặc đứng yên tại chỗ trên đường dốc. - Phanh thường: Trong hệ thống phanh thường, lực phanh tạo ra trên cơ cấu phanh đơn thuần được dẫn động bằng thuỷ lực, khí nén hoặc cơ khí…áp suất dầu do bàn đạp phanh tạo ra điều khiển trực tiếp cơ cấu phanh. 8 - Phanh trợ lực: Hệ thống phanh trợ lực có dẫn động phanh loại liên hợp (thuỷ lực- khí nén, thuỷ lực- chân không). Với hệ thống phanh trợ lực người lái chỉ cần một tác đông nhẹ lên cơ cấu điều khiển cũng đảm bảo tạo đủ áp suất tác dụng lên cơ cấu phanh. - Phanh có bộ điều hoà lực phanh: Áp suất dẫn động phanh do bàn đạp tạo ra sẽ được điều chỉnh sao cho phù hợp với tải trọng đặt lên cầu xe do đó lực phanh được điều hòa tránh hiện tượng bó cứng bánh xe. - Phanh chống hãm cứng bánh xe (ABS): Hệ thống phanh chống bó cứng bánh xe điều chỉnh cho các bánh xe khi phanh không xảy ra hiện tượng trượt lết, đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu, tính ổn định và khả năng dẫn hướng của ôtô khi phanh. 1.1.3.Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh cơ bản. 1.1.3.1. Hệ thống phanh thuỷ lực. - Sơ đồ cấu tạo: Hệ thống phanh thuỷ lực có sơ đồ cấu tạo như hình vẽ: - Nguyên lý họat động: Trong quá trình phanh người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (1), qua cần điều khiển làm dầu trong xy lanh chính (2) bị đẩy tới bộ chia (3). Dầu có áp lực cao H. 1- 1: Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh thủy lực. 1.Bàn đạp phanh; 2. Xy lanh chính; 3. Bộ chia dầu; 4. Đư ờng dẫn dầu; 5. Cơ cấu phanh. 1 2 3 4 5 9 H. 1- 2: Cơ cấu phanh tang trống. 1. Má phanh; 2. Chốt; 3. Cam; 4. Kẹp; 5,8. Guốc phanh;6. Lò xo trả về; 7. Xylanh con. từ bộ chia (3) thông qua các đường dẫn dầu (4) được đưa tới cơ cấu phanh (5), tại đây nhờ áp lực cao của dầu tác dụng làm ép má phanh trong cơ cấu phanh vào trống phanh hoặc đĩa phanh thực hiện quá trình phanh. Khi không phanh chỉ cần nhả bàn đạp (1) nhờ cơ cấu trả về trong cơ cấu phanh (lò xo trả về) mà dầu được ép hồi về, nhả má phanh và kết thúc quá trình phanh. Trong hệ thống phanh thủy lực thường sử dụng hai loại cơ cấu phanh cơ bản là cơ cấu phanh loại tang trống và cơ cấu phanh loại đĩa phanh. • Cơ cấu phanh tang trống: Đây là loại cơ cấu phanh sử dụng khá phổ biến trên ôtô. Cơ cấu phanh tang trống có cấu tạo như hình vẽ: Khi phanh, dầu từ xylanh chính qua ống dẫn đến xylanh bánh xe (7). Nhờ áp suất dầu cao tác dụng vào xylanh bánh xe đẩy hai má phanh (1) ra ôm chặt tang trống đang quay cùng bánh xe thực hiện quá trình phanh. Khi thôi phanh do không tác dụng vào bàn đạp phanh nên lò xo trả về (6) sẽ kéo má phanh ra, kết thúc quá trình phanh. • Cơ cấu phanh loại đĩa phanh. Trong hệ thống phanh thủy lực, cơ cấu phanh đĩa thường được trang bị trên hai 10 bánh trước của xe. Cơ cấu phanh đĩa có cấu tạo như hình vẽ: Cũng tương tự như cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa có má phanh gắn chặt cùng với xylanh bánh xe. Cả xylanh bánh xe và má phanh được treo trên calip. Trong quá trình phanh, áp lực dầu từ xylanh chính tới sẽ đẩy piston xylanh bánh xe ra ép chặt má phanh vào đĩa phanh quay cùng moay ơ bánh xe thực hiện quá trình phanh. - Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh thủy lực. • Ưu điểm: Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu, hiệu suất cao, độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản, thiết kế rất đơn giản. Vì vậy, được sử dụng nhiều trên các loại ôtô hiện nay. • Nhược điểm. + Không thể làm tỷ số truyền lớn được nên trong hệ thống phanh thủy lực nếu không có bộ trợ lực thì chỉ nên dùng cho ôtô có trọng lượng toàn bộ nhỏ với lực tác dụng lên bàn đạp phanh lớn. + Trong khi hệ thống phanh làm việc, nếu chẳng may có chỗ nào bị hư hỏng thì cả hệ thống phanh đều không còn làm việc được- dầu phanh không đủ áp lực để điều khiển cơ cấu phanh (ví dụ khi hư hỏng một đường ống nào đó sẽ ảnh hưởng đến cả hệ thống). + Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp. H. 1- 3: Cơ cấu phanh đĩa. Đ ĩa phanh (Disc); Má phanh (Brake Pads); Calip 11 1.1.3.2. Hệ thống phanh hơi. - Sơ đồ cấu tạo. Hệ thống phanh hơi có sơ đồ cấu tạo như hình vẽ: - Nguyên lý hoạt động: Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp (6) để điều khiển van phối khí (5), khí nén do máy nén khí (1) nén vào bình (2) theo ống dẫn (4) tới bầu phanh (7) điều khiển cơ cấu phanh (8) thực hiện quá trình phanh. Quá trình phanh xảy ra ở cơ cấu phanh như sau: ` 2 3 4 5 6 7 8 1 H.1- 4: Hệ thống phanh hơi. 1. Máy nén khí; 2. Bình chứa khí nén; 3. Đồng hồ áp xuất; 4. Đường dẫn khí nén; 5. Van phối khí; 6. Bàn đạp phanh; 7. Bầu phanh; 8. Cơ cấu phanh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H. 1- 5: Cơ cấu phanh hơi 1. Bầu phanh; 2. Bát cao su; 3. Thanh đẩy; 4. Cần phanh; 5. Trục xoay; 6. Quả đào;7. Lò xo hồi vị; 8. Guốc phanh; 9. Má phanh; 10. Chốt tựa của các guốc phanh. [...]... u, má phanh s tách kh i tr ng phanh, k t thúc q trình phanh 1.2 CÁC CH TIÊU ÁNH GIÁ CH T LƯ NG C A Q TRÌNH PHANH Ch t lư ng c a q trình phanh là kh năng và hi u qu th c hi n các ch c năng, m b o các u c u c a h th ng phanh Hi n nay ngư i ta thư ng dùng hai ch tiêu ánh giá ch t lư ng c a q trình phanh ó là : - Hi u qu phanh - Tính n nh c a ơtơ khi phanh 1.2.1 Hi u qu phanh Hi u qu phanh là kh năng c... n phanh • Như c i m Phanh hơi có c u t o ph c t p, n u x y ra rò r ư ng ng thì có th khơng phanh ư c Ngồi ra khi s d ng phanh hơi còn tiêu t n cơng su t ng cơ do n ng máy nén khí 1.1.3.3 H th ng phanh tay Phanh tay hay phanh ph dùng hãm xe d ng bánh t i ch , ho c d tr cho phanh chân khi phanh chân b h ng Phanh tay có th k t h p v i phanh chân cùng tác ng phanh ơtơ kh n c p nh m rút ng n qng ư ng phanh. .. là kh năng c a h th ng phanh phương di n gi m t c m b o các u c u v c a ơtơ khi ti n hành phanh Hi u qu phanh ư c ánh giá b ng m t trong các ch tiêu sau: - Gia t c phanh - Th i gian phanh - Qng ư ng phanh - L c phanh ho c l c phanh riêng Xét ơtơ chuy n ng trên ư ng d c th c hi n q trình phanh, các l c tác d ng lên ơtơ là: l a V b Pj Pw Pi Z2 Gϕ G Z1 hg Pp1 Pf2 Pp2 Pf1 H 1- 8: Các l c tác d ng lên ơtơ... các l c phanh bánh xe như sau: Y B a l Pptr1 b V β Ppph2 Mqv Pptr2 Ppph2 X 0 H 1- 9: Các lực tác dụng lên ôtô khi phanh 19 - L c phanh sinh ra các bánh xe bên ph i (Ppph): Ppph = Ppph1 + Ppph2 - L c phanh sinh ra (1 14) các bánh xe bên trái (Pptr): Pptr = Pptr1 + Pptr2 (1 15) Trong ó: Ppph1, Pptr1 – L c phanh các bánh xe trư c bên ph i và bên trái Ppph2, Pptr2 – L c phanh các bánh xe sau bên ph i và. .. i do giá tr nh và tính d n hư ng c a xe là t t nh t (ϕy t giá tr cao), th a mãn các u c u cơ b n c a h th ng phanh là rút ng n qng ư ng phanh, c i thi n tính n nh và kh năng d n hư ng c a xe trong khi phanh 1.3.2 L ch s phát tri n c a ABS H th ng phanh ch ng bó c ng bánh xe (Antilock Braking System - ABS) ư c s d ng u tiên vào nh ng năm cu i c a th p niên 60 Ban u h th ng phanh này ch trang b cho hai... chính h ng - Ch có m t phanh ho t ng hay bó phanh • Má phanh ti p xúc khơng • H ng xylanh chính • Xylanh bánh xe h ng - Chân phanh rung • ĩa phanh giơ u 37 • Moay ơ q mòn • Thanh d n ng lái q giơ l ng 1.4.4.2 Các hư h ng trong b ch ng bó c ng bánh xe Ngồi các hư h ng như h th ng phanh thư ng, b ch ng bó c ng bánh xe còn xu t hi n các d ng hư h ng khác n a Các hư h ng trong b ch ng bó c ng s b ư c i u... q trình phanh Tính n nh c a ơtơ khi phanh ư c ánh giá b ng m t trong các thơng s sau: - Góc quay khi phanh ( β p ) - Hành lang phanh (Bp) - l ch c a ơtơ khi phanh (Bl) - H s khơng u c a l c phanh (Kd) 1.2.2.1 Góc quay khi phanh ( β p ) Góc quay c a ơtơ khi phanh ( β p ) là góc l ch c a ơtơ so v i hư ng chuy n ng ban u khi ơtơ ti n hành phanh, góc quay ó ư c xác nh như sau: Xét q trình phanh ơtơ trên... nhưng các b ph n cơ b n c a ABS thì hồn tồn gi ng nhau M t h th ng phanh ABS cơ b n có sơ c u t o như hình v : 7 5 6 8 4 H 1- 16: Sơ 1 Bàn 3 2 1 c u t o h th ng phanh ABS p phanh; 2 Tr l c; 3 Xylanh chính; 4 B th c hi n; 5.C m bi n t c bánh xe 6 ABSECU; 7 Cơ c u phanh ĩa; 8 Cơng tác èn phanh Ngồi các b ph n cơ b n như c a h th ng phanh thư ng (d n ng phanh, cơ c u phanh) trong h th ng phanh ch ng bó. .. Iq - Mơ men qn tính c a ơtơ quay quanh tr c th ng ng i qua tr ng tâm Tích phân hai l n phương trình (1 17) theo th i gian phanh (t) ta ư c: β= Góc l ch c c Mq 2I q t2 (1 18) i ( β max ) cho phép khi phanh khơng ư c vư t q 8 deg 1.2.2.2 Hành lang phanh (Bp) Hành lang phanh (Bp) là kho ng cách cho phép ơtơ có th d ch chuy n v hai bên khi phanh 20 Bp V Theo tiêu chu n hi n nay hành lang phanh cho phép... c o Pmin- L c phanh nh nh t m t phía nào ó trên tr c ư c o H s khơng u l c phanh là ch tiêu ánh giá tính n phanh H s khơng u càng nh thì tính n nh hư ng c a ơtơ khi nh hư ng c a ơtơ càng ư c b o m H s này thư ng ư c dùng khi th phanh trên b th Cũng như các ch tiêu ánh giá hi u qu phanh, khi ánh giá tính n nh c a ơtơ khi phanh ta cũng ch c n dùng m t trong các ch tiêu trên Tùy thu c vào m c ích kh . điểm cấu tạo và hoạt động Mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D. Phần 3: Khai thác các bài thực hành mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D. Phần 4: Kết luận và đề xuất ý. thác các bài thực hành Mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D trang bị tại phòng Mô phỏng và kết nối máy tính với các thiết bị năng lượng . Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn đến thầy. Mô hình của hệ thống phanh chống bó KFZ- 2004D trang bị tại phòng mô phỏng và kết nối máy tính với các thiết bị năng lượng . Sau thời gian nghiên cứu và tiếp xúc trực tiếp với mô hình, được