MỤC LỤC
MỤC LỤC.............1
LỜI NÓI ĐẦU............... 3
Chương 1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG ................ 4
1.1 Tổng quan về hệ thống phanh. ............4
1.1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu............ 4
1.1.2 Kết cấu của hệ thống phanh. ...........6
1.2 Phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không........... 6
1.2.1 Dẫn động phanh thủy lực............ 7
1.2.2 Trợ lực phanh chân không. ..........11
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG............ 15
2.1 Phân tích kết cấu dẫn động thủy lực.......... 15
2.1.1 Xy lanh chính. ............16
2.1.2 Đường ống dẫn dầu phanh............ 19
2.1.3 Xy lanh công tác............ 24
2.1.4 Các cơ cấu phụ............. 25
2.2 Phân tích bộ trợ lực chân không............ 29
2.2.1 Bầu trợ lực chân không. ............29
2.2.2 Cụm van điều khiển. ...........31
Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG............. 36
3.1 Tính toán kiểm nghiệm lực trợ lực............. 37
3.1.1 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp khi chưa tính trợ lực............. 37
3.1.2 Lực trợ lực cần thiết của bộ cường hoá chân không.......... 38
3.1.3 Lực tác dụng cần thiết của bộ trợ lực............. 39
3.2 Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh guốc......... 39
3.2.1 Tính toán lực tác dụng lên guốc phanh. .............40
3.2.2 Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh ............. 41
3.2.3 Tính toán công ma sát riêng.............. 48
3.2.4 Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh. ..........50
3.2.5 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh.............. 51
3.2.6 Kết quả tính toán kiểm nghiệm và nhận xét ............52
Chương 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG............. 53
4.1 Những biến đổi xảy ra trong quá trình khai thác sử dụng............ 53
4.2 Các yêu cầu và chú ý trong quá trình khai thác, sử dụng............ 54
4.2.1 Các yêu cầu cơ bản trong quá trình khai thác, sử dụng. .......54
4.2.2 Những chú ý trong quá trình khai thác, sử dụng.......... 55
4.3 Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh. .....57
4.3.1 Bảo dưỡng thường xuyên...... 58
4.3.2 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp 1...... 58
4.3.3 Bảo dưỡng kỹ thuật cấp 2...... 58
4.3.4 Hướng dẫn kiểm tra, điều chỉnh trong quá trình khai thác. .....59
4.3.5 Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng. ....64
4.4 Những hư hỏng thông thường, tìm hiểu nguyên nhân và biện pháp khắc phục..... 65
KẾT LUẬN....... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO...... 69
LỜI NÓI ĐẦU
Đối với ô tô, hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất, nó đảm bảo cho xe chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm, nhờ vậy mà nâng cao vận tốc trung bình của xe cũng như nâng cao được năng suất vận chuyển và an toàn cho người, hàng hoá trong quá trình xe vận hành.
Việc khai thác hệ thống phanh để có thể nắm rõ các quy luật hoạt động của quá trình phanh xe là yêu cầu rất cần thiết, mà trong hệ thống xe quân sự, dân sự hệ thống phanh xe dẫn động thủy lực có trợ lực chân không chiếm số lượng rất lớn, dẫn đến yêu cầu cần thiết của việc nghiên cứu hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không. Tôi được giao đề tài “Khai thác hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không” làm đồ án tốt nghiệp.
Nội dung của đồ án gồm những phần cơ bản sau:
Chương 1: Giới thiệu chung về hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
Chương 2: Phân tích kết cấu hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
Chương 3: Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không. (Khảo sát cụ thể xe UAZ31512).
Chương 4: Hướng dẫn khai thác hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp cùng với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo: TS. .................... cùng các thầy trong Khoa Ô TÔ – Trường SQKTQS, tôi đã thực hiện xong đồ án tốt nghiệp này. Tuy nhiên do trình độ thực tế còn chưa vững nên đồ án cũng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót. Vì vậy, tôi rất mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo và sự đóng góp của các đồng chí để bản thân tôi tiếp tục hoàn thiện kiến thức phục vụ cho quá trình công tác ở đơn vị sau này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Chương 1
GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG
1.1. Tổng quan về hệ thống phanh
1.1.1. Công dụng, phân loại và yêu cầu
1.1.1.1. Công dụng
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới một tốc độ chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ôtô ở một vị trí nhất định.Thông thường quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa các phần quay và phần đứng yên trên xe như vậy đông năng của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền ra môi trường xung quanh.
1.1.1.3. Yêu cầu.
Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo nhưng yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường khi phanh đột ngột trong trường hợp gặp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong bất kì trường hợp nào để đảm bảo sự ổn định của ô tô máy kéo khi phanh.
- Giữ tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe.
- Có khả năng phanh ô tô máy kéo khi sử dụng trong thời gian dài.
1.1.2. Kết cấu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh phụ thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe.
1.1.2.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận thực hiện tiêu hao động năng của xe khi phanh và được điều khiển từ các cơ cấu trên buồng lái.Các cơ cấu phanh thường dùng trên cơ sở tạo ma sát giữa phần quay và phần cố định.Trên ô tô thường sử dụng hai loại cơ cấu phanh : phanh đĩa và phanh tang trống.
1.1.2.2. Dẫn động phanh
Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ khí, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau.
1.2. Phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không
Trên ô tô được trang bị hệ thống phanh để bảo đảm cho xe chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm, qua đó nâng cao năng suất vận chuyển của xe. Hầu hết các ôtô hiện nay thường bố trí hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc và dẫn động phanh bằng thuỷ lực, khí nén hoặc phối kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén.
Dẫn động phanh làm nhiệm vụ truyền dẫn năng lượng từ nguồn đến cơ cấu phanh và điều khiển năng lượng này trong quá trình truyền để phanh xe với các cường độ phanh khác nhau. Dẫn động phanh gồm các phần tử chủ yếu sau:
- Cơ cấu điều khiển là xy lanh phanh chính được liên hệ với bàn đạp phanh, có chức năng tạo lên áp suất dầu để truyền năng lượng điều khiển từ bàn đạp tới xy lanh phanh công tác. Phía trên xy lanh phanh chính lắp đặt bầu chứa dầu, đảm bảo luôn luôn điền đầy dầu trong dẫn động.
- Cơ cấu truyền gồm có các ống dẫn, các đầu nối ghép. Có thể sử dụng các kiểu dẫn động một dòng, hoặc nhiều dòng từ xy lanh phanh chính tới xy lanh công tác. Đối với kiểu dẫn động một dòng (UAZ - 469) thì áp suất tại các xy lanh phanh công tác là như nhau. Tuy nhiên sử dụng dẫn động một dòng độ tin cậy không cao, vì nếu trên đường ống hoặc mối ghép bị rò rỉ thì toàn bộ hệ thống không làm việc.
1.2.1. Dẫn động phanh thủy lực
Sơ đồ cấu tạo của hệ thống phanh thủy lực được thể hiện trên hình 1.2.
1.2.1.1. Cấu tạo
Hệ thống dẫn động phanh thủy lực bao gồm cơ cấu phanh có các guốc phanh (4,6), với các lò xo kéo (7), chốt tựa của guốc (8). Tang phanh được cố định trên moay ơ bánh xe và quay cùng với bánh xe. Guốc phanh một đầu cố định lên giá qua khớp quay với chốt tựa (8), đầu kia của guốc tỳ vào đòn bẩy của piston xy lanh công tác. Lò xo kéo (7) có tác dụng kéo guốc phanh tách khỏi tang phanh khi thôi phanh.
1.2.1.2. Nguyên lý làm việc
Hệ thống làm việc ở 4 trạng thái: không phanh, khi phanh, nhả phanh và giữ phanh.
- Ở trạng thái không phanh:
Người lái không tác dụng lực lên bàn đạp nên không có lực tác dụng vào xy lanh phanh chính (2) nên không tạo áp suất dầu đi đến xy lanh công tác.
- Ở trạng thái khi phanh:
Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh (1) qua thanh đẩy tác dụng lên piston ở xy lanh phanh chính (2) ép dầu đến đường ống (9) và đến xy lanh công tác (3, 5). Dầu có áp suất cao (khoảng 5 - 8 MPa) sẽ tác dụng lên piston ở xy lanh phanh bánh xe (3, 5) đẩy guốc phanh (4, 6) ép sát vào tang phanh. Khi phanh với cường độ phanh bình thường áp suất trong dẫn động vào khoảng 2 - 4 MPa.
1.2.2. Trợ lực phanh chân không
Trong nhiều tình huống lái xe, người tài xế phải sử dụng phanh thường xuyên và trên một số xe, khi phanh cần phải tác động lên bàn đạp một lực khá lớn. Một số xe lớn, được trang bị hệ thống phanh 4 bánh, nếu không có bộ phận trợ lực thì rất ít tài xế có khả năng phanh xe trong điều kiện phanh gấp. Bộ phận trợ lực (khuyếch đại công suất) làm giảm lực tác động lên bàn đạp nhưng vẫn duy trì cảm giác và độ nhạy phanh không trợ lực. Trên một số xe, phanh trợ lực đang được trang bị như một điều kiện trang bị tiêu chuẩn nhưng cũng có những xe sự trang bị là tuỳ ý.
Ở trạng thái nhả, lò xo trở về của màng sẽ làm chuyển động tấm đỡ màng và van điều khiển về phía sau của trợ lực chân không. Khi đó, lò xo van điều khiển sẽ định vị van điều khiển vì vậy van khí đóng và van chân không mở (hình 1.5).Chân không cụm ống nạp sẽ đi vào hai phía của màng bằng nhau. Đây chỉ là thời gian mà không khí sẽ chảy qua hoặc vào trong trợ lực chân không.
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG
2.1. Phân tích kết cấu dẫn động thủy lực
Dẫn động thủy lực bao gồm xilanh chính (tạo dầu áp suất cao), đường ống dẫn dầu phanh và xilanh công tác (thực hiện quá trình phanh). Ngoài ra để báo rò rỉ của dầu phanh người ta còn lắp thêm bộ phận báo tín hiệu, điều chỉnh áp suất dầu đến các xilanh công tác khi tải trọng thay đổi người ta dùng bộ điều hòa lực phanh.
2.1.1. Xy lanh chính
Dẫn động một dòng có nghĩa là 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 kì một đường ống 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 thường sử dụng phương án dẫn động thủy lực hai dòng.
2.1.1.1. Kết cấu
Trên hình 2.3 thể hiện kết cấu xy lanh chính gồm các bộ phận
Thân xy lanh: được đúc bằng gang xám, trên thân có gia công các lỗ bù dầu, lỗ thông qua, lỗ bù dầu có đường kính nhỏ hơn lỗ thông qua, thân xilanh đồng thời là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác, đường kính xy lanh dxl=27+0,027 mm, có các lỗ ren để bắt ống nối đường dầu đi các xilanh công tác.
2.1.1.2. Nguyên lý làm việc
Xy lanh chính (hình 2.3) làm việc ở 4 trạng thái là chưa phanh, đạp phanh, nhả phanh và giữ phanh.
- Ở trạng thái chưa phanh: Khi người lái chưa tác dụng lực lên bàn đạp phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị piston nằm ở phía tận cùng bên phải chưa đẩy dầu áp suất cao đi tới các xilanh công tác để phanh các bánh xe.
- Ở trạng thái đạp phanh: Khi người lái tác dụng lực lên bàn đạp phanh, thông qua hệ thống dẫn cơ khí tác dụng lực lên piston làm piston dịch chuyển sang trái đến khi qua lỗ thoát dầu thì khi đó phía trước piston dầu tạo áp suất cao đưa tới các xy lanh công tác thực hiện quá trình phanh xe.
2.1.2. Đường ống dẫn dầu phanh
Đường ống dẫn dầu trong hệ thống phanh thường là ống đồng, ống thép và ống mềm. Ống đồng, thép được sử dụng cho những đường truyền dung dịch từ xilanh chính đến xilanh bánh xe hay xilanh phanh đĩa. Hiện nay ống thép được sử dụng rộng rãi hơn do chịu áp lực tốt hơn, giá thành rẻ hơn nhưng cũng có nhược điểm là khó tạo hình hơn ống đồng. Ống mềm được sử dụng ở những đoạn gần hệ thống treo phía trước và phía sau ở chỗ có chuyển động tương đối giữa thân xe và các bánh xe (hình 2.4). Ống đồng, thép ở đây cũng tương tự như các đường dẫn dung dịch khác ngoại trừ nó được định cỡ bằng đường kính ngoài, và không sử dụng ren để nối các đường ống.
Ống dẫn mềm có chiều dài khác nhau và sử dụng một trong ba dạng đầu nối khác nhau: ren ngoài, ren trong, hoặc đầu nối với bulông có đường dẫn dầu (hình 2.12). Loại ren ngoài là ren hệ mét hoặc hệ SAE, được làm kín bằng ron đồng, hoặc được làm kín bằng bệ hình côn tại phía đầu ren.
2.1.3. Xy lanh công tác
Đối với cơ cấu phanh guốc thì xilanh công tác được đúc bằng gang xám, có đường kính trong xy lanh D =32+0,027 mm, có lỗ ren để bắt van xả khí và lỗ ren để lắp đầu nối đường dẫn dầu đồng thời có lỗ để lắp chốt tựa, hình dáng và cấu tạo xy lanh bánh trước được thể hiện trên hình 2.13.
Xy lanh công tác cùng với piston nhận lực thông qua phần dẫn động truyền tới guốc phanh để phanh xe.
Kếu cấu xy lanh công tác của cơ cấu phanh bánh sau được thể hiện trên hình 2.14.
2.1.4. Các cơ cấu phụ
2.1.4.1. Cơ cấu báo tín hiệu
Dùng để kiểm tra và báo hiệu cho lái xe biết về hiện tượng hở một trong những đường dẫn dầu thuỷ lực tới cơ cấu phanh của bánh xe, để người lái đưa ra các biện pháp khắc phục.
2.1.4.2. Bộ điều hòa lực phanh
Bộ điều hòa lực phanh được sử dụng để giảm áp suất thuỷ lực đi vào các xy lanh bánh xe phía sau, vì khi phanh gấp trọng lượng xe có khuynh hướng dồn về cầu trước vì vậy trọng lượng phân bố lên cầu sau giảm, các bánh xe cầu sau có khả năng bị bó cứng và bị trượt. Điều này đặc biệt rõ ràng khi ôtô có cơ cấu phanh tang trống ở phía sau và cơ cấu phanh đĩa ở phía trước.
Khi rà phanh hoặc phanh xe ở tốc độ thấp, sự chuyển dịch tải trọng từ cầu sau lên cầu trước không đáng kể nên piston (1) không dịch chuyển; dầu phanh từ xy lanh chính theo đường ống vào khoang (a) của bộ điều chỉnh, đến khoang (b), ra mạch sau đi phanh 2 bánh sau. Bộ điều hòa lực phanh không làm việc.
2.2. Phân tích bộ trợ lực chân không
Bộ trợ lực chân không bao gồm bầu trợ lực và cụm van điều khiển. Hai thành phần này được bố trí tách nhau như trên xe GAZ-66 hình 2.19 và bố trí liền khối như trên xe UAZ-31512 như trên hình 2.20.
2.2.1. Bầu trợ lực chân không
Bầu trợ lực chân không có nhiệm vụ dùng để trợ lực cho người lái khi đạp phanh. Bầu trợ lực có rất nhiều kiểu như kiểu màng mềm, kiểu piston, kiểu màng cuộn, kiểu ống xếp. Trong đó bầu trợ lực kiểu màng được sử dụng rộng rãi nhất.
2.2.2. Cụm van điều khiển
Cụm van điều khiển có nhiệm vụ đóng mở van chân không và van khí trời để tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa 2 khoang của bầu trợ lực tạo lực đẩy trợ lực cho người lái xe. Cách bố trí cụm van điều khiển tách rời bầu trợ lực được thể hiện trên hình 2.21 còn trong hình 2.22 là cách bố trí cụm van điều khiển nằm trong bầu trợ lực.
- Ở trạng thái giữ phanh: Khi người lái giữ bàn đạp phanh, dưới tác dụng của dẫn động cơ khí làm cho cần (32) giữ nguyên vị trí và giữ cả piston van (29). Trong khi đó van không khí vẫn mở nên khí trời vẫn tiếp tục đi vào các khoang I, II do đó các piston màng (18, 22) vẫn di chuyển sang trái. Cùng lúc này thì van khí trời dần dần khép lại cho đến khi đóng lại hoàn toàn thì 2 màng piston không dịch chuyển nữa tại vị trí người lái giữ phanh. Tại thời điểm này các khoang I, II không thông với khí trời đồng thời khoang I, III không thông với II, IV. Kết thúc trạng thái giữ phanh.
- Ở trạng thái nhả phanh: Khi người lái nhả bàn đạp phanh, dưới tác dụng của dẫn động cơ khí và cá lò xo hồi vị (35) thì bàn đạp dịch chuyển sang phải về vị trí ban đầu. Lúc này piston van (29) cũng dịch chuyển sang phải làm cho van chân không từ từ mở ra nối thông các khoang I, II, III, IV với nhau. Khi đó khí trời trong các khoang I, II sẽ đi vào cổ hút của động cơ làm áp suất trong này giảm dần trong lúc này van khí trời vẫn đóng. Do áp suất trong các khoang dần dần được cân bằng và dưới tác dụng của lò xo hồi vị (4) cùng với liên kết qua thanh nối (7) đẩy các màng piston sang phải về vị trí ban đầu như khi chưa phanh.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG
Trong hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không có nhiều cụm, bộ phận cần được tính toán kiểm nghiệm như: cơ cấu phanh, dẫn động phanh, trợ lực chân không...
Do thời gian có hạn, đồ án chỉ đi vào tính toán kiểm nghiệm lực trợ lực phanh và cơ cấu phanh guốc của hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không trên xe UAZ-31512.
3.1. Tính toán kiểm nghiệm lực trợ lực
Các thông số của hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không:
- D: Đường kính xy lanh chính (D = 27 [mm]).
- Db: Đường kính của xilanh bầu trợ lực (Db = 190 [mm]).
- ibđ: Tỷ số truyền bàn đạp (ibđ = 3,7).
3.1.1. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp khi chưa tính trợ lực
+ D: Đường kính xilanh chính (D = 27 [mm]).
+ p: Áp suất dầu làm việc của hệ thống (p = 5000.103 [N/m2]).
+ ibđ: Tỉ số truyền bàn đạp (ibđ = 3,7).
Thay số vào công thức (3.1) ta được: Pbd = 904,48 N
Trong khi đó lực phanh lớn nhất mà người lái tạo ra là khoảng 300 N. Như vậy cần thiết phải có trợ lực.
3.1.2. Lực trợ lực cần thiết của bộ cường hoá chân không
+ Pbđ: lực đạp phanh (lấy Pbđ = 300 [N]).
+ Ptl: Lực của bộ trợ lực [N].
+ ibđ: Tỷ số truyền bàn đạp (ibđ = 3,7).
+ itl: Tỷ số khuếch đại, tính từ xy lanh trợ lực đến pittông của xy lanh cung cấp dầu cho các xilanh công tác (itl = 1).
+ D: Đường kính xy lanh chính (D = 0,027 [m]).
+ P: Áp suất dầu làm việc của hệ thống (p = 5000.103 [N/m2]).
Từ công thức (3.2) ta xác định được lực yêu cầu của bộ trợ lực : Plv = 2118,86 [N].
Vậy muốn trợ lực cho người lái thì bộ trợ lực phải tạo ra một lực lớn hơn hoặc ít nhất phải bằng 2118,86 [N].
3.1.3. Lực tác dụng cần thiết của bộ trợ lực
+ Ptl: lực của bộ trợ lực [N].
+ Db: đường kính của xilanh bầu trợ lực. D = 190 [mm].
+ Ap: độ chệnh lệch chân không, Ap = 0,065 [MN/m2].
Từ công thức (3.3) ta suy ra đường kính của xilanh bầu trợ lực là: Ptl = 3684 N
3.2. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh guốc
Sơ đồ tính toán cơ cấu phanh được thể hiện trên hình 3.1.Với đặc điểm cơ cấu phanh xe UAZ-31512 ở cầu trước (sử dụng cơ cấu phanh chốt tựa khác phía lực đẩy bằng nhau) khác cơ cấu phanh cầu sau (sử dụng cơ cấu phanh chốt tựa cùng phía lực đẩy lên hai guốc bằng nhau).
+ a,c: Là khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến xy lanh phụ [mm].
+ d: Là khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt tựa xy lanh phụ [mm].
+ P: Là lực tác dụng lên guốc phanh [N] .
Để đánh giá khả năng làm việc của cơ cấu phanh được kiểm tra đánh giá thông qua tính toán xác định công ma sát riêng, áp suất trên bề mặt má phanh, tính nhiệt cho quá trình phanh. Từ đó ta nhận được kết quả để đánh giá và nhận xét, chất lượng của cơ cấu phanh có đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật hay không.
3.2.1. Tính toán lực tác dụng lên guốc phanh
+ P: Là lực tác dụng lên guốc phanh [N].
+ d: Là đường kính xy lanh phanh bánh xe [m].
+ pi: Là áp suất trong xy lanh phanh chính, cũng là áp suất dầu trong đường ống dẫn tới xy lanh phanh bánh xe [N/m2] .
Vậy ta chọn Pf3 = 686,7 (N/cm2) để tính toán.
Ta có: d = 3,2cm. Thay vào công thức (3.4) ta được xác định được lực tác dụng lên guốc phanh là: P = 551996 (N)
3.2.2. Xác định mô men phanh thực tế và mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh
3.2.2.1. Xác định mô men phanh thực tế của cơ cấu phanh
Dưới tác dụng của lực lên má phanh P = P1 = P2 các má phanh được đẩy ra ép má phanh sát vào tang phanh. Khi đó mô men ma sát giữa má phanh và tang phanh còn gọi là mô men phanh có tác dụng làm cho bánh xe quay chậm lại thực hiện quá trình phanh xe.
- Với quy luật phân bố áp suất là quy luật hình sin nên ta xác định được góc w (góc giữa trục (x- x) và hướng của lực pháp tuyến N).
Thay vào công thức (3.5) ta được : 30
Thay vào công thức (3.6) ta được: 152 (mm)
Thay vào công thức(3.7), (3.8) ta được: Mp1 = 2563,89 (Nm)
- Đối với cơ cấu phanh bánh sau:
Vậy mômen phanh với cơ cấu phanh cầu sau là : Mp2 = 2393,2 (Nm)
Vậy mô men phanh thực tế của toàn xe sẽ là: Mp = 4957,11 (Nm)
3.2.2.2. Xác định mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh
Lực phanh cực đại tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau: Theo tài liệu [3] ta có:
+ G: Là trọng lượng ô tô khi đầy tải [N].
+ G1, G2: Là tải trọng tương ứng (phản lực của đường) tác dụng lên bánh xe trước và sau ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang [N].
+ m1, m2: Là hệ số phân bố tải trọng tương ứng lên cầu trước và cầu sau khi phanh.
+ a,b: Là khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ô tô đến các cầu [m].
+ L: Là chiều dài cơ sở [m].
+ hg: Là chiều cao trọng tâm ô tô [m] .
+ g: Là gia tốc trọng trường ,lấy g=9,81(m/s2).
+ Jp max: Là gia tốc phanh cực đại, ta lấy Jp max = 7(m/s2).( 7,0 – 9,0 m/s2 ).
Thay vào công thức (3.13) và (3.14) ta được hệ số phân bố tải trọng tương ứng lên cầu trước và cầu sau là:
m1 = 1,58
m2 = 0,52
Thay vào công thức (3.11) và (3.12) ta được lực phanh cực đại tác dụng lên một bánh xe cầu trước và cầu sau là:
Pp1 = 5550,36 (N)
Pp2 = 290,99 (N)
Xác định mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh:
+ r : Là bán kính thiết kế [mm].
+ B, d: Là các kích thước lốp xe [inch ].
Lốp áp suất thấp được ký B – d. Việt Nam thường sử dung Lốp Tôrôít có thể coi gần đúng.
Thay vào ta được: rbx = 0,37 (m)
Thay vào công thức (3.15) ta được: Mp1 = 2094,68 (Nm)
- Đối với cầu sau:
Thay vào công thức (3.16) ta được: Mp2 = 109,36 (Nm)
Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là: Mp = 3189,04 (Nm)
Theo tính toán thì mô men phanh do cơ cấu sinh ra lớn hơn mô men yêu cầu của cơ cấu phanh.
Vậy mô men phanh của cơ cấu phanh xe UAZ-31512 thoả mãn yêu cầu
3.2.3. Tính toán công ma sát riêng
+ Lms: Là công ma sát riêng [KNm/m2].
+ G: Là trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đủ tải [KN].
+ V0: Là vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh [m/s].
Thay vào công thức (3.18) chọn V0=80 (km/h)=22,22 (m/s), ta được: Lm = 4937,28 (KNm/m2)
Thời hạn phục vụ của má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng, công này càng lớn thì nhiệt độ phát ra khi phanh càng cao, tang phanh càng bị nóng nhiều và má phanh chóng bị hỏng.
Vậy công ma sát riêng ta tính được thoả mãn điều kiện nằm trong giới hạn cho phép.. [Lm] = 4000 - 15000 (KNm/m2)
3.2.5. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh, động năng của ô tô sẽ chuyển thành nhiệt năng ở trong tang phanh và các chi tiết khác, một phần nhiệt thoát ra môi trường không khí.
+ G: Là trọng lượng của ô tô khi đủ tải [N].
+ V1,V0: Là vận tốc khi bắt đầu phanh và vận tốc cuối quá trình phanh [km/h].
+ mt: Là khối lượng của tang trống và các chi tiết bị nung nóng . Ta lấy mt= 32 [kg].
+ C: Là nhiệt dung riêng của vật liệu làm tang phanh. Đối với thép và gang thì C=500 [J/kg.độ].
+ F1: Là diện tích làm mát của tang trống nhanh [m2].
+ K: Là hệ số truyền nhiệt giữa tang trống phanh và không khí.
Ta có : mt= 32 (kg); C=500 (J/kg.độ). Chọn: V1=30 (km/h)= 8,3 (m/s). V0=0 (m/s)
Thay vào công thức (3.22) ta được : t = 4,630C
Độ tăng nhiệt độ của tang phanh khi phanh ở V=30 [km/h] cho đến khi dừng hẳn không được vượt quá 15 0C.
Vậy độ tăng nhiệt của xe UAZ 31512 thỏa mãn điều kiện.
3.2.6. Kết quả tính toán kiểm nghiệm và nhận xét
Từ những thông số ở trên, thay vào các công thức (từ công thức 3.4 ¸ 3.22) ta nhận được các kết quả 3.b.
Chương 4
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC SỬ DỤNG
HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG
4.1. Những biến đổi xảy ra trong quá trình khai thác sử dụng
Hệ thống phanh giữ vai trò quan trọng trong quá trình chuyển động của ô tô, nó đảm bảo an toàn cho hàng hoá, hành khách và phương tiện. Hệ thống phanh tốt giúp nâng cao tốc độ trung bình, nâng cao năng suất, hạ giá thành vận chuyển. Trong quá trình sử dụng chất lượng của hệ thống phanh giảm dần.
Những biến đổi xảy ra làm giảm tình trạng kỹ thuật của hệ thống phanh trong quá trình khai thác sử dụng hệ thống phanh:
- Mòn hư hỏng các chi tiết bộ phận dẫn động, gãy các lò xo hồi vị, mòn piston – xy lanh ( chính, phụ ) nứt vỡ bẹp các đường ống dẫn dầu, không khí lọt vào hệ thống phanh…
- Dầu bị lão hóa biến chất các phớt cao su bị trương lão hóa, cúp ben hỏng chảy dầu.
- Trong quá trình làm việc thì bị kẹt các van, kẹt piston. Dầu mỡ lọt vào giữa khe hở má phanh và tang trống làm cho hệ số ma sát hầu như không còn.
4.2. Các yêu cầu và chú ý trong quá trình khai thác, sử dụng
Trong quá trình khai thác các yêu cầu và chú ý trong quá trình sử dụng có ý nghĩa rất quan trọng. Nó được nhà sản xuất thử nghiệm trước khi đưa ra sản xuất hàng loạt để sản phẩm đáp ứng được hết mục đích sử dụng, đạt được hiệu quả cao nhất.
4.2.1 Các yêu cầu cơ bản trong quá trình khai thác, sử dụng
Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ô tô . Do vậy phải chấp nhận những yêu cầu kiểm tra khắt khe, nhất là đối với ô tô hoạt động ở tốc độ cao. Các yêu cầu như sau:
- Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe khẩn cấp trong bất kỳ tình huống nào. Khi phanh đột ngột, xe phải được dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất tức là có gia tốc phanh cực đại .
- Phải đảm bảo phanh giảm tốc độ ô tô trong mọi điều kiện sử dụng, lực phanh trên bàn đạp phải tỷ lệ với hành trình bàn đạp, có khả năng rà phanh khi cần thiết. Hiệu quả phanh cao phải kèm theo khi phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần biến đổi đều đặn giữ ổn định chuyển động của xe.
- Các hệ thống điều khiển có trợ lực phanh, khi bị hư hỏng hệ trợ lực, hệ thống phanh vẫn được điều khiển và có tác dụng trên ô tô
- Đảm bảo độ tin cậy sử dụng của ô tô trong cả hệ thống và các chi tiết trong hệ thống nhất là các chi tiết bao kín bằng vật liệu cao su, nhựa tổng hợp.
4.2.2. Những chú ý trong quá trình khai thác, sử dụng
4.2.2.1. Khi kiểm tra hệ thống phanh
Trong quá trình sử dụng, không được thay đổi kết cấu của hệ thống phanh nếu không được cơ quan có thẩm quyền cho phép.
- Trong quá trình sử dụng, khi có chi tiết bị hư hỏng phải thay thế bằng các chi tiết tương tự do nhà máy chế tạo ôtô đó sản xuất hoặc do cơ sở chế tạo được cơ quan có thẩm quyền cho phép, không được thay thế bằng các chi tiết khác một cách tuỳ tiện.
- Dầu phanh phải dùng đúng chủng loại do nhà máy sản xuất hoặc loại tương tự do cơ quan có thẩm quyền cho phép.
4.2.2.2. Khi khai thác, sử dụng
- Tránh phanh đột ngột để lết bánh xe trên đường làm lốp nhanh mòn và hiệu quả phanh không cao.
- Trong sử dụng phải thường xuyên kiểm tra sự làm việc của hệ thống để phát hiện sớm và khắc phục kịp thời những hư hỏng .
- Không để dầu mỡ văng vào bề mặt ma sát của cơ cấu phanh.
+ Khi dầu mỡ dính vào bề mặt ma sát của cơ cấu phanh sẽ làm giảm hệ số ma sát, làm cho mô men phanh giảm dẫn tới phanh không ăn, phanh bị trượt nên cơ cấu phanh mòn nhanh, tăng nhiệt cho các chi tiết, dễ gây ra hỏng hóc, làm giảm tuổi thọ của các chi tiết.
+ Khi bị dính dầu mỡ vào bề mặt ma sát thì ta phải dùng xăng rửa sạch và tiến hành lau sạch bằng giẻ khô.
- Dầu phanh đảm bảo đủ số lượng, chất lượng tốt.
- Hiệu quả phanh tốt.
4.3. Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh
Trong quá trình khai thác, sử dụng hệ thống phanh luôn có những thay đổi về trạng thái, khả năng làm việc, giảm hiệu quả dần sau một thời gian sử dụng của hệ thống. Các thay đổi này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó hao mòn chi tiết theo thời gian sử dụng giữ vai trò quan trọng nhất.
4.3.1. Bảo dưỡng thường xuyên
- Bảo dưỡng kỹ thuật thường xuyên được tiến hành theo từng chuyến công tác hoặc từng ngày hoạt động của ôtô, do người lái trực tiếp thực hiện.
- Trước khi xe ra khỏi nhà xe: Kiểm tra ốc hãm, chốt hãm, dầu trợ lực, sự rò rỉ của hệ thống phanh cũng như sự làm việc của hệ thống phanh.
4.3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp 1
- Thực hiện khi xe chạy được ( 1200 - 1800 ) km.
- Thực hiện bảo dưỡng 1 phải làm đầy đủ mọi công việc của bảo dưỡng thường xuyên và làm thêm:
+ Kiểm tra tình trạng làm việc của hệ thống phanh như: sự làm việc linh hoạt của cơ cấu dẫn động điều khiển, kiểm tra và điều chỉnh khe hở giữa tang phanh và má phanh. Kiểm tra số lượng và chất lượng dầu và sự làm kín của hệ thống.
+ Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp phanh. Hành trình tự do của bàn đạp phanh nằm trong khoảng ( 8 - 14 ) mm.
4.3.4. Hướng dẫn kiểm tra, điều chỉnh trong quá trình khai thác
4.3.4.1. Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp phanh
Hành trình tự do (HTTD) của bàn đạp phanh là khoảng dịch chuyển của bàn đạp (khi chịu lực tác động) mà chưa có tác dụng phanh xe.. HTTD là để triệt tiêu các khe hở, độ hở ở trong hệ thống phanh kể từ khi bắt đầu đạp bàn đạp phanh đến khi má phanh áp sát vào tang trống để thực hiện quá trình phanh. Hành trình tự do giúp cho quá trình phanh được an toàn hơn.
4.3.4.2. Hướng dẫn kiểm tra và điều chỉnh khe hở má phanh – tang phanh
Có thể sử dụng một trong hai phương pháp kiểm tra sau đây để kiểm tra và điều chỉnh khe hở má phanh và tang phanh: Đó là phương pháp ứng dụng (kinh nghiệm) và phương pháp dùng thước căn lá.
- Tang phanh và má phanh càng mòn thì khe hở giữa chúng càng tăng, hành trình tự do bàn đạp phanh càng lớn. Nhằm khôi phục trị số qui định khe hở giữa tang trống và má phanh d = 0,2¸ 0,25 mm và giảm hành trình bàn đạp phanh thì ta điều chỉnh khe hở d bằng cách điều chỉnh cam lệch tâm theo phương pháp ứng dụng thứ tự như sau:
+ Dùng kích nâng cầu từ phía bánh xe có bộ phanh cần điều chỉnh.
+ Quay bánh xe và xoay từ từ cam lệch tâm điều chỉnh để giảm khe hở má phanh và tang phanh cho đến khi không thể quay bánh xe bằng tay được nữa, bánh xe dừng hẳn lại.
4.3.4.4. Xúc rửa hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
Khi thay mới các chi tiết trong hệ thống phanh, thay dầu phanh cũ đã lẫn nhiều tạp chất hoặc khi thay dầu phanh khác loại, khi làm sạch xy lanh, piston, cúp pen phanh… nhất thiết phải tiến hành súc rửa hệ thống phanh. Cách tiến hành như sau:
Gắn một đầu ống cao su vào van xả khí ở xy lanh công tác nào đó xa xy lanh chính nhất. Đầu còn lại cắm ngập trong bình thuỷ tinh có chứa một ít dầu phanh.
Xoay van xả khí ra một vòng rồi đạp bàn đạp phanh liên tục để đẩy hết dầu phanh trong hệ thống ra bình thuỷ tinh, sau đó vặn chặt van xả khí lại. Tiếp tục làm như vậy với các bánh xe còn lại.
4.3.5. Yêu cầu kỹ thuật sau khi bảo dưỡng
- Toàn bộ hệ thống phải sạch sẽ, bảo đảm độ kín: Không bị rò, chảy dầu.
- Khi vận hành, phanh phải có hiệu lực và có hiệu lực đều ở tất cả các bánh xe: không có hiện tượng bó phanh.
4.4. Những hư hỏng thông thường, tìm hiểu nguyên nhân và biện pháp khắc phục
Những nguyên nhân chính gây hư hỏng hệ thống phanh và cách khắc phục chúng được trình bày tóm tắt trong bảng 4.a.
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, đồng thời được sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo: TS. ……………… cùng với sự giúp đỡ của các thầy trong Khoa Ô Tô cùng với sự nỗ lực của bản thân, đến nay đồ án của tôi đã hoàn thành được các nội dung sau:
1. Tìm hiểu khái quát chung về hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không và tiến hành phân tích kết cấu của các hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
2. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không cụ thể trên xe UAZ 31512. Khảo sát các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh xe và một số tiêu chuẩn đánh giá chất lượng phanh xe của Việt Nam và các nước.
3. Hướng dẫn khai thác hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
- Những biến cố hay xảy ra khi khai thác hệ thống.
- Quy trình bảo dưỡng cần thiết.
- Các hư hỏng hay xảy ra, nguyên nhân và cách khắc phục.
Hạn chế của đồ án là mới chỉ tính toán kiểm nghiệm cho một loại xe, chỉ nói về hệ thống phanh dẫn động thủy lực có trợ lực chân không. Khi giới thiệu, phân tích kết cấu chỉ giới thiệu,phân tích kết cấu những kết cấu được sử dụng phổ biến trong khai thác. Trong quá trình giới thiệu, tính toán kiểm nghiệm và thực hiện các bản vẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được sự đóng góp giúp đỡ của các thầy giáo và các đồng chí.
Tp.HCM, ngày … tháng ….năm 20….
Học viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên. Thiết kế và tính toán ôtô- máy kéo. Tập 3 . Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1985.
2. PGS.TS Nguyễn Phúc Hiểu – PGS.TS Vũ Đức Lập. Lý thuyết Xe Quân sự. Nhà xuất bản quân đội nhân dân Việt Nam, Hà Nội 2002.
3. PGS.TS Vũ Đức Lập. Hướng dẫn thiết kế môn học “ Kết cấu tính toán ôtô Quân sự” tập 5: HỆ THỐNG PHANH. Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1998.
4. PGS.TS Vũ Đức Lập, TS. Phạm Đình Vi. Cấu tạo ôtô quân sự. Tập 2. Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1995.
5. PGS.TS Vũ Đức Lập, TS. Phạm Đình Vi. Cấu tạo ôtô quân sự phần hình vẽ. Tập 2. Học viện kỹ thuật quân sự. Hà Nội – 1995.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"