ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.. 1

Chương 1. TỔNG QUAN.. 2

1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu. 2

1.1.1.Công dụng hệ thống phanh.. 2

1.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh.. 2

1.1.3Phân loại hệ thống phanh.. 3

1.2. Kết cấu chung của hệ thống. 4

1.2.1. Cơ cấu phanh.. 5

1.2.2. Dẫn động phanh.. 12

1.3 Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu. 17

3.1. Mục tiêu.. 17
3.2 Phương pháp.. 17
3.3. Nội dung.. 17

Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5. 18

2.1. Giới thiệu chung về xe Mazda CX-5. 18

2.1.1. Bảng thông số CX5. 19

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5. 21

2.2.1. Giới thiệu chung hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5. 21

2.2. Nguyên lý làm việc chung.. 23

2.2.3. Phân tích kết cấu các cụm cơ bản.. 23

2.2.4. Cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống BA (Brake Assist) trên xe Mazda CX-5. 38

2.2.5. Cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống EBD (Elictric Brake force Distribution)40

2.2.6. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh chính xe Mazda CX-5. 42

2.2.7. Phân tích hệ thống phanh dừng Mazda CX5. 42

2.2.8 Cơ cấu phanh. 43

2.3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5.44

2.3.1. Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm.44

2.3.2. Các thông số ban đầu. 45

2.3.3. Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát46

2.3.4. Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh. 47

2.3.5. Tính toán xác định công ma sát riêng. 49

2.3.6. Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh. 50

2.3.7. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh. 50

Chương 3. KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5. 52

3.1. Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục. 52

3.2. Chẩn đoán hệ thống phanh xe ôtô. 57

3.3. Bảo dưỡng và sửa chữa. 59

3.3.1. Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp phanh. 59

3.3.2. Điều chỉnh khe hở má phanh và tăng phanh. 59

3.3.3. Bảo dưỡng xy lanh chính. 59

3.3.4. Thay má phanh. 64

KẾT LUẬN.. 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 68

LỜI NÓI ĐẦU

An toàn chuyển động của xe là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng khai thác xe ô tô, nó được đánh giá cụ thể bằng hiệu quả hoạt động của hệ thống phanh. Hệ thống phanh có đảm bảo độ tin cậy mới góp phần tạo điều kiện cho người lái xe điều khiển xe dễ dàng và linh hoạt, đồng thời duy trì được tốc độ của xe theo ý muốn trên mọi địa hình khác nhau.

Trong thực tế việc khai thác sử dụng xe ô tô ở Việt Nam trong những năm qua cho thấy do điều kiện thời tiết khí hậu, địa hình và điều kiện chăm sóc bảo quản, bảo dưỡng còn nhiều hạn chế, do đó hệ thống phanh còn xảy ra một số hư hỏng mang tính chất đặc thù, dẫn đến việc sử dụng xe còn có những khó khăn nhất định.

Trong quá trình học tập chuyên ngành xe dân sự tôi được giao nhiệm vụ làm đồ án tốt nghiệp với đề bài: Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5. Mục đích của đồ án này là tìm hiểu phân tích kết cấu Hệ thống phanh, tính toán kiểm nghiệm hiệu quả của cơ cấu phanh ô tô Mazda CX-5. Từ đó đưa ra những nội dung và biện pháp cần thiết giúp cho việc khai thác sử dụng hệ thống phanh được tốt hơn, nâng cao hiệu quả và tuổi thọ của nó, tăng được khả năng an toàn cho chuyển động của xe.

Chương 1. TỔNG QUAN

1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu

Hệ thống phanh là một trong những hệ thống hết sức quan trọng góp phần quyết định đến tính an toàn giao thông. Trong vận chuyển đặc biệt là để đảm bảo an toàn giao thông, theo thống kê của một số quốc gia Châu Á thì trong tai nạn giao thông đường bộ thì nguyên nhân do hư hỏng, trục trặc ở hệ thống phanh chiếm từ 40–45 %. Vì vậy, hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế, chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.

1.1.1. Công dụng hệ thống phanh

Hệ thống phanh dùng để:

- Có tác dụng ngăn ngừa việc hãm cứng bánh xe oto trong tình huống cần giảm tốc khẩn cấp, tránh hiện tượng văng trượt và duy trì khả năng kiểm soát hướng lái

- 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.

- Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng. Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển.

1.1.2. Yêu cầu của hệ thống phanh

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 dịnh 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.

- Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:

- Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập.

- Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường.

1.1.3 Phân loại hệ thống phanh

Hệ thống phanh của ô tô máy kéo được chia làm ba loại:

+ Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên gọi là phanh chân.

+ Phanh dự trữ: dùng để phanh ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chính hỏng.

+ Phanh dừng: còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên gọi là phanh tay.

+ Ngoài ra còn có phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như xe tải, trọng lượng toàn khối lớn hơn 12 tấn, xe khách- lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:

- Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc.

- Để giảm dần tốc độ của ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn

- Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau. Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập.

- Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường.

Để có hiệu quả phanh cáo:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được hoàn toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng.

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn bộ lớn

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

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

- Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp

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

- 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).

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính

a- Phanh trống guốc; b- Phanh đĩa; c- Phanh dải.

1.2. Kết cấu chung của hệ thống

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1

Hình 1.1: Hệ thống phanh trên ô tô

Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:

- Cơ cấu phanh:

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

- Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyêch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu đẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí. Nếu là dẫn động thủy lực thì dẫn động phan bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.

1.2.1. Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng của ô tô thành dạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng).

Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu phanh thường dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh dải.

a. Cơ cấu phanh tang trống

Trong cơ cấu phanh tang trống thì chúng ta có nhiều loại khác nhau:

*Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ đồ hình1. 2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.2.b).

Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên tục (hình 1.2.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.2.a).

Ở hình 1.2.b trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn.

Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác dụng lên hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.

*Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm

1. Ống nối; 2. Vít xả khí; 3. Xilanh bánh xe; 4. Má phanh; 5. Phớt dầu kín; 6. Pitton; 7. Lò xo guốc phanh; 8. Tấm chặn; 9. Chốt guốc phanh; 10. Mâm phanh

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm.

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

*Cơ cấu phanh guốc loại bơi:

Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.4.b).

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b).

- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pít tông. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

- Loại hai mặt tựa tác dụng kép: Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

*Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa:

Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa

Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b).

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.

- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép:

Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.

b. Cơ cấu phanh đĩa

cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.

Hình 1.6 cơ cấu phanh đĩa

Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.

* Loại giá đỡ cố định (hình 1.7.a)

Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.

Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.

* Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):

Hình1.7.b Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.

Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định trên dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ.

* Một số chi tiết trong cơ cấu phanh đĩa

Đĩa phanh

Đĩa phanh thường được chế tạo bằng gang cầu hoặc gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng, không được có vết xước.

Dạng đĩa phẳng chế tạo đơn giản hơn nhưng ít được dùng vì bề mặt ma sát ở gần ổ lăn của moayơ bánh xe, gây nóng ổ lăn này làm cho việc bôi trơn ổ này khó khăn hơn.

Dạng đĩa không phẳng được dùng nhiều hơn vì bề mặt ma sát được bố trí xa ổ lăn của moay ơ bánh xe, hạn chế nung nóng ổ này và dễ dàng bố trí xi lanh công tác.

Dạng đĩa không phẳng có tạo các lỗ hướng kính được dùng phổ biến vì ngoài các ưu điểm của đĩa không phẳng ra thì đĩa phanh được làm mát tốt hơn.

Má phanh

Má phanh gồm các tấm ma sát và xương má phanh. Tấm ma sát dầy khoảng 9 đến 10 mm, xương má phanh là thép tấm, dày khoảng 2 đến 3 mm. Chúng được tán vào nhau và được lắp trên giá xi lanh công tác bằng rãnh hướng tâm và được định vị bằng các chốt định vị hoặc bằng các mảnh hãm. Trên mỗi má phanh đều có chốt báo hết má phanh. Khi má phanh mòn hết đến chiều dày từ 1 đến 4 mm thì chốt báo hết sẽ tiếp xúc với đĩa phanh và báo hết má phanh.

Cơ cấu báo mòn hết má phanh

Hình 1.8 Cơ cấu báo mòn hết má phanh

d.Xi lanh công tác

Cụm xi lanh công tác của cơ cấu phanh đĩa gồm xi lanh được chế tạo liền với giá đỡ hoặc chế tạo rời, pít tông, phớt làm kín và vành chắn bụi. Phía trên xi lanh có lỗ xả không khí trong hệ thống dẫn động.

Hình 1.9 Xi lanh công tác

e.Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh

Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh thường sử dụng sự biến dạng của vành khăn làm kín dầu.

Hình 1.10 Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh

Khi pít tông dịch chuyển, ma sát giữa vành khăn và pít tông lớn nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh của vành khăn. Khi thôi phanh, vành khăn kéo pít tông về vị trí ban đầu và hết biến dạng. Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh lớn, vành khăn bị biến dạng hết mức và pít tông dịch trượt so với vành khăn. Khi thôi phanh, pít tông chỉ trở về bằng độ biến dạng của vành khăn nên pít tông có vị trí mới so với xi lanh, đảm bảo khe hở giữa má phanh và đĩa phanh luôn không đổi.

f. Cơ cấu phanh dừng

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng. Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không di chuyển trên các loại đường khác nhau.

Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh.

Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.

Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.

Hình 1.11 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng

1.2.2. Dẫn động phanh

a. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, thường chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay).

b. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực

Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào trống\đĩa phanh.

Dẫn động bằng thủy lực có đặc điểm là độ nhạy cao, kết cấu đơn giản nhưng nếu không có cường hóa dẫn động lực người lái cần để điều khiển phanh lớn hơn so với dẫn động bằng khí nén. Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

Ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất lỏng được coi như không đàn hồi khi ép).

Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi lanh bánh xe).

Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.

- Dẫn động một dòng (hình 1.12):

Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. Vì một lý do nào đó, bất kỳ một đường ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.

Vì vậy trong thực tế người ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng.

- Dẫn động hai dòng (hình 1.13):

hình 1.13 Dẫn động hai dòng

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh chính kép (loại "tăng đem").

Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệu hai phương án tiêu biểu thường được sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình 1.13.a và 1.13.b.

Ở sơ đồ hình 1.13.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một trong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.

Ở sơ đồ hình 1.13.b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một bánh xe phía sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn lại. Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.

c. Dẫn động phanh chính bằng khí nén

Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh. Đặc điểm của dẫn động phanh bằng khí nén là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhưng do sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để thực hiện điều khiển cơ cấu phanh nến lực điều khiển của người lái là không cần lớn lắm mà chỉ cần đủ để mở các van điều khiển phân phối khí nén. Vì vậy nó thường dùng trên các ô tô cỡ lớn.

Hệ dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén thường gồm các bộ phận chính sau: máy nén khí, bình chứa khí nén, van phân phối, đường ống dẫn khí nén, các xi lanh công tác (bầu phanh), bộ phận chia khí nén đến các bình chứa của các dòng dẫn động khác nhau và các van an toàn của hệ thống. Để giảm thời gian chậm tác dụng của cơ cấu phanh ở xa, người ta có thể bố trí các van gia tốc.

Hình 1.14: cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén

1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 - bộ điều chỉnh áp suất; 4 - đồng hồ áp suất; 5 - bàn đạp phanh; 6 - van an toàn; 7 - bình chứa khí; 8 - van phân phối (tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh; 11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc phanh.

*Bộ cường hóa lực phanh

Để giảm nhẹ lực tác động của người lái trong quá trình sử dung phanh, đồng thời tăng hiệu quả sử dụng phanh trong trường hợp phanh gấp ở hệ thống phanh trang bị thêm bộ trợ lực phanh.

Bộ trợ lực chân không: hoạt động dựa vào độ chênh lệch chân không của động cơ và của áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh tỉ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp phanh. Nguồn chân không có thể lấy ở đường nạp động cơ hoặc dùng bơm chân không riêng làm việc nhờ động cơ.

a)Cấu tạo

Hình 1.16. Cấu tạo bộ trợ lực chân không

Thanh đẩy xy lanh; 2. Van chân không; 3. Màng ngăn; 4. Pít tông trợ lực; 5. Van điều khiển; 6. Lọc khí nạp; 7. Thanh đẩy bàn đạp; 8. Chân không

b) Hoạt động

- Hầu hết bộ trợ lực chân không có ba trạng thái hoạt động là: nhả phanh, đạp phanh và duy trì phanh. Những trạng thái này được xác định bởi độ lớn của áp suất trên thanh đẩy.

* Khi không phanh

Hình 1.17. Hoạt động của bộ trợ lực chân không(Trạng thái không phanh).

- Khi không đạp phanh, cửa chân không mở và cửa không khí đóng. Áp suất giữa hai buông A và B cân bằng nhau, lò xo hồi vị đẩy pít tông về bên phải, không có áp suất trên thanh đẩy.

* Khi đạp phanh

Hình 1.18. Hoạt động của trợ lực chân không (Trạng thái đạp phanh)

- Khi phanh, cần đẩy dịch sang trái làm cửa chân không đóng, cửa khí quyển mở. Buồng A thông với buồng khí nạp động cơ, buồng B có áp suất bằng áp suất khí quyển. Sự chênh lệch áp suất này tạo lên lực cường hoá đẩy pít tông và màng cao su dịch về bên trái tạo lên khả năng tăng lực đẩy cho cần xy lanh chính.

* Giữ phanh

Hình 1.19. Hoạt động của bộ lực chân không (Trạng thái giữ phanh)

- Ở trạng thái giữ phanh, cả hai cửa đều đóng, do đó áp suất ở phía phải của màng không đổi, áp suất trong hệ thống được duy trì.

- Khi nhả phanh lò xo hồi vị đẩy pít tông và màng ngăn về vị trí ban đầu. Trong trường hợp bộ trợ lực bị hỏng, lúc này cần đẩy sẽ làm việc như một trục liền. Do đó khi phanh người lái cần phải tác động một lực lớn hơn để thắng lực đẩy của lò xo và lực ma sát của cơ cấu.

* Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS

Trong quá trình phanh xe, nếu các bánh xe bị trượt lết thì khả năng bám đường của bánh xe giảm rất nhiều so với khả năng bám khi bánh xe ở giới hạn trượt lết nên hiệu quả phanh giảm nhiều. Mặt khác, khi bánh xe bị trượt lết thì mất khả năng điều khiển hướng chuyển động của xe nên chất lượng phanh giảm.

Bộ ABS thực hiện điều chỉnh áp suất ra các cơ cấu phanh của các bánh xe theo độ trượt của các bánh xe khi phanh, đảm bảo điều chỉnh chính xác để bánh xe không bị trượt khi phanh do đó nâng cao được hiệu quả và chất lượng phanh xe. Hiện nay ở các nước tiên tiến chỉ cho phép nhập các loại ô tô có lắp đặt bộ ABS.

Hình 1.20 Sơ đồ hệ thống chống bó cứng phanh

1.3 Mục tiêu, phương pháp, nội dung nghiên cứu

3.1. Mục tiêu

- Tìm hiểu được tổng quan phanh , phân tích và kiểm nghiệm đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật, phù hợp với điều kiện làm việc

3.2 Phương pháp

- Sự kết hợp giữa phương pháp nghiên cứu lý thuyết, tính toán thiết kế thông số chi tiết và kiểm nghiệm theo các tài liệu hướng dẫn có độ tin cậy cao kết hợp với việc quan sát đo đạc phù hợp đưa ra quy trình công nghệ

3.3. Nội dung

- Để thực hiện mục tiêu nghiên cứu thì đồ án bao gồm một số nội dung cơ bản sau:

Chương 1: Tổng quan về phanh

Chương 2: Phân tích kết cấu và kiểm nghiệm hệ thống phanh

Chương 3: Khai thác kĩ thuật hệ thống phanh

Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5

2.1. Giới thiệu chung về xe Mazda CX-5

Mazda CX-5 là chiếc xe tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ Skyactiv siêu tiết kiệm nhiên liệu, vận hành tối ưu và an toàn. Ngay khi giới thiệu, Mazda CX-5 trở thành sự kiện nổi bật của thị trương ô tô thế giới.

Hình 2.1. Xe Mazda CX-5

SkyActiv là thuật ngữ được Mazda dùng để chung cho các giải pháp công nghệ trên động cơ, hộp số, kết cấu khung vỏ. Trên động cơ, đó là những giải pháp tăng hiệu suất bằng cách thay đổi tỷ số nén, giảm ma sát các kết cấu cơ khí, sử dụng piston hốc. Mazda cho biết, SkyActiv-G là loại động cơ xăng thương mại có tỷ số nén cao nhất đạt 14:1, trong khi thị trường phổ biến là từ 10:1 đến 13:1. Theo lý thuyết, nếu tăng tỷ số nén từ 10 lên 15, hiệu suất động cơ sẽ tăng 9%. Tuy nhiên không thể tiếp tục tăng tỷ số nén vì hiện tượng kích nổ. Tỷ số nén cao, nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp xăng – không khí tăng cao, có thể tự cháy khi piston tới điểm chết trên.

Nghiên cứu từ Mazda cho thấy, nếu lượng khí sót trong xi-lanh cuối quá trình thải giảm từ 8 xuống 4% thì nhiệt độ cuối quá trình nén ở động có tỷ số nén 14:1 tương đương động cơ 11:1.

Trên động cơ nhiều xi-lanh có cổ xả ngắn, khí xả áp suất cao từ xi-lanh này có thể đi vào các xi-lanh khác làm tăng khí sót. Hệ thống xả 4-2-1 có cổ xả dài làm giảm ảnh hưởng của hiện tượng trên nhờ đó giảm khí sót trong mỗi. Bên cạnh đó, SkyActiv-G còn sử dụng piston hốc, chương trình phun nhiên liệu tối ưu.

Những nỗ lực từ Mazda giúp SkyActiv-G đạt hiệu suất nhiệt cao hơn 15% so với thế hệ trước. Được ra mắt lần đầu vào năm 2012, cho đến nay, mẫu crossover Mazda CX-5 đạt được nhiều thành công Tại Việt Nam, Mazda CX-5 2016 được giới thiệu gồm 3 phiên bản 2.0L 2WD và 2.5L (AWD, 2WD) đi kèm hộp số tự động 6 cấp. Động cơ dung tích 2.5L của Mazda CX-5 sản sinh công xuất tối đa lên đến 185 mã lực và momen xoắn tối đa đạt 250Nm.

2.1.1. Bảng thông số CX5

STT	Tên	Ký hiệu	Đơn vị	Giá trị
1	Chiều dài tổng thể	L_a	mm	4540
2	Chiều rộng tổng thể	B_a	mm	1840
3	Chiều cao tổng thể	H_a	mm	1670
4	Chiều dài cơ sở	L	mm	2700
5	Khoảng cách từ trục bánh xe trước đến đầu xe	L₁	mm	865
6	Khoảng cách từ trục bánh xe sau đến đuối xe	L₂	mm	975
7	Chiều rộng cơ sở	Trước	mm	1750
8	Chiều rộng cơ sở	Sau	mm	1840
9	Khoảng sáng gầm xe	H	mm	210
10	Bán kính quay vòng nhỏ nhất	R	m	5.6
11	Khối lượng xe không tải	M₀	kg	1505
12	Khối lượng xe toàn tải	M_a	kg	1980
13	Số chỗ ngồi		Người	5
14	Dung tích bình xăng		Lít	56
15	Kiểu động cơ			Skyactiv -G 2.0L
16	Thể tích làm việc		cm³	1998
17	Đường kính x Hành trình làm việc	D x S	mm	83.5x91.2
18	Tỷ số nén		13:1
19	Công suất cực đại	N_emax	kW/rpm	153/6000
20	Mô men xoắn cực đại	M_emax	N.m/rpm	200/4000
21	Hệ thống cung cấp nhiên liệu			Phun xăng điện tử đa điểm
22	Loại			6AT
23	Tỷ số truyền động	Số 1		3,615
		Số 2		1,926
		Số 3		1,294
		Số 4		1,024
		Số 5		0,860
		Số 6		0,756
		Số lùi		3,583
24	Bố trí động cơ đặt trước
25	Hệ thống lái			Thanh răng và bánh răng trụ
26	Tay lái trợ lực			Có
27	Hệ thống phanh	Trước		Đĩa
27	Hệ thống phanh	Sau		Đĩa
28	Hệ thống treo	Trước		Độc lập kiểu McPherson
28	Hệ thống treo	Sau		Đa liên kết
29	Mâm xe			Mâm hợp kim nhôm
30	Lốp			225/55 R19

Điểm đáng chú ý đó là động cơ của CX-5 đạt được các giá trị cực đại tại vòng tua rất thấp (lần lượt là 6000 vòng/phút đối với công suất và 4000 vòng/phút đối với momen xoắn) giúp động cơ luôn hoạt động ổn định và mạnh mẽ ở điều kiện sử dụng thông thường. Ở phiên bản CX-5 2016, chế độ lái thể thao Sport Mode và chức năng i-Stop được trang bị tiêu chuẩn trên cả 3 phiên bản, nâng cao sự tiện nghi và các trải nghiệm mới mẻ cho người sử dụng.

Hệ thống an toàn trên Mazda CX-5 mới chính là trang bị hệ thống phanh tay điện tử (EPB). Với trang bị mới này, khu vực khoang lái trở nên gọn gàng và sang trọng hơn, đồng thời tính năng tự động nhả phanh cũng giúp người lái tránh được các tình huống rủi ro khi quên hạ phanh tay. Ngoài ra các trang bị an toàn tiêu chuẩn đều được trang bị đầy đủ như hệ thống chống bó cứng phanh ABS, phân bổ lực phanh điện tử EBD, hỗ trợ phanh khẩn cấp BA, cảnh báo phanh khẩn cấp ESS, cân bằng điện tử DSC, chống trượt TCS.

Hình 2.2. Chức năng I-Stop trên CX-5

Hệ thống chống lật RSC, hỗ trợ khởi hành ngang dốc HLA, camera lùi, 6 túi khí, cảm biến áp suất lốp, định vị GPS…Về tổng quan ngoại hình, CX-5 mới không có quá nhiều thay đổi so với thời điểm lần đầu tiên xuất hiện tại Việt Nam, vẫn là ngôn ngữ thiết kế KODO đặc trưng cùng dáng dấp khỏe khoắn, cứng cáp nhưng nay đã chỉnh chu hơn, hiện đại hơn với các chi tiết ngoại thất trẻ trung, cá tính.

Các số đo được giữ nguyên, Dài x Rộng x Cao lần lượt 4.540 x 1.840 x 1.670 (mm), chiều dài cơ sở 2.700 (mm), khoảng sáng gầm xe 210 (mm) và cả bán kính quay vòng 5,60 (m). Tất cả đủ giúp CX-5 xoay trở linh hoạt trong đô thị cũng như tự tin để lăn bánh ở những cung đường xa lộ nhiều khó khăn. Thực tế khách hàng sử dụng Mazda CX-5 cẩm thấy rất hài lòng trong việc sử dụng xe ở các địa hình khác nhau, các môi trường khác nhau. Về mức tiêu thụ nhiên liệu thì Mazda CX-5 tiêu thụ tầm 10L/100km trên đường thành phố, đường hỗn hợp thì khoảng 8L/100km. Rất tiết kiệm so với các dòng xe cùng phân khúc.

2.2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5

2.2.1. Giới thiệu chung hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5

Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh dạng tổng quát thể hiện trên hình

Hình 2.7. Sơ đồ bố trí hệ thống phanh dạng tổng quát.

1.Bàn đạp phanh; 2. Trợ lực phanh; 3. Xi lanh phanh chính; 4. Rô to cảm biến và cảm biến tốc độ; 5,10. Cụm cơ cấu phanh; 6. Bộ chấp hành ABS;7. ECU điều khiển trượt; 8. Giắc chẩn đoán DLC3; 9. Đèn báo trên bảng táp lô.

Hệ thống phanh chính của xe Mazda CX-5 sử dụng dẫn động bằng thủy lực, trợ lực chân không, hai dòng độc lập chéo nhau (một dòng dẫn động cho bánh trước bên phải, bánh sau bên trái và một dòng cho bánh trước bên trái, bánh sau bên phải).

Hệ thống phanh xe Mazda CX-5 gồm có hai phần chính: dẫn động phanh và cơ cấu phanh.

- Dẫn động phanh bố trí trên khung xe gồm: Xy lanh chính, các ống dẫn dầu đến các cơ cấu phanh và trợ lực phanh sử dụng trợ lực chân không gồm: Bầu trợ lực, thanh đẩy, lò xo, màng ngăn, pít tông, thanh nối, thân van…

- Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe gồm:

+ Cơ cấu phanh bánh trước: sử dụng phanh đĩa.

+ Cơ cấu phanh bánh sau: sử dụng phanh đĩa.

Hệ thống phanh xe Mazda CX-5 gồm có hai phần chính: dẫn động phanh và cơ cấu phanh.

- Dẫn động phanh bố trí trên khung xe gồm: Xy lanh phanh chính, các ống dẫn dầu đến các cơ cấu phanh và trợ lực phanh sử dụng trợ lực chân không bao gồm: Bầu trợ lực, thanh đẩy, là xo, màng ngăn, pít tông, thanh nối, thân van...

- Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe gồm:

+ Cơ cấu phanh bánh trước: sử dụng phanh đĩa.

+ Cơ cấu phanh bánh sau: sử dụng phanh đĩa.

2.2. Nguyên lý làm việc chung

- Khi đạp phanh dầu áp suất cao trong xy lanh phanh chính (3) được khuếch đại bởi trợ lực sẽ được truyền đến các xy lanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh.

- Nếu có một trong các bánh xe có dấu hiệu tốc độ giảm hơn so với các bánh khác (sắp bó cứng) tín hiệu này được ECU (7) xử lý và ECU điều khiển bộ chấp hành phanh (6) (các van điện 2 vị trí) làm việc để giảm áp suất dầu trong xy lanh bánh xe đó để nó không bị bó cứng.

- Nếu có hư hỏng trong hệ thống ABS thì đèn báo ABS trên bảng táp lô (9) sáng lên và công việc kiểm tra phải được tiến hành thông qua giắc 8 bằng máy chẩn đoán.

2.2.3. Phân tích kết cấu các cụm cơ bản

a, Cơ cấu phanh

Phanh đĩa được dùng phổ biến trên ô tô con và du lịch có vận tốc cao và nó cũng được sử dụng trên xe Mazda CX-5. Cơ cấu phanh đĩa được dùng cho cả cơ cấu phanh ở cầu trước và cầu sau thuộc loại cơ cấu phanh có giá di động, kết cấu gọn nhẹ mà vẫn đem lại hiệu quả phanh tối đa.

- Cơ cấu phanh trước

Cơ cấu phanh bánh trước xe Mazda CX-5 là cơ cấu phanh đĩa có giá di động, có khả năng tự điều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín. Trong kiểu này, xy lanh công tác được lắp đặt di động trên một hoặc hai chốt dẫn hướng có bạc lót bằng cao su, nhờ vậy cơ cấu xy lanh còn có thể dịch chuyển sang hai bên

Hình 2.8. Kết cấu cơ cấu phanh đĩa

1. Đĩa phanh; 2. Giá đỡ; 3. Má phanh ngoài; 4. Pít tông

5. Càng phanh; 6. Má phanh trong.

Giá đỡ xy lanh chạy trên bu lông, qua bạc, ống trượt. Bạc và ống trượt được bôi trơn bằng một lớp mỡ mỏng và được bảo vệ bằng các chụp cao su che bụi. Trên giá sử dụng hai bu lông giá trượt đảm bảo khả năng dẫn hướng của giá đỡ xy lanh. Pít tông lắp trong giá đỡ xy lanh và có một lỗ dẫn dầu, một lỗ xả không khí. Vòng khóa có tác dụng hạn chế dịch chuyển của pít tông, che chắn bụi cho xy lanh và pít tông. Vòng làm kín vừa làm chức năng bao kín và biến dạng để tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh. Giá đỡ má phanh ôm ngoài giá đỡ xy lanh và được giữ bằng ốc bắt giá. Các tấm má phanh bắt trên giá nhờ rãnh, tấm định vị các vòng khóa, và lò xo khóa. Chiều dày tấm má phanh 9-12mm. Má phanh có rãnh hướng tâm làm mát bề mặt ma sát khi phanh. Má phanh còn lắp cốt cữ báo mòn, khi má phanh mòn làm cho cốt cữ này cọ vào đĩa phanh phát tiếng kêu ken két báo hiệu phải thay thế má phanh. Đĩa phanh bắt với moay ơ nhờ bu lông bánh xe. Cấu tạo phanh trước thể hiện trên hình

Hình 2.9. Sơ đồ cấu tạo phanh trước.

* Cấu tạo.

- Đĩa phanh: Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng trên đĩa phanh có các rãnh xuyên tâm để tạo thành bề mặt có các lỗ thoát nhiệt và được đặt sát ổ bi moay ơ.

- Má phanh: Có dạng phẳng được chế tạo bằng vật liệu ma sát, má phanh và xương đĩa được dán với nhau bằng một loại keo đặc biệt. Pít tông tác dụng vào xương của má phanh thông qua một tấm lót.

* Nguyên lý hoạt động

Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh trước.

1.Càng phanh đĩa; 2.Má phanh đĩa; 3.Rô tô phanh đĩa; 4.Pít tông; 5.Dầu; a. Khi không phanh; b. Khi phanh

Qua hinh 2.10 ta thấy có các trạng thái làm việc:

- Khi không đạp phanh: Do giá đỡ có thể di trượt ngang trên chốt nên nó tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hở giữa các má phanh với đĩa phanh hai bên là như nhau.

- Khi đạp phanh (có thêm trợ lực chân không) sẽ tạo ra áp suất dầu từ xy lanh chính đến các pít tông xy lanh phanh bánh xe, làm cho các má phanh đĩa, kẹp vào cả hai bên của rôto phanh đĩa, làm các bánh xe giảm tốc độ.

- Khi nhả bàn đạp phanh, không còn áp lực lên pít tông, lúc đó vòng cao su hồi vị sẽ kéo pít tông về vị trí ban đầu, nhả má phanh ra, giữ khe hở tối thiểu theo quy định (tự điều chỉnh khe hở má phanh).

* Ưu điểm, nhược điểm

Ưu điểm:

So với phanh tang trống phanh đĩa có các ưu điểm sau:

- Làm mát tốt: Phanh đĩa có khả năng làm mát tốt hơn bởi dòng không khí đi qua bề mặt vật liệu ma sát dễ hơn. Trên bề mặt đĩa, người ta khoancác lỗ có tác dụng làm cho không khí giữa hai bề mặt má phanh thoát nhiệt nhanh hơn. Hầu hết các phanh đĩa bánh trước đều có chức năng thông gió bởi chúng đóng vai trò chính (đa số các xe hiện nay đều dẫn động bánh trước) còn phanh đĩa phía sau không có hệ thống làm mát (đĩa không có lỗ) do chúng sinh ít nhiệt.

- Tiếp nhận trực tiếp đủ áp suất phanh: lực ma sát của phanh đĩa tỷ lệ thuận với áp suất thủy lực từ xy lanh chính. Trong phanh tang trống do đặc tính tự tăng thêm áp lực phanh nên các má phanh tác động không đều.

- Ưu điểm khác của phanh đĩa là các chất gây hại bị loại khỏi bề mặt đĩa dễ dàng. Nước, dầu hay khí từ vật liệu ma sát dễ dàng thoát ra ngoài, giúp phanh hoạt động tốt hơn. Những chất bẩn như bụi, bùn đất khi bám vào bề mặt, gặp má phanh sẽ bị gạt vào các lỗ thông gió. Sau một thời gian, chúng nặng dần và rơi ra ngoài.

- Bảo dưỡng sửa chữa đơn giản hơn phanh tang trống. Do kết cấu có ít các chi tiết lắp ghép nên công tác bảo dưỡng sửa chữa đơn giản hơn so với phanh tang trống.

Nhược điểm:

- Nhược điểm lớn nhất của phanh đĩa là các chất bẩn, có thể bám vào, gây ăn mòn cơ học hoặc hóa học nhanh nên phải thường xuyên bảo dưỡng. Nếu bị ăn mòn nhiều, đĩa phanh quá mỏng sẽ khiến quá trình tản nhiệt diễn ra chậm và phanh có thể bị gãy.

* Cơ cấu điều chỉnh khe hở má phanh

-Vì vòng bít (cao su) của pít tông tự động điều chỉnh khe hở của má phanh, nên không cần điều chỉnh khe hở của phanh bằng tay.Trong lúc pít tông dịch chuyển, nó làm cho vòng bít của pít tông thay đổi hình dạng. Khi nhả bàn đạp phanh, vòng bít của pít tông trở lại hình dạng ban đầu của nó, làm cho pít tông rời khỏi đệm của đĩa phanh.

Hình 2.11. Sơ đồ điều chỉnh phanh.

-Do đó, dù đệm của đĩa phanh đã mòn và pít tông đang di chuyển, khoảng di chuyển trở lại của pít tông luôn luôn như nhau, vì vậy khe hở giữa đệm của đĩa phanh và rôto đĩa phanh được duy trì ở một khoảng cách không đổi.

- Cơ cấu phanh sau

- Cơ cấu phanh bánh sau của xe Mazda CX-5 cũng là cơ cấu phanh đĩa, xy lanh công tác lắp di động tương tự như cơ cấu phanh trước.

- Đĩa phanh: Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng trên đĩa phanh và được đặt sát ổ bi moay ơ.

- Tấm ma sát: có dạng phẳng được chế tạo từ thép lá dày từ 4 -5 mm và một tấm má phanh bằng vật liệu ma sát, má phanh và xương phanh được dán với nhau bằng một loại keo đặc biệt. Pít tông không tác dụng trực tiếp vào xương của má phanh mà thông qua một tấm lót.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh sau tương tự như cơ cấu phanh bánh trước.

Dẫn động phanh

Dẫn động phanh cần phải đảm bảo nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng thời làm việc của các cơ cấu phanh. Đồng thời, đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các bánh xe. Mặt khác dẫn động phanh còn phải đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh làm việc, đảm bảo hiệu suất làm việc cao.

Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm bàn đạp phanh, xy lanh phanh chính, cơ cấu tín hiệu, các đường ống dẫn và các ống mềm nối ghép giữa xy lanh phanh chính và các xy lanh bánh xe.

Dẫn động phanh dầu có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh.

Dẫn động phanh của xe Mazda CX-5 là dẫn động thủy lực hai dòng độc lập. Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ô tô. Để có hai đầu ra độc lập người ta sử dụng xy lanh chính kép (loại "tăng đem").

c, Cấu tạo xy lanh phanh chính

- Cấu tạo:

Cấu tạo xi lanh chính được thể hiện trên (hình 2.12).

Xi lanh chính là 1 cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thủy lực. Hiện nay, xi lanh chính kiểu 2 buồng có 2 pít tông tạo ra áp suất thủy lực trong đường ống phanh của 2 hệ thống. Sau đó áp suất thủy lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xi lanh phanh kiểu tang trống.

Xi lanh phanh chình gồm các bộ phận sau:

Hình 2.12. Cấu tạo xi lanh phanh chính

- Nguyên lý hoạt động

* Khi hoạt động bình thường:

- Khi không đạp phanh: Cupben của pisiton số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào và cửa bù làm cho xi lanh và bình dầu thông nhau. Piston số 2 bị lực của lò xo hồi vị số 2 đẩy sang phải, nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm.

Hình 2.13. Xi lanh phanh chính khi không đạp phanh

- Khi đạp phanh: piston số 1 dịch sang trái, cupben của nó bịt kín cửa hồi như vậy bịt đường thông giữa xi lanh và bình chứa. Nếu piston bị đẩy tiếp nó làm tăng áp suất dầu trong xi lanh. áp suất này tác dụng lên xi lanh bánh sau. Do cũng có một áp suất dầu như thế tác dụng lên piston số 2, piston số 2 hoạt động giống hệt như piston

số 1 và tác dụng lên các xi lanh bánh trước.

- Khi nhả bàn đạp phanh: Các piston bị áp suất dầu và lực lò xo hồi vị đẩy về vị trí ban đầu. Tuy nhiên do dầu không chảy từ xi lanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu trong xi lanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo thành độ chân không). Kết quả là dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xi lanh qua cửa vào, qua rất nhiều khe trên đỉnh piston và qua chu vi của cupben. Sau khi piston trở về vị trí ban đầu thì dầu từ xi lanh bánh xe dần dần trở về bình chứa qua xi lanh chính và các cửa bù. Các cửa bù cũng điều hòa sự thay đổi thể tích dầu trong xi lanh do nhiệt độ thay đổi. Vì vậy nó tránh cho áp suất dầu không bị tăng trong xi lanh khi không đạp phanh.

Hình 2.14. Xi lanh phanh chính khi nhả phanh

* Khi hoạt động không bình thường

- Rò dầu phía sau xi lanh phanh chính: Khi đạp phanh piston số 1 dịch sang trái tuy nhiên không sinh ra áp suất dầu ở phía sau của xi lanh. Vì vậy piston số 1 nén lò xo hồi vị để tiếp xúc với piston số 2 để đẩy piston số 2 sang trái. Piston số 2 làm tăng áp suất dầu phía trước xi lanh, vì vậy làm hai phanh nối với phía trước xi lanh hoạt động.

Hình 2.15. Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ sau

* Rò rỉ dầu phía trước xi lanh chính.

Do áp suất dầu không sinh ra ở phía trước xi lanh, piston số 2 bị đẩy sang trái đến khi nó chạm vào thành xi lanh. Khi piston số 1 bị đẩy tiếp sang trái, áp suất dầu phía sau xi lanh tăng cho phép 2 phanh nối với phía sau xi lanh hoạt động.

Hình 2.16. Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ phía trước

- Bộ trợ lực chân không.

* Nhiệm vụ và yêu cầu của bộ trợ lực chân không.

Bộ trợ lực chân không dùng để nâng cao hiệu quả quá trình phanh và cải thiện điều kiện làm việc của người lái xe khi động cơ hoạt động. Bộ trợ lực phải đảm bảo tạo ra tác dụng trợ lực mà không làm mất đi cảm giác lên bàn đạp phanh của người lái, độ nhạy cao và có tính tùy động.

* Cấu tạo trợ lực chân không

Hình 2.17. Kết cấu bộ trợ lực chân không.

1. Vít điều chỉnh; 2. Phớt than 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 than 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.

Kết cấu bộ trợ lực chân không trên xe Mazda CX-5 được biểu diễn dưới

(hình 2.17): A. Buồng áp suất không đổi;

B. Buồng áp suất thay đổi;

C. Cửa thông với buồng áp suất thay đổi;

D. Cửa thông với vuồng áp suất không đổi;

K. Mặt cắt trích thể hiện trạng thái.

Từ (hình 2.17) ta thấy: Kết cấu bầu trợ lực chân không gồm hai khoang A và B ngăn cách nhau nhờ vách ngăn, buồng chân không A được nối với ống nạp động cơ hoặc bơm chân không thông qua ống nối (4). Van khí (17) nối với cần điều khiển van (12), khi không phanh van khí (17) bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí (13) khi đó 2 buồng A và B đều có áp suất không đổi. Van điều khiển (16) được lắp trên ty đẩy của bàn đạp có tác dụng đóng và mở rãnh không khí ngăn cách 2 buồng A và B. Màng trợ lực (6) lắp chặt với đế của cần đẩy pít tông, phần đế của cần đẩy có rãnh thông giữa buồng A và B.

* Nguyên lý hoạt động

- Khi chưa đạp phanh(cửa A mở, cửa B đóng).

Van khí được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải bởi lò xo đàn hồi van khí. Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển, vì vậy không khí ở bên ngoài sau khi đi qua lọc khí bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi.Lúc này, van chân không của thân van bị tách ra khỏi van điều khiển làm cửa A mở, hai buồng được thông với nhau. Cả hai buồng đều có áp suất không đổi đó là áp suất chân không trong họng hút của động cơ. Do đó không có độ chênh lệch áp suất giữa hai phía của pít tông trợ lực nên pít tông bị đẩy sang phải bởi lò xo màng, bộ trợ lực chưa làm việc.

- Khi đạp phanh

+ Giai đoạn 1 (cửa A đóng, cửa B đóng).

Khi đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van khí làm cho nó dịch chuyển sang trái. Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không làm đóng cửa A. Vậy đường thông giữa hai buồng bị bịt lại.

+ Giai đoạn 2 (cửa A đóng, cửa B mở).

Khi van khí dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều khiển. Vì vậy không khí lọt được vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B (sau khi đi qua lọc khí). Sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi làm pittông dịch chuyển sang trái. Pittông được gắn liền với thân van nên cần đẩy trợ lực bị đẩy sang trái và làm tăng lực phanh.

- Khi giữ chân phanh(cửa A đóng, cửa B đóng).

Khi giữ chân phanh ở một vị trí nhất định thì cần điều khiển van và van khí sẽ không chuyển động nhưng pittông tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh áp. Lúc này van điều khiển vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển nhưng nó di chuyển cùng pit tông. Do van điều khiển dịch sang trái và tiếp xúc với van khí nên không khí bị ngăn không cho vào buồng áp suất thay đổi.

Vì vậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi được giữ ổn định. Kết quả là không có sự thay đổi áp suất ở buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi. Vì vậy pit tông không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại.

- Khi nhả phanh(cửa A mở, cửa B đóng).

Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xo hồi van khí và phản lực của xylanh phanh chính. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển, cửa B đóng, đường thông giữa khí trời với buồng áp suất thay đổi bị bịt lại. Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại. Vì vậy van điều khiển bị tách ra khỏi van chân không làm mở cửa A. Khí từ buồng áp suất thay đổi tràn sang buồng áp suất không đổi. Sự chênh áp không còn, pit tông bị đẩy lại sang bên phải bởi lò xo màng và trợ lực trở về trạng thái không hoạt động.

- Khi không có chân không

Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ không có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi (cả hai buồng được điền đầy không khí). Khi đó trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động, pittông bị đẩy sang phải bởi lò xo màng. Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩy vào van khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực. Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền đến pittông xylanh phanh chính để tạo ra lực phanh. Cùng lúc đó, van khí đẩy vào miếng hãm van (được lắp trong thân van). Cần điều khiển van đẩy cả khối thân van thắng lực lò xo màng để chuyển độngsang trái. Như vậy phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh. Tuy nhiên chân phanh sẽ cảm thấy nặng hơn.

* Ưu và nhược điểm của trợ lực chân không

- Ưu điểm là khả năng dùng nó như một cụm phụ cùng với việc sử dụng những bộ phận thông thường của dẫn động thủy lực.

- Nhược điểm là kết cấu phức tạp không gọn.

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS)

Hệ thống hãm cứng phanh xe (ABS) là hệ thống điều khiển áp suất dầu xi lanh phanh của tất cả 4 bánh xe để ngăn việc hãm cứng các bánh xe khi phanh.

Chức năng của ABS giúp xe đảm bảo đuợc tính ổn định về hướng và khả năng lái trong hầu hết điều kiện đường xá. Tuy nhiên ABS không thể chống lại sự truợt của bánh xe khi vận tốc quay vòng vượt quá giới hạn cho phép.

- Cấu tạo của hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS).

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe gồm các cụm cơ bản sau:

- Cảm biến tốc độ bánh xe ghi nhận và gửi tín hiệu đến bộ ABS – ECU.

- ABS-ECU theo dõi tình trạng của các bánh xe bằng cách tính tốc độ ô tô và sự thay đổi tốc độ của các bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe. Khi phanh ABS-ECU điều khiển bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xi lanh bánh xe.

- Cơ cấu chấp hành hoạt động theo tín hiệu điều khiển từ ECU để tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu cần thiết đảm bảo hệ số trượt tốt nhất (10% -30%) tránh bó cứng bánh xe.

- Đèn báo ABS: Đèn sáng để báo hiệu cho người lái khi có trục trặc phát sinh trong hệ thống.

- Cấu tạo, nguyên lý làm việc các bộ phận của ABS

Hình 2.18. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe.

a,b- Cấu tạo và bố trí chung;c- Sơ đồ nguyên lý hoạt động;

d- Đồ thị đặc tính sức điện động xoay chiều.

- Cấu tạo: Cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau bao gồm một nam châm vĩnh cửu gắn với một lõi thép từ, trên lõi có cuộn dây tín hiệu, một rôto cảm biến dạng bánh răng số lượng của các vấu răng trên bánh xe tuỳ thuộc vào từng kiểu xe.

- Nguyên lý làm việc: Giữa lõi thép từ và các vấu răng của rôto có khoảng cách A. Khi rôto cảm biến gắn cùng bánh xe ôtô quay sẽ làm cho mạch từ của nam châm vĩnh cửu khép kín qua lõi thép và cuộn dây luôn thay đổi về chiều và giá trị. Vì vậy phát sinh trong cuộn dây một sức điện động xoay chiều có đặc tính như hình 2.18d. Tín hiệu điện áp này sẽ được gửi về ABS-ECU để phân tích và xác định trạng thái của bánh xe ô tô khi phanh.

* Bộ chấp hành ABS.

Cấu tạo chung và hình dáng bên ngoài của bộ chấp hành ABS được thể hiện trên hình vẽ 2.19.

Hình 2.19. Cấu tạo của bộ chấp hành ABS.

Bộ chấp hành này có hai van để điều khiển bánh xe trước bên phải và bên trái một cách độc lập với nhau trong khi đó hai van còn lại điều khiển đồng thời bánh xe sau bên phải và trái. Nên hệ thống này được gọi là hệ thống ba kênh.

- Nguyên lý hoạt động của bộ chấp hành ABS

* Khi phanh bình thường ABS không hoạt động:

Khi phanh bình thường tức là lực cản trong cơ cấu phanh còn nhỏ chưa có nguy cơ làm bánh xe bị trượt.

Hình 2.20. Sơ đồ nguyên lý của bộ chấp hành ABS.

1, 3, 8, 10. Van điện tử ba vị trí; 2. Xy lanh bánh xe trước bên trái; 4. Xy lanh bánh xe sau bên phải; 5. Bầu tích năng; 6. Mô tơ bơm; 7. Xy lanh bánh xe sau bên trái; Xy lanh bánh xe sau bên phải; 11. Van phân phối; 12. Xy lanh chính.

Khi này ABS không hoạt động. ABS_ECU không gửi tín hiệu bằng dòng điện đến cuộn dây của van do đó van ba vị trí bị ấn xuống bởi lò xo và cửa A mở còn cửa B đóng.

*Khi ABS hoạt động

Nguyên lý bộ chấp hành ABS khi phanh bình thường được thể hiện dưới hình 2.21.

Khi đạp phanh áp suất dầu trong xi lanh phanh chính tăng, dầu phanh sẽ đi từ cửa A đến cửa C trong van điện từ ba vị trí rồi tới xi lanh bánh xe. Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều số 1 gắn trong mạch bơm.

Hình 2.21. Nguyên lý của bộ chấp hành khi phanh bình thường.

Khi thôi phanh dầu phanh hồi từ xi lanh bánh xe về xi lanh chính qua cửa C đến cửa A và van một chiều số số 3 trong van điện từ ba vị trí. Ở chế độ này trạng thái của bộ chấp hành ABS được tóm tắt trong (bảng 2.1).

Bảng 2.1: Tóm tắt trạng thái khi đạp phanh .

Tên chi tiết	Hoạt động
Van điện từ ba vị trí	Cửa "A" mở
Van điện từ ba vị trí	Cửa "B" đóng
Mô tơ bơm	Không hoạt động

* Khi phanh ngặt – ABS có hoạt động:

Khi phanh ngặt nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bị bó cứng thì bộ chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xi lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ ECU vì vậy bánh xe không bị bó cứng. Khi bộ chấp hành ABS hoạt động có thể có ba chế độ:

Chế độ giảm áp:

Nguyên lý bộ chấp hành ABS chế độ giảm áp được thể hiện dưới hình 2.22.

Khi một bánh xe gần bị bó cứng ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây của van điện từ tạo ra một lực từ mạnh. Van ba vị trí chuyển động lên phía trên cửa A đóng lại cửa B mở ra. Dầu phanh từ xi lanh bánh xe qua cửa C tới cửa B để chảy về bình chứa. Cùng lúc đó mô tơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU dầu phanh được bơm trả về xi lanh chính từ bình chứa.

Hình 2.22. Nguyên lý của bộ chấp hành ABS ở chế độ giảm áp.

Mặt khác cửa đóng ngăn không cho dầu phanh từ xi lanh chính vào van điện từ ba vị trí, van một chiều số 1 và số 3. Kết quả là áp suất dầu trong xi lanh bánh xe giảm xuống làm lực cản trong cơ cấu phanh giảm xuống ngăn không cho bánh xe bị bó cứng. Mức độ giảm áp suất được điều chỉnh bằng cách lặp lại các chế độ giảm áp và giữ.

Chế độ giảm áp được tóm tắt trong bảng 2.2:

Bảng 2.2: Tóm tắt khi phanh ngoặt ở chế độ giảm áp.

Tên chi tiết	Hoạt động
Van điện từ ba vị trí	Cửa "A" đóng
Van điện từ ba vị trí	Cửa "B" mở
Mô tơ bơm	Hoạt động

Chế độ giữ

Hình 2.23. Nguyên lý của bộ chấp hành ABS ở chế độ giữ áp

Khi áp suất bên trong xi lanh bánh xe giảm hay tăng làm tốc độ bánh xe thay đổi, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đạt đến giá trị mong muốn. Khi này ECU cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện từ để giữ áp suất trong xi lanh bánh xe không đổi. Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van điện từ giảm từ 5A xuống còn 2A, lực điện từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm. Kết quả van điện từ ba vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm đóng cửa B. Nguyên lý bộ chấp hành ABS ở chế độ giữ được thể hiện dưới hình 2.23

Chế độ giữ được tóm tắt ở bảng 2.3:

Bảng 2.3: Tóm tắt khi phanh ngoặt ở chế độ giữ

Tên chi tiết	Hoạt động
Van điện từ ba vị trí	Cửa "A" đóng
Van điện từ ba vị trí	Cửa "B" đóng
Môtơ bơm	Hoạt động

Chế độ tăng áp:

Khi cần tăng áp suất trong xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho van điện từ. Vì vậy cửa A của van điện từ ba vị trí mở và cửa B đóng. Nó cho phép dầu trong xi lanh phanh chính đi qua cửa C trong van điện từ ba vị trí để đến xi lanh bánh xe. Mức độ tăng áp suất dầu được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ tăng áp và giữ. Nguyên lý bộ chấp hành ABS chế độ tăng áp được thể hiện dưới hình 2.24.

Hình 2.24. Nguyên lý của bộ chấp hành ABS chế độ tăng áp

Bảng 2.4: Tóm tắt khi phanh ngoặt ở chế độ tăng áp

Tên chi tiết	Hoạt động
Van điện từ ba vị trí	Cửa "A" mở
Van điện từ ba vị trí	Cửa "B" đóng
Môtơ bơm	Hoạt động

2.2.4. Cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống BA (Brake Assist) trên xe Mazda CX-5

a. Cấu tạo:

Các thiết bị quan trọng của hệ thống bao gồm: Cảm biến kiểm soát trạng thái pê-đan phanh, bộ phận khuếch đại lực phanh bằng khí nén và các van điện được điều khiển bằng máy tính trung tâm.

Hình 2.25: Sơ đồ hệ thống phanh khẩn cấp BA

1. Cảm biến tốc độ; 2. Màng gắn cảm biến; 3. Xy-lanh phanh chính; 4. Nam châm; 5. Cảm biến mở; 6. Khoang công tác; 7. Bộ xử lí trung tâm; 8. Khoang chân không; 9. Bàn phanh

b. Nguyên tắc hoạt động

- Hệ thống BA (Brake Assist) thường trang bị cùng trên xe có sử dụng ABS nó giúp cải thiện và nâng cao tính tối ưu của hệ thống phanh trên xe.

- Trong tình huống phanh khẩn cấp ECU phát hiện tình trạng đạp phanh bất thường (đột ngột) của lái xe thông qua sự tăng áp suất trong buồng xi lanh phanh chính nhờ cảm biến áp suất đặt tại đây. Từ phân tích và tín hiệu được gửi về thì ECU sẽ quyết định sự cần thiết của sự hỗ trợ phanh. ECU điều khiển bơm trong bộ chấp hành BA, khi đó dòng dầu áp suất cao sẽ được gửi thêm vào xi lanh bánh xe và làm cho áp suất của xi lanh bánh xe lớn hơn trong xi lanh phanh chính mà lực đap phanh của lái xe tạo ra. Kết quả là hầu như ngay lập tức lực phanh đạt tới cực đại và các bánh xe ở trạng thái bó cứng do đó sự kết hợp ABS là rất cần thiết.

- Một điểm đặc biệt của hệ thống BA là thời gian và mức độ hỗ trợ và nó được thiết kế đảm bảo rằng lái xe không nhận thấy gì về quá trình điều khiển hỗ trợ gấp.

vChú ý: Nếu lái xe quá lạm dụng sự hỗ trợ của hệ thống mà thường xuyên đạp trong tình trạng gấp ( không loại trừ trường hợp lái xe không có kinh nghiệm) thì có thể nó sẽ làm giảm hiệu quả của sự trợ lực khẩn cấp này. Kết quả là làm tăng thời gian phản ứng của hệ thống cũng như giảm về cừng độ hỗ trợ.

Hình 2.26: Đồ thị so sánh khi có BA và không có BA

2.2.5. Cấu tạo nguyên lý làm việc của hệ thống EBD (Elictric Brake force Distribution)

Sơ đồ tổng quan điều khiển hệ thống.

Hình 2.27: Sơ đồ điều khiển hệ thông EBD

b. Nguyên tắc hoạt động

EBD trong ABS dùng EBD để thực hiện việc phân phối lực phanh giữa bánh trước và sau theo điều kiện xe chạy. Ngoài ra trong khi quay vòng nó cũng điều khiển lực phanh các bánh bên phải và bên trái giúp duy trì ổn định của xe.

* Phân phối lực phanh của các bánh trước/sau

Nếu tác động của các phanh trong khi xe đang chạy tiến thẳng, bộ chuyển tải trọng sẽ giảm tải trọng tác động lên các bánh sau ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm biến tốc độ và điều khiển bộ chấp hành ABS để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh đến các bánh xe.

Chẳng hạn như, mức tải trọng tác động lên các bánh xe trong khi phanh sẽ thay đổi tuỳ theo xe có mang tải hay không. Mức tải trọng tác động lên các bánh sau cũng thay đổi theo mức giảm tốc. Như vậy sự phân phối lực phanh đến bánh sau được điều chỉnh tối ưu để sử dụng có hiệu quả lực phanh của các bánh sau theo những điều kiện này.

Hình 2.28. Sơ đồ phân phối EBD có tính đến phân bố tải trọng

(Hình A- Tải nhẹ; Hình B- Tải nặng)

* Phân phố lực phanh giữa các bánh 2 bên khi quay vòng.

Nếu tác động các phanh trong khi xe đang quay vòng, tải trọng tác động vào các bánh bên trong sẽ tăng lên ECU xác định điều kiện này bằng các tín hiệu từ các cảm ứng tốc độ và điều khiển bộ chấp hành để điều chỉnh tối ưu sự phân phối lực phanh tới bánh xe bên trong.

Hình 2.29. Phân phối lực phanh khi quay vòng.

Theo nghiên cứu của các nhà chuyên môn, lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ với tải trọng tác động lên bánh xe ở đó thì phanh đạt hiệu quả cao nhất- quãng đường phanh ngắn, không gây mất ổn định hướng (xoay xe) khi phanh. Hệ thống phanh ABS và EBD ra đời chính là để hạn chế sự trượt lết và điều chỉnh lực phanh ở từng bánh xe cho phù hợp với tải trọng khi phanh.

Vậy tóm lại, hệ thống ABS là giải pháp an toàn đảm bảo bánh xe không bị trượt lết khi phanh trong hầu hết các điều kiện đường sá khác nhau như đường khô ráo, đường trơn trượt... Tuy nhiên, ABS có hạn chế là không phát huy hết hiệu quả khi phanh trên các bánh là như nhau dẫn tới tình trạng bánh thì đã bị bó cứng (bánh bị giảm tải), bánh thì chưa đủ lực phanh (bánh bị tăng tải) nên vẫn lăn. Chính vì vậy, EBD sinh ra để khắcphục nhược điểm trên ABS.

2.2.6. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh chính xeMazda CX-5

- Khi chưa phanh: Do không có lực phanh nên hai má phanh tách đều, không ép sát vào đĩa phanh.

- Khi phanh xe: Người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thông qua cơ cấu dẫn động tác động vào píttông xi lanh chính làm hai píttông dịch chuyển sang trái, khi hai píttông đi qua lỗ bù thì thể tích bên trái píttông giảm, áp suất tăng làm van hoa thị đóng các lỗ trên píttông, dầu có áp suất cao chuyển đến xi lanh công tác làm cho píttông xi lanh công tác dịch chuyển ép tấm ma sát vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.

- Trong trường hợp lực phanh chưa đủ, người lái cần đạp phanh lần thứ hai. Khi đó người lái bỏ chân phanh, do sự chênh lệch áp suất, píttông xi lanh phanh chính dịch chuyển sang phải, do lực cản cửa dầu phanh ở phía trái píttông xi lanh phanh chính, dầu phanh sẽ qua lỗ bù mở van hoa thị bổ sung sang bên phải píttông xi lanh phanh chính. Người lái đạp lần thứ hai làm áp suất dầu trong hệ thống tăng lên ở các bánh xe, đảm bảo phanh đúng yêu cầu.

- Khi thôi phanh: Người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị và sự chênh lệch áp suất làm hai píttông của xi lanh phanh chính dịch chuyển sang phải, dầu từ xi lanh phanh công tác hồi về bình chứa dầu. Khi đó áp lực lên các má phanh không còn nữa, má phanh tách khỏi đĩa phanh đảm bảo yêu cầu khi thôi phanh.

2.2.7. Phân tích hệ thống phanh dừng Mazda CX5

Hệ thống phanh dừng xe Mazda CX-5 dùng để dừng, hãm ô tô trên địa hình mặt đường phẳng, dốc… giữ xe cố định trong thời gian tuỳ ý. Ngoài ra còn sử dụng khi ngặp sự cố hỏng phanh chính.

Hệ thống phanh dừng gồm hai phần: cơ cấu phanh và dẫn động phanh. Cơ cấu phanh dừng được bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau.

Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng là dẫn động cơ khí bằng cáp kéo được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay. Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thường bao gồm: Cần điều khiển trên buồng lái thông qua các đòn và dây cáp dẫn tới cơ cấu phanh đặt tại bánh xe, các cơ cấu điều khiển từ phanh tay đặt trong cơ cấu phanh nhận chuyển dịch nhờ dây cáp lồng vào cơ cấu phanh.

2.2.8 Cơ cấu phanh

Trên Mazda CX-5 người ta sử dụng cơ cấu phanh ở các bánh xe phía sau làm phanh dừng. Ở cơ cấu phanh ngoài phần dẫn động bằng thuỷ lực của phanh chân còn có thêm các chi tiết của cơ cấu phanh dừng (phanh tay).

Phanh tay sử dụng bề mặt trụ trong của đĩa phanh làm tang trống, phanh chân dẫn động nhờ xi lanh thủy lực, phanh tay dẫn động bằng cáp kéo. Cơ cấu phanh dừng được biểu diễn trên hình 2.30.

Hình 2.30. Phanh tay Mazda CX-5

Cơ cấu phanh tay trên xe Mazda CX -5 dẫn động cơ khí bằng cáp kéo. Trong đó đòn quay 1 một đầu được liên kết bản lề với phía trên của một guốc phanh

Đầu dưới liên kết với cáp dẫn động 3. Thanh nối 2 liên kết một đầu với đòn quay 1 một đầu với guốc phanh còn lại.Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp 3 kéo một đầu của đòn quay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bên trái. Thông qua thanh nối 2 mà lực kéo ở đầu dây cáp 3 sẽ chuyển thành lực đẩy từ chốt bản lề của đòn quay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo vào điểm tựa của nó trên guốc phanh bên phải. Do đó hai guốc phanh được bung ra ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe.

Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn động. Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thường bao gồm: Cần điều khiển trên buồng lái thông qua các đòn và dây cáp dẫn tới cơ cấu phanh đặt tại bánh xe, các cơ cấu điều khiển từ phanh tay đặt trong cơ cấu phanh nhận chuyển dịch nhờ dây cáp lồng vào cơ cấu phanh. Sơ đồ nguyên lí thể hiện hình vẽ sau (hình 2.31).

Hình 2.31. Dẫn động phanh dừng ( phanh tay).

1. Đòn quay; 2. Thanh nối; 3. Dây cáp.

- Nguyên lí làm việc:

Khi chưa phanh:Người lái không tác dụng vào cần kéo phanh, chốt điều chỉnh nằm ở vị trí bên phải, đế bi chưa tác dụng vào viên bi, dưới tác dụng của lò xo kéo guốc phanh và má phanh cách tang trống phanh một khoảng nhất định.

Khi phanh xe: Người lái kéo cần kéo phanh, dây cáp dịch chuyển sang trái kéo theo chạc điều chỉnh thông qua đòn bẩy làm dế bi dịch chuyển đẩy các viên bi tì sát vào guốc phanh, đẩy guốc phanh và má phanh ép sát vào tang phanh thực hiện phanh xe, nếu để nguyên vị trí đó cần kéo phanh được cố định nhờ cá hãm.

Khi thôi phanh: Người lái nhả cá hãm cần kéo phanh tay, các chi tiết lại trả về vị trí khi chưa phanh nhờ các lò xo hồi vị, lò xo kéo má phanh

2.3. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5

2.3.1. Sơ đồ tính toán, kiểm nghiệm.

Hình 2.32. Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh

Hình 2.33. Sơ đồ tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh đĩa

2.3.2. Các thông số ban đầu

- Chiều dài cơ sở : L = 2700	mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu trước a = 1240	mm
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến cầu sau b = 1460	mm
- Chiều cao trọng tâm xe h_g= 600	mm
- Trọng lượng toàn bộ xe G = 1980	kg
- Trọng lượng phân bố ra cầu trước G₁= 1100	kg
- Trọng lượng phân bố ra cầu sau G₂= 880	kg
- Khoảng cách từ tâm bàn đạp đến khớp quay l₁ = 240	mm
-Khoảng cách từ tâm khớp quay tới tâm thanh đẩy pít tông xi lanh chính l₂= 88	mm
- Đường kính xi lanh phanh chính D = 25,4	mm
- Đường kính xi lanh công tác trước d₁= 50	mm
- Đường kính xi lanh công tác sau d₂= 50	mm
-Đường kính trong của đĩa phanh trước D_t1=180	mm
- Đường kính ngoài của đĩa phanh trước D_n1= 300	mm
- Đường kính trung bình của đĩa phanh trước D_tb1= 240	mm
- Đường kính trong của đĩa phanh sauD_t2= 170	mm
- Đường kính ngoài của đĩa phanh sau D_n2=312	mm
- Đường kính trung bình của đĩa phanh sau D_tb2= 241	mm
- Góc ôm của má phanh trước là = 60⁰= 1,04	rad
- Góc ôm của má phanh sau là =60⁰= 1,04	rad
- Bán kính ngoài của tấm ma sát R= 145	mm
- Bán kính trong của tấm ma sát r = 85	mm
- Bán kính trung bình của tấm ma sát R_tb = 115	mm

2.3.3. Tính toán lực tác dụng lên tấm ma sát

- Cơ cấu phanh trước :

Lực ép tác dụng lên tấm ma sát của phanh đĩa:

(1)

Trong đó : N₁: Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước.

d₁: Đường kính xi lanh phanh bánh xe.

p_i: Áp suất trong xi lanh phanh chính cũng là áp suất dầu trên đường ống dẫn với xi lanh phanh bánh xe [ N/cm²]

(2)

Với Q : Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp phanh Q = 300 [ N ]

D : Đường kính xi lanh phanh chính [cm]

: Hiệu suất truyền động thuỷ lực

Q’ : Lực của trợ lực phanh [N]

Trong đó: (3)

p : Độ chênh lệch áp suất giữa không khí với độ chân không

= 1- 0,4=0,6 [ kG/cm² ] = 5,886 [ N/cm²]

(4)

Với : Đường kính bên trong của bộ trợ lực chân không,

=300 mm = 30 [ cm ]

: Đường kính của van điều khiển

= 30 mm = 3 [ cm ]

Thay các giá trị vào công thức (2), (3), (4) ta xác định được:

=699,79 [ cm²]

699,79.5,886= 4118,96 [ N ]

=974,35 [ N/cm² ]

Thay các giá trị vào công thức (1) ta xác định được:

[ N ]

Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh trước là: 19121,62 [N]

Tương tự đối với cơ cấu phanh sau:

Lực tác dụng lên tấm ma sát phanh sau là: 19121,62 [ N ]

2.3.4. Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh

a. Xác định mô men phanh thực tế do cơ cấu phanh sinh ra

- Đối với cơ cấu phanh bánh trước:

(5)

Trong đó: = 0,42 hệ số ma sát của tấm ma sát.

N₁: Lực ép má phanh vào đĩa [ N ]

R_tb1: Bán kính trung bình của đĩa phanh,

R_tb1 = 120 mm =0,12 [ m ]

Z: Số lượng bề mặt ma sát cho một cơ cấu phanh, ở đây Z = 2

Thay các giá trị vào công thức (5) ta được:

= 0,42.19121,62.0,12.2 = 1927.46 [ N.m ]

Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh trước là: 1927.46 [ N.m ]

Tương tự đối với cơ cấu phanh sau:

, với R_tb2= 0,1205 [ m ]

M_p2 = 0,42.19121,62.0,11575.2 = 1935.5 [ N.m ]

Vậy mô men ở cơ cấu phanh bánh sau là: 1935.5 [ N.m ]

Vậy mô men phanh thực tế ở toàn xe là:

N = 1927.46 + 1935.5 = 3862.96 [ N.m ]

b. Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh

Để đảm bảo phanh xe có hiệu quả nhất trong bất kỳ điều kiện nào, lực phanh yêu cầu trên các bánh xe được xác định như sau:

- Lực phanh cực đại tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau là :

Theo tài liệu [ 2 ] ta có:

và (6)

Trong đó: Trọng lượng phân bố trên cầu trước và cầu sau [ N ]

Hệ số phân bố tải trọng lên cầu trước và cầu sau khi phanh.

φ : Hệ số bám giữa lốp và mặt đường, φ = 0,7 theo tài liệu [2].

Như vậy lực phanh yêu cầu trên hai bánh xe cầu trước và cầu sau là:

và (7)

- Mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh là:

+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước

(8)

+ Đối với cơ cấu phanh bánh sau

(9)

Trong đó G₁ = 1100.9,81 = 10791 [ N ]

G₂ = 880.9,81 = 8632,8 [ N ]

(10)

Ở đây r₀ là bán kính tự do của bánh xe có giá trị gần bằng bán kính thiết kế ta có:

(11)

Với: r là bán kính thiết kế.

Với bánh trước: dùng lốp 255/55/R19

H : Chiều cao profile lốp, H = 0,55.B = 0,55.255 = 140.25 [ mm ]

d : Đường kính vành bánh xe, d = 19 inch = 19.25,4 = 482,6 [ mm ]

λ : Hệ số biến dạng của lốp, xem gần đúng biến dạng của lốp là như nhau,

chọn λ = 0,93

Vậy ta có: = 329.7[ mm ]

m₁, m₂ : Hệ số phân bố tải trọng lên các cầu khi phanh, theo tài liệu [ 2 ]

ta có: (12)

(13)

Trong đó: h_g : Chiều cao trọng tâm ô tô, h_g = 600 [ mm ]

a , b : Khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ô tô đến các cầu

: Gia tốc chậm dần khi phanh, = 6,86 [ m/s² ]

g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 [ m/s² ]

: Hệ số đặc trưng cường độ phanh,

Thay các giá trị vào công thức (12) và (13) ta được:

= 1+= 1,338

= 0,72

Thay các giá trị đã tính toán được vào công thức (8) và (9) ta có:

= 1667.63 [ N.m ]

= 652.64 [ N.m ]

Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là:

1667.63 + 652.64

2320.3 [ N.m ]

Mô men phanh thực tế: N =3862.96 [ N.m ] > 2320.27 [ N.m ]

Mô men do cơ cấu phanh sinh ra lớn hơn mô men phanh yêu cầu của phanh.

Vậy mô men của phanh đạt yêu cầu đặt ra.

2.3.5. Tính toán xác định công ma sát riêng

Công ma sát riêng được xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của

ô tô ở vận tốc nào đó.

(14)

Trong đó: G : Trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải,

G = 1980.9,81= 19423.8 [ N ] = 19.4238 [ KN ]

: Vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh [ m/s ]

( Lấy = 80 km/h = 22,2 m/s ).

g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 [ m/s² ]

: Tổng diện tích toàn bộ má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ô tô.

Thay các giá trị vào công thức (14) ta có:

= 57408 [ mm²] = 0.057408 [ m² ]

[ KN.m/m² ]

Theo tài liệu [2], trị số cho phép công ma sát riêng đối với cơ cấu phanh như

Ô tô du lịch [L_ms ] = 4000 15000 [ KN.m/m² ]

Do vậy công ma sát riêng tính trên thoả mãn điều kiện cho phép.

Thời hạn phục vụ của má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng, công ma sát càng lớn thì nhiệt độ phát ra càng lớn má phanh chóng bị hỏng.

2.3.6. Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh

Giả thiết áp suất trên bề mặt má phanh phân bố đều. Theo tài liệu [ 2 ] ta có:

(15)

Trong đó: : Mô men sinh ra ở một cơ cấu phanh [ Nm ]

: Hệ số ma sát, ( µ = 0,42 )

: Diện tích má phanh [ rad ]

== [ mm² ] = [ m² ]

Thay vào công thức (15) ta được:

+ Đối với cơ cấu phanh bánh trước:

[ N/m² ]

+ Đối với cơ cấu phanh bánh sau:

[ N/m² ]

Giá trị cho phép áp suất trên bề mặt má phanh theo tài liệu [ 2 ] thì:

q [q] = 1,22,0 [ MN/m² ]

Do đó áp suất trên bề mặt tính toán các má phanh thoả mãn.

2.3.7. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh

Trong quá trình phanh, động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng của đĩa phanh và các chi tiết khác một phần thoát ra môi trường không khí. Theo tài

liệu [ 2 ] phương trình cân bằng năng lượng có dạng sau:

(16)

Trong đó: G : Trọng lượng của ô tô, G = 19424 [ N ]

g : Gia tốc trọng trường, g = 9,81 [ m/s² ]

: Vận tốc ban đầu và vận tốc cuối quá trình phanh.

lấy 30 [ km/h ] = 8,3 [ m/s ] ; = 0

m_t : Khối lượng của đĩa phanh và các chi tiết bị nung nóng.

lấy m_t = 32 [ kg ]

C : Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng.

đối với thép, gang thì C = 500 [ J/kg.độ ]

: Diện tích làm mát đĩa phanh [ m² ]

K : Hệ số truyền nhiệt của đĩa phanh ra ngoài không khí.

Số hạng thứ nhất ở vế phải phương trình là năng lượng nung nóng đĩa phanh. Còn số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra không khí. Khi phanh ngặt với thời gian ngắn năng lượng truyền ra môi trường coi như không đáng kể, cho nên số hạng thứ hai có thể bỏ qua. Trên cơ sở đó có thể xác định sự tăng nhiệt độ của đĩa phanh trong quá trình phanh như sau:

(17)

Thay các giá trị vào công thức (17) ta được:

[ ⁰C ]

Theo tài liệu [ 2 ] đối với xe con phanh ở 30 km/h thì độ tăng nhiệt độ cho phép không lớn hơn . Do đó nhiệt độ tính ở trên là thoả mãn yêu cầu.

Kết luận chung: Sau khi tính toán kiểm nghiệm cho thấy xe hoạt động tốt trong điều kiện ở Việt Nam.

Chương 3. KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5

3.1. Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục

TT	DẤU HIỆU	HÌNH ẢNH MINH HOẠ	NGUYÊN NHÂN	CÁCH KHẮC PHỤC
1	Hiệu quả phanh không đạt
1.1	- Hành trình có ích của bàn đạp phanh dài.	- Khe hở má phanh tang phanh lớn do điều chỉnh sai. - Hỏng kết cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh (nếu có). - Má phanh quá mòn, guốc phanh bị cà sát vào tang trống (đĩa phanh). - Dầu phanh bị rò rỉ và hao hụt dần dần.	- Điều chỉnh lại cơ cấu phanh tang trống, thay thế má phanh nếu cần. - Sửa chữa phục hồi hoặc thay thế. - Thay má phanh, rà lại tang phanh. - Tìm và khắc phục vị trí rò rỉ, bổ sung dầu.
1.2	- Bị ‘‘hẫng’’ bàn đạp phanh.	- Rách các cupen làm mất hoàn toàn khả năng dẫn động. - Đường ống bị rò rỉ lớn. - Dầu phanh bị lẫn bọt khí do thiếu dầu trong bình chứa. - Dầu phanh lẫn nước, khi làm việc liên tục, nhiệt độ hệ thống tăng, nước bốc hơi tạo bọt khí trong đường ống.	- Xác định vị trí và thay thế. - Xác định vị trí hư hỏng và thay thế. - Bổ xung dầu, tiến hành xả khí và xác định nguyên nhân gây hao hụt dầu trong bình chứa. - Sử dụng phanh bằng động cơ để tránh cho hệ thống bị quá nhiệt. Thay dầu phanh đúng định kỳ, tránh để dầu tiếp xúc với không khí
1.3	- Lực bàn đạp phanh lớn nhưng hiệu quả phanh xe rất ít hoặc không có.		- Bề mặt má phanh dính dầu mỡ, bụi bẩn làm giảm hệ số ma sát. - Lớp vật liệu trên bề mặt má phanh bị cháy do quá nhiệt làm giảm hệ số ma sát. - Tắc đướng ống dấn do bẹp hoặc do dầu phanh lẫn tạp chất. - Kẹt các pít tông của cơ cấu phanh, bó kẹt guốc phanh.	- Làm sạch má phanh. - Thay má phanh. - Kiểm tra xác định nguyên nhân và khắc phục. - Tiến hành sửa chữa.
2	Bó phanh
2.1	Hiện tượng xuất hiện sau khi điều chỉnh, sửa chữa.	- Điều chỉnh sai hành trình tự do bàn đạp phanh. - Điều chỉnh sai phanh dừng - Điều chỉnh sai khe hở má phanh.	- Điều chỉnh lại.
2.2	Hiện tượng xuất hiện trong quá trình sử dụng.	- Gãy, tuột lò xo hồi vị bàn đạp phanh. - Gãy, tuột lò co hồi vị cơ cấu phanh. - Kẹt guốc phanh. - Tắc lỗ hồi dầu xi lanh chính hoặc hỏng van 1 chiều hồi dầu.	- Bơm đều các lốp xe theo tiêu chuẩn. - Kiểm tra xác định nguyên nhân và khắc phục.
3	Xe bị lệch hướng chuyển động khi phanh
3.1	Hiện tượng xuất hiện sau khi điều chỉnh, sửa chữa.	- Khe hở má phanh tang phanh ở hai bên bánh xe không bằng nhau. - Còn lẫn bọt khí trơng đoạn cuối đường ống của một bên cơ cấu phanh.	- Điều chỉnh lại cơ cấu phanh tang trống. - Tiến hành xả khí đúng quy trình.
3.2	Hiện tượng xuất hiện trong quá trình sử dụng.		- Áp suất lốp xe hai bên không đều nhau. - Xảy ra các hư hỏng đã nêu đối với một bên cơ cấu phanh hoặc phần dẫn động. - Lò xo hồi vị một bên cơ cấu phanh quá yếu.	- Bơm đều các lốp xe theo tiêu chuẩn. - Kiểm tra xác định nguyên nhân và khắc phục. - Thay thế.
4	Có tiếng kêu phát ra từ cơ cấu phanh
4.1	Tiếng kêu phát ra khi không phanh		- Có bụi bẩn kẹt giữa má phanh và đĩa phanh. - Má phanh và tang phanh (đĩa phanh) bị sát, có thể xảy ra bó kẹt. - Đĩa phanh vị méo, lệch cà sát vào các phần cố định. - Tang phanh bị sát với mâm phanh.	- Làm sạch cơ cấu phanh. - Điều chỉnh lại. - Tiến hành sửa chữa.
4.2	Tiếng kêu phát ra khi phanh.	- Hết má phanh. - Guốc phanh bị rơ lỏng, xô lệch. - Lòng tang phanh không tròn đều.	- Thay má phanh. - Tiến hành sửa chữa.
4.3	Phanh ăn đột ngột.		- Hành trình tự do của bàn đạp ngắn, bàn đạp phanh để quá cao. - Má phanh bị ướt - Lòng tang phanh không tròn đều. - Xi lanh công tác lắp không chặt. - Hỏng lò xo hồi vị cơ cấu phanh. - Hỏng trợ lực phanh.	- Điều chỉnh lại. - Rà nhẹ phanh. - Sửa chữa tang phanh. - Siết chặt các vị trí cố định. - Thay lò xo hồi vị. - Sửa chữa hoặc thay thế.
4.4	Xe nhao về phía trước khi phanh.	- Hiệu quả phanh của cầu sau kém.	- Kiểm tra xác định nguyên nhân và khắc phục. - Sửa chữa hoặc thay thế.
4.5	Xe hay bị trượt lết khi phanh.		- Bánh xe quá mòn. - Hiệu quả phanh của cầu trước kém.	- Thay thế. - Kiểm tra xác định nguyên nhân và khắc phục.
4.6	Trên bảng điều khiển xuất hiện biểu tượng ( ! ) đối với các xe hiện đại.		- Thiếu dầu phanh. - Hết má phanh.	- Bổ sung và tìm nguyên nhân hao hụt dầu. - Thay thế.

3.2. Chẩn đoán hệ thống phanh xe ôtô

Sơ đồ chẩn đoán những hư hỏng của hệ thống phanh thông thường:

3.3. Bảo dưỡng và sửa chữa

3.3.1. Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp phanh

Hành trình toàn bộ, hành tình tự do và vị trí tự do của bàn đạp phanh phụ thuộc vào kích thước, vị trí ngồi lái của từng loại xe, được nhà sản xuất quy định cụ thể trong sách hướng dẫn khai thác.

Việc điều chỉnh được tiến hành thông qua các ốc hạn chế hành trình bàn đạp và thay đổi chiều dài của đũa đẩy. Khi điều chỉnh cần chú ý, giữa đũa đẩy và đáy của pít tông luôn phải có khe hở tự do, nhằm đảm bảo phanh được nhả hoàn toàn.

3.3.2. Điều chỉnh khe hở má phanh và tăng phanh

Khi kiểm tra, bánh xe được kích khỏi mặt đất, xoay tới vị tri đánh dấu giữa mâm phanh và tang phanh, sử dụng căn lá để đo khe hở tại lỗ kiệm tra. Ngoài ra, có thể kiểm tra bằng kinh nghiệm thông qua hành trình bàn đạp phanh.

Thông thường, trên xe ô tô sử dụng hai kết cấu điều chỉnh là cam lệch tâm và cần đẩy. Đối với cam lệch tâm, bánh xe được kích khỏi mặt đất, xoay đều hai cam cho tới khi bánh xe bị bó cứng. Sau đó nhả đều cả hai cam để bánh xe có thể quay tự do. Tương tự, với kết cấu dạng cần đẩy, xoay ốc điều chỉnh thay đổi chiều dài cần đẩy cho tới khi bánh xe bị hãm cứng. Sau đó nhả dần để bánh xe có thể quay tự do. Việc điều chỉnh thay đổi chiều dài cần đẩyphải thực hiện với cả hai bánh xe trên một cầu. Đối với các cơ cấu phanh sử dụng chốt tựa kiểu bạc lệch tâm thì chỉ điều chỉnh bạc khi thay thế, sửa chữa.

3.3.3. Bảo dưỡng xy lanh chính

Hình 3.1. Sơ đồ cấu tạo xy lanh phanh chính.

Quy trình bảo dưỡng xy lanh phanh chính được tiến hành theo các bước sau:

a. Chuẩn bị

Bộ dụng cụ đo cần đẩy trợ lực, cờ lê vặn đai ốc nối dầu phanh 10-12 mm, dầu phanh, khay hứng dầu, ống tiêm và ống nhựa, kìm phanh, mỡ Glycol gốc xà phòng Liti, bộ chi tiết của xy lanh phanh chính.

b. Quy trình thực hiện

- Xả dầu trong xy lanh:

+ Dải một miêng giẻ bên dưới xy lanh phanh chính sao cho dầu phanh không dính vào bất cứ chi tiết hay bề mặt sơn nào thậm trí nó bắn ra.

+ Dùng xy lanh rút dầu phanh ra khỏi bình chứa của bộ xy lanh phanh chính.

Hình 3.2. Quy trình xả dầu trong xy lanh.

+ Tháo xy lanh ra khỏi xe

Hình 3.3.Quy trình tháo xy lanh.

+ Dùng SST nới lỏng ống dầu phanh

* Chú ý: Nếu dung cờ lê nới lỏng ống dầu phanh bởi nó có thể làm hỏng đai ốc 6 cạnh bắt đầu ống phanh, tháo xy lanh phanh chính và gioăng

- Tháo rời các chi tiết của xy lanh phanh chính

Hình 3.4. Quy trình tháo rời các chi tiết.

+ Kẹp phần lắp bộ trợ lực của xy lanh phanh chính lên ê tô giữa các tấm nhôm mềm

+ Ấn pít tông và tháo bu lông hãm pít tông và phanh hãm. Chú ý che đầu ra bằng giẻ và ấn chậm píttông vào để giữ cho dầu khỏi bắn ra trong khi pít tông đang được ấn vào. Nếu phanh hãm và bu lông hãm píttông bị tháo ra mà không ấn pít tông vào píttông có thể bị hỏng.

+ Kéo pít tông số 1 thẳng ra khỏi xy lanh

+ Đặt mặt bích của xy lanh phanh chính vào lòng bàn tay của bạn hay gập miếng giẻ lại và đặt lên trên một miếng gỗ rồi cẩn thận gõ cho đến khi đầu của pít tông số 2 bật ra

+ Khi đầu của pít tông bật ra, kéo thẳng pít tông ra.

* Chú ý: Nếu pít tông được kéo ra với một góc nghiêng, thành bên trong của pittông có thể sẽ bị hỏng. Nếu pít tông bị nghiêng thì ấn lại pít tông vào sau đó kéo thẳng ra. Kiểm tra hướng của pít tông và lò xo khi tháo ra.

Hình 3.5. Quy trình vệ sinh xy lanh phanh.

-Vệ sinh xy lanh phanh chính:

+ Rửa xy lanh phanh chính bằng dầu phanh sạch

*Chú ý: Rửa bất cứ với nào khác dầu phanh có thể làm cho các chi tiết cao su như: cuppen bị biến chất và dò gỉ dầu.

+ Chiếu đèn vào bên trong xy lanh và dung tay sờ trực tiếp vào để kiểm tra xem có hư hỏng hay rỉ không. Nếu thấy hỏng hay rò rỉ thì thay ngay bộ xy lanh mới

- Lắp xi lanh vào :

Hình 3.6. Quy trình lắp xy lanh.

+ Bôi một lớp mỏng mỡ cao su vào cuppen mới

+ Kẹp phần lắp bộ trợ lực của xy lanh phanh chính lên ê tô giữa các tấm nhôm mềm.

+ Lắp thẳng pít tông số 1 và số 2 vào xi lanh phanh chính.

* Chú ý: Nếu lắp pít tông hãm và phanh hãm mà không ấn được vào thì nó có thể bị hỏng. Bu lông hãm và phanh hãm có trong phụ kiện xy lanh phanh chính.

+ Kiểm tra để chắc chắn rằng phanh hãm được lắp đúng. Nếu ấn vào mà phanh hãm không thể tháo ra khỏi rãnh khi bóp nhẹ và xoay bằng kìm tháo phanh hãm, thì có nghĩa là phanh hãm được lắp đúng.

Hình 3.7. Quy trình lắp xi lanh phanh chính.

Lắp xy lanh phanh chính vào:

+ Đặt miếng giẻ xuống phía dưới khu vực lắp xy lanh phanh chính

+ Lắp gioăng chữ O mới vào bộ trợ lực và lắp xy lanh phanh chính

* Chú ý: Thao tác nhanh để hạn chế lượng dầu phanh chảy ra khỏi đầu ra. Trước tiên lắp các đai ốc ở vị trí khó lắp.

+ Giữ nhẹ ống dầu phanh ép vào xy lanh phanh chính

+ Dùng cờ lê, xiết chặt đai ốc nối và dùng SST xiết đai ốc đến mô men xiết tiêu chuẩn.

* Chú ý: Hãy tuân theo mômen xiết tiêu chuẩn, xiết quá lực sẽ làm cho mặt bích đầu ống rộng ra làm cho nó không tháo được ra sau này. Xiết đai ốc lần cuối bằng SST. Xiết lần cuối cùng bằng cờlê có thể làm hỏng giác của đai ốc.

-
Xả khí ra khỏi xy lanh phanh chính :

Hình 3.8. Quy trình xả khí.

+ Đặt một miếng giẻ phía dưới xy lanh phanh chính, hãy xả một ít dầu phanh sao cho dầu phanh rớt ra dinh vào các bộ phận hay bề mặt sơn xung quanh.

+Khi lắp bộ thay dầu phanh lên bình chứa xy lanh phanh chính, hãy xả một ít dầu phanh sao cho dầu phanh không tràn ra.

+ Lắp bộ thay dầu phanh vào bình chứa xy lanh phanh chính.

* Xả không khí :

+ Nối bộ thay dầu phanh vào máy nén khí.

+ Tháo nắp đậy nút xả khí.

+ Cắm ống của bộ thay dầu phanh vào nút xả khí.

+ Xả khí bằng cách nới lỏng nút xả khí khoảng ¼ vòng.

+ Xiết chặt nút xả khí sau khi không còn bọt khí trong bầu phanh chảy ra.

+ Kiểm tra sao cho nút xả khí được xiết chặt và lắp lại nắp đậy.

+ Lau sạch dầu phanh rò rỉ ra xung quanh nút xả khí .

+Kiểm tra sau khi hoàn tất quy trình :

Kiểm tra rằng có đủ khoảng cách giữa bàn đạp phanh và sàn xe khi đạp hết bàn đạp phanh và không có sự thay đổi về khoảng cách thậm chí cả khi đạp bàn đạp vài lần.

*Gợi ý: Khi bàn đạp phanh quá mềm hay như không đủ khi đạp phanh, có thể vẫn còn không khí trong đường ống phanh. Hãy tiến hành quy trình xả khí một lần nữa.

+ Đổ dầu phanh mới vào bình chứa xilanh chứa đến mức max.

+ Khi chạy không tải đạp phanh và kiểm tra xem có rò rỉ dầu từ nút xả khí không.

3.3.4. Thay má phanh

Quy trình thay má phanh được thể hiện trên hình 3.9

+ Dùng cờ lê, giữ bạc trượt của càng phanh và tháo bulông.

+ Tháo càng phanh đĩa và dùng sợi dây treo vào lò xo hoặc thanh đòn.

Không kéo hay bẻ cong ống cao su mềm. Ống cao su mềm không cần phải tháo ra khi thay thế.

Tháo má phanh: Tháo các chi tiêt sau ra khỏi càng phanh đĩa: má phanh, tấm chống ồn, tấm đỡ má phanh.

Hình 3.9. Quy trình thay má phanh.

Hình 3.10. Quy trình tháo má phanh

* Chú ý: Có hướng cho từng chi tiết nên hình sang trên và dưới, trái và phải cũng như vị trí lắp là khác nhau. Vì vậy hãy sắp xếp các chi tiết tháo ra vào khay tương ứng trên và dưới, trái và phải để tránh lắp nhầm.

- Kiểm tra và vệ sinh :

+ Kiểm tra bằng quan sát xem tấm chống ồ và tấm đỡ má phanh có thể sử dụng lại được hay không và kiểm tra mòn cũng như hư hỏng.

+ Làm sạch phần lắp của càng phanh đĩa

- Lắp má phanh

Hình 3.11. Quy trình lắp má phanh.

* Ráp má phanh:

+ Lắp tấm đỡ má phanh lên càng phanh đĩa.

+ Lắp tấm chồng ồn lên tấm má phanh mới. Bôi mỡ của phanh đĩa lên cả hai mặt của tấm chống ồn.

* Chú ý: Không để dầu mỡ hay bất kì thứ gì bám lên má phanh hoặc đĩa phanh. Nếu dầu mỡ hay bất kì thứ gì bám lên má phanh hoặc đĩa phanh, hãy lau sạch má phanh bằng giấy ráp, và bề mặt đĩa phanh bằng dung dịch rửa phanh.

* Ấn pít tông vào

+ Dùng xi lanh lấy một ít dầu phanh ra khỏi xi lanh phanh chính

+ Dùng búa, các dụng cụ đặc biệt…để ấn pít tông vào

* Gợi ý: Nếu khó ấn vào hãy nới lỏng nút xả khí và một ít dầu phanh chảy ra trong khi ấn pít tông vào. Khi xiết chặt nút xả khí và để cho một ít dầu phanh chảy ra trong khi ấn pít tông vào. Khi xiết chặt nút xả khí, hãy xiết khi ấn pít tông vào để tránh cho không khí không lọt vào ống dầu phanh.

Hình 3.12. Quy trình ấn píttông vào.

+ Lắp má phanh lên càng phanh đĩa. Lắp má phanh trong khi ấn tấm phanh lên miếng đỡ.

- Lắp càng phanh đĩa:

Sau khi chắc chắn rằng cao su chắn bụi xi lanh không bị kẹt vào má phanh hãy lắp càng phanh đĩa.

* Chú ý: Không làm xoắn ống cao su sau khi lắp. Ấn bạc trước của càng phanh ra ngoài và sau đó lắp càng phanh đĩa sẽ làm cho công việc được dễ dang hơn.

Hình 3.13. Quy trình lắp càng phanh.

- Kiểm tra cảm giác phanh:

+ Đổ dầu phanh mới vào bình chứa dầu ở xi lanh phanh chính đến mức max.

+ Đạp phanh vài lần để kiểm tra cảm giác phanh.

* Chú ý: Khi ấn pít tông vào đặc biệt cẩn thận khi nút xả khí được nới lỏng và nếu bàn đạp có cảm giác yếu hãy xả khí ra khỏi đường ống phanh.

KẾT LUẬN

Sau một thời gian nghiên cứu thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học và tính toán nội dung của đồ án, được sự hướng dẫn kiểm tra tận tình, chu đáo, tỉ mỉ của Thầy giáo hướng dẫnvà sự giúp đỡ của các thầy trong Bộ môn Ô tô cùng sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của em đã hoàn thành được các nội dung sau:

1. Nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh xe Mazda CX-5

2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh trên xe Mazda CX-5

3. Nghiên cứu đánh giá kiểm nghiệm hệ thống phanh xe Mazda CX-5.

4. Lập nội dung bảo dưỡng và quy trình sửa chữa một số cụm của hệ thống phanh trên xe Mazda-CX5.

Đồ án còn nhiều thiếu sót, mong các thầy và các bạn bổ sung ý kiến để đồ án hoàn thiện hơn.

MÃ TÀI LIỆU	301300400007
NGUỒN	huongdandoan.com
MÔ TẢ	150 MB Bao gồm tất cả file CAD, thiết kế 2D CAD, file thuyết minh bản word, báo cáo Power point, thiết kế hệ thống phanh dựa trên ô tô cơ sở MAZDA CX-5, bản vẽ sơ đồ bố trí, bản vẽ kết cấu phanh sau, bản vẽ kết cấu xi lanh chính, bản vẽ bầu trợ lực chân không, bản vẽ kết cấu phanh trước và nhiều tài liệu tham khảo liên quan ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5
GIÁ	989,000 VNĐ
ĐÁNH GIÁ	4.9 12/12/2024 9 10 5 18590 17500 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5 Reviewed by admin@doantotnghiep.vn on 2024-12-12. Very good! Very good! Rating: 5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5

*Bộ cường hóa lực phanh

* Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS

- Nguyên lí làm việc:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC OTO Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP, ĐỒ ÁN CƠ KHÍ, ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ

Đồ án môn học môn kết cấu Ô tô và tính toán Ô tô

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX-5

*Bộ cường hóa lực phanh

* Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS

- Nguyên lí làm việc:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC OTO Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP, ĐỒ ÁN CƠ KHÍ, ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CƠ KHÍ

Đồ án môn học môn kết cấu Ô tô và tính toán Ô tô

PHƯƠNG THỨC THANH TOÁN

ĐẢM BẢO VỀ CHẤT LƯỢNG LÀ TIÊU CHÍ HÀNG ĐẦU

THANH TOÁN QUA THẺ CÀO ĐIỆN THOẠI/ THẺ GAME

NGÂN HÀNG

ĐĂNG NHẬP

QUÊN MẬT KHẨU

ĐĂNG KÝ THÀNH VIÊN