MỤC LỤC
MỤC LỤC.............1
MỞ ĐẦU.. 3
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ VỚI DẪN ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG THUỶ LỰC - KHÍ NÉN.. 5
1.1 Công dụng hệ thống phanh. 5
1.2 Cấu tạo chung hệ thống phanh. 5
1.2.1 Cơ cấu phanh. 5
1.2.2 Một số sơ đồ dẫn động phanh bằng thuỷ lực – khí nén. 9
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ URAL- 4320... 12
2.1. Sơ đồ hệ thống phanh trên xe Ural - 4320. 12
2.2. Máy nén khí 13
2.3. Bộ tự động điều chỉnh áp suất 15
2.4. Van an toàn. 18
2.5. Tổng van phanh. 18
2.6. Van bảo vệ một ngả. 24
2.7. Van bảo vệ hai ngả. 26
2.8. Xy lanh thủy khí 27
2.9.Van hạn chế áp suất 29
2.10. Van phanh rơmooc một đường dẫn. 30
2.11. Van tách. 33
2.12. Van điều khiển phanh rơmooc dẫn động hai dòng. 34
2.13. Cơ cấu phanh. 36
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM PHANH Ô TÔ URAL- 4320 ...40
3.1. Sơ đồ tính toán và các thông số của hệ thống phanh xe Ural 4320. 40
3.2. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh. 43
3.2.1. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh (P1, P2). 43
3.2.2. Trường hợp 1. 45
3.2.3 Trường hợp 2: 53
3.3 Kết luận. 55
CHƯƠNG 4. HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC- KHÍ NÉN.. 56
4.1. Những chú ý trong quá trình khai thác. 56
4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật 56
4.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên. 56
4.2.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp một 57
4.2.3. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai 57
4.2.4. Bảo dưỡng một số bộ phận trong hệ thống phanh. 57
4.2.4.1. Bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí 57
4.2.4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật tổng van phanh. 58
4.2.4.3. Bảo dưỡng kỹ thuật dẫn động phanh thủy – khí 58
4.3. Kiểm tra trạng thái kỹ thuật của hệ thống phanh. 61
4.3.1. Những chú ý khi kiểm tra hệ thống phanh. 61
4.3.2. Kiểm tra bàn đạp phanh. 62
4.3.3. Kiểm tra cần điều khiển phanh tay. 62
4.3.4. Kiểm tra các chi tiết dẫn động cơ khí của dẫn động phanh. 63
4.3.5.Kiểm tra các chi tiết chứa, dẫn truyền môi chất của dẫn động phanh. 64
4.3.6. Kiểm tra độ kín khít của dẫn động phanh. 64
4.3.7. Kiểm tra sự làm việc của máy nén khí và đồng hồ chỉ báo áp suất và đèn báo phanh 65
4.3.8. Kiểm tra hiệu quả phanh của hệ thống phanh chính. 66
4.3.9. Kiểm tra hiệu quả phanh của hệ thống phanh chính trên đường. 66
4.3.10. Các chú ý khi kiểm tra hệ thống phanh chính trên đường. 67
4.3.11. Kiểm tra hiệu quả phanh của hệ thống phanh tay. 68
4.3.12. Kiểm tra hiệu quả phanh của hệ thống phanh tay trên đường. 68
4.3. Các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân, cách khắc phục. 69
KẾT LUẬN.. 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 77
MỞ ĐẦU
Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận tải quan trọng về hành khách và hành hóa cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời cũng là phương tiện giao thông cá nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Nước ta hiện nay khi nền kinh tế đang phát triển nhu cầu sử dụng của các doanh nghiệp, của người dân ngày càng tăng, vì vậy mật độ xe trên đường ngày càng cao. Do mật độ ô tô trên trên đường ngày càng lớn và vận tốc chuyển động của ôtô ngày càng cao, cùng với đó đướng xá ngày càng cải thiện tốt hơn, cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn phải quan tâm. Theo thống kê thì trong tai nạn giao thông đường bộ thì có từ 10 đến 15% là do hư hỏng về máy móc, trục trặc kĩ thuật, thì tỷ lệ tai nạn do các cụm ô tô gây nên được thông kê như sau: Phanh chân 52,2 đến 74,4%. Phanh tay 4,9 đến 16,1%. Lái 4,9 đến 19,2%. Ánh sáng 2,3 đến 8,7%. Bánh xe 2,5 đến 10%. Các hư hỏng khác 2 đến 18%. Từ các số liệu trên ta thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỉ lệ lớn trong các tai nạn do kĩ thuật gây nên, cũng vì thế mà 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. Trong các loại ôtô lưu hành trên đường, ô tô tải có trọng lượng trung bình và lớn là loại đặc biệt quan tâm, do đặc thù sự dụng của xe là tải trọng lớn ( quán tính lớn ) khó điều khiển, thường xuyên chạy trên những đoạn đường dài, vì vậy dễ gây mệt mỏi cho người lái xe dẫn đến phản xạ kém là nguyên nhân gây ra các vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng, vì vậy hệ thống phanh luôn phải được chú trọng hàng đầu. Để đáp ứng được các yêu cầu đặt ra đề tài: "Khai thác hệ thống phanh dẫn động thủy khí ” là cần thiết.
Với đề tài như trên, phần đầu của đồ án sẽ giới thiệu sơ lược về hệ thống phanh ô tô với dẫn động điều khiển bằng thuỷ lực - khí nén, trình bày về công dụng, cấu tạo chung của hệ thống phanh. Phần tiếp theo đi sâu phân tích về kết cấu hệ thống phanh ô tô với dẫn động bằng thủy lực - khí nén từ đó nắm được đặc điểm kết cấu, ưu nhược điểm, phạm vi ứng dụng của hệ thống phanh. Để đánh giá khả năng làm việc của hệ thống trong quá trình khai thác phần tiếp theo là phần tính toán, và kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô với dẫn động bằng thủy lực - khí nén. Phần cuối cùng của đồ án sẽ đưa ra các hướng dẫn trong quá trình khai thác, sử dụng hệ thống phanh ô tô với dẫn động thủy lực - khí nén nhằm nâng cao hiệu quả và duy trì tuổi thọ cho hệ thống trong quá trình khai thác.
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ VỚI DẪN ĐỘNG
ĐIỀU KHIỂN BẰNG THUỶ LỰC - KHÍ NÉN
1.1 Công dụng hệ thống phanh
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đấy. Ngoài ra hệ thống phanh còn bảo đảm giữ cố định xe trong thời gian dừng xe.
1.2 Cấu tạo chung hệ thống phanh
Hệ thống phanh có dẫn động bằng thuỷ lực – khí nén là hệ thống phanh kết hợp giữa hệ thống thuỷ lực và hệ thống khí nén, hệ thống phanh bao gồm: cơ cấu phanh và dẫn động phanh.
1.2.1 Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong qua trình sử dụng. Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe.
Có nhiều loại cơ cấu phanh guốc khác nhau:
- Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, có lực tác động bằng nhau.
- Cơ cấu phanh chốt tựa cùng phía và dịch chuyển của các guốc bằng nhau.
- Cơ cấu phanh loại bơi
a. Cơ cấu phanh với các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía,có lực tác động bằng nhau ( Hình 1.1 ).
Với cách bố trí như vậy khi có lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thì mômen ma sát ở trên guốc phanh trước có xu hướng cường hóa cho lực dẫn động, còn ở phía sau phanh có xu hướng chống lại lực dẫn động, khi xe chuyển động lùi sẽ ngược lại
Mâm phanh 2 được gắn lên mạch bích của dầm cầu. Các guốc phanh 4 được đặt lên chốt lệch tâm 9. Dưới tác dụng của các lò xo kéo 6 các guốc phanh 4 được ép chặt vào các cam lệch tâm 9 và ép các đầu tựa vào pistông trong xylanh công tác 1 làm cho các xylanh sát lại gần nhau.
b. Cơ cấu phanh chốt tựa cùng phía và dịch chuyển của các guốc bằng nhau (Hình 1.2)
Cơ cấu phanh loại này với cơ cấu doãn má phanh sử dụng cam phanh đối xứng. Khi cam quay thì chuyển dịch của hai guốc về hai phía là như nhau do vậy mà đảm bảo được phản lực tiếp tuyến và lực ma sát là như nhau với cả guốc trước và guốc sau. Vì vậy cơ cấu cân bằng, hiệu quả phanh theo hai chiều là như nhau.
c. Cơ cấu phanh với các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía, có lực dẫn động bằng nhau.( Hình 1.3 )
Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cường độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh như nhau khi xe chuyển động tiến hay lùi, mô men phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau.
1.2.2 Một số sơ đồ dẫn động phanh bằng thuỷ lực – khí nén
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực – khí nén trong đó phần thuỷ lực kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao, phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và có khả năng cơ động, điều khiển phanh rơmooc
Hệ thống phanh thủy lực – khí nén gồm máy nén khí,bình chứa khí nén,van điều khiển,xylanh lực,van điều khiển và xylanh phanh chính,các loại ống dẫn,cụm cơ cấu phanh.
Nguyên lí hoạt động: Máy nén khí cung cấp khí nén đến bình chứa khí, khi có lực tác dụng lực vào bàn đạp của người lái,van phân phối sẽ mở đường khí nén từ bình chứa tới van điều khiển.
Để giảm tổn thất và tăng độ nhạy cho hệ thống thuỷ lực – khí nén thì các cụm chi tiết được bố trí theo nguyên tắc: Phần dẫn động khí nén, kể từ xylanh khí nén phải gần với van điều khiển nhằm mục đích giảm tổn thất và giảm thời gian chậm tác dụng của khí nén. Còn từ xylanh chính đến các xylanh bánh xe có thể bố trí xa vì dầu không chịu nén nên ít ảnh hưởng tới thời gian chậm tác dụng.
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ URAL - 4320
2.1. Sơ đồ hệ thống phanh trên xe Ural - 4320
Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh trên xe Ural - 4320 biểu diễn trên hình 2.1
Hệ thống phanh thủy lực-khí nén gồm: Máy nén khí, bình chứa khí nén, van điều khiển áp suất, xylanh chính, các loại ống dẫn, cụm cơ cấu phanh và các cơ cấu khác.
2.2. Máy nén khí
a) Công dụng
Máy nén khí cung cấp khí nén có áp suất cao cho hệ thống dẫn động phanh thủy khí và các cơ cấu khác.
b) Cấu tạo.
Cấu tạo của máy nén khí sử dụng trên xe Ural 4320 được thể hiện tại hình 2.2.
Máy nén khí là máy nén khí kiểu piston 2 xi lanh 1 cấp. Chuyển động của trục khuỷu máy nén khí được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ đốt trong thông qua hệ thống truyền động các bánh răng .
Pistông làm bằng hợp kim nhôm. Chốt pistông kiểu bơi có vòng hãm ở hai đầu để hạn chế sự dịch chuyển dọc. Trên piston có 3 xéc măng: 2 xéc măng khí và 1 xéc măng dầu.
c) Nguyên lí làm việc
Nguyên lí làm việc của máy nén khí là: Khi động cơ làm việc thông qua dẫn động và khối phân phối làm cho trục khuỷu của máy nén khí quay. Không khí sau khi qua bầu lọc và đường dẫn đi vào khoang dưới của van nạp và bị hút vào xylanh khi pistông dịch chuyển xuống phía dưới. Khi pistông dịch chuyển lên phía trên không khí bị nén lại, áp suất không khí nén khi thắng sức căng của lò xo van xả, van xả mở ra và khí nén theo đường dẫn tới bình chứa khí nén Khi áp suất trong hệ thống đạt 7- 7,5 KG/cm2 bộ tự động điều chỉnh áp suất sẽ cắt khí nạp vào bình chứa khí nén.
2.3. Bộ tự động điều chỉnh áp suất
a) Công dụng
Bộ điều chỉnh áp suất có tác dụng duy trì áp suất của khí nén ở một giá trị xác định. Khi áp suất trong hệ thống vượt quá giới hạn này van điều áp sẽ hoạt động và có tác dụng phản hồi để lúc đó máy nén khí làm việc ở chế độ không tải.
b) Cấu tạo
Bộ tự động điều chỉnh áp suất được chế tạo theo kiểu bi, cửa I được thông với máy nén khí, cửa III được nối với bình chứa khí nén, cửa II, IV thông với khí quyển. Van một chiều 9 kiểu bi giúp khí nén không bị thoát ngược trở lại. Trên thân bộ điều chỉnh áp suất có gia công rãnh nối cửa III với khoang A. Pistông tuỳ động 5 được lắp kín với thân tạo thành khoang A.
Cấu tạo của bộ tự động điều chỉnh áp suất được thể hiện tại hình 2.3.
c) Nguyên lí hoạt động
Nguyên lí hoạt động của bộ tự động điều chỉnh áp suất được thể hiện trên hình 2.4.
Khí nén từ máy nén khí qua đầu vào I của bộ tự động điều chinh áp suất, tới lưới lọc 2, theo rãnh dẫn 10 tới rãnh vòng 8, tới van một chiều 9 và đến cửa ra III, tiếp theo đi vào bình chứa khí nén. Đồng thời theo đường dẫn 7 khí nén đi vào khoang A dưới pistông tùy động 5, pistông này được nén bởi lò xo cân bằng 6. Khi đó van xả 4 mở, van nạp 11 đóng.
Dưới tác dụng của khí nén pistông giảm tải 12 dịch chuyển xuống dưới van giảm tải 1 mở ra khí nén từ máy nén khí qua đầu ra IV thông với khí quyển, khi đó van một chiều 9 được đóng lại
2.4. Van an toàn
Hình 2.5 dưới đây thể hiện cấu tạo của van an toàn, gồm có đế van 1, thân van 2, van bi 3, lò xo van 4, đai ốc hãm 5, vít điều chỉnh 6 điều chỉnh lực ép lò xo cũng là điều chỉnh áp suất và thanh đẩy 7.
Van an toàn thường được bố trí ở một trong các bình chứa khí nén của ôtô, gần máy nén khí nhất và được điều chỉnh để áp suất mở van trong khoảng 0,9 - 0,95 MPa.
2.5. Tổng van phanh
a) Công dụng
Tổng van phanh trên xe Ural 4320 là tổng van phanh hai tầng dùng để điều khiển cơ cấu chấp hành của hệ thống phanh công tác, của xe kéo và dẫn động phanh rơ mooc
b) Cấu tạo
Các phần tử chính của tổng van phanh gồm: Pistông tăng tốc 23, van trên 24 và van dưới 17, piston tùy động lớn 25 và nhỏ 14, phần tử đàn hồi 26, đòn 1, cần đẩy 18, lò xo 10 và 21 của piston bậc, cần đẩy của pistông nhỏ 18.
Cấu tạo tổng van phanh hai tầng được thể hiện tại hình 2.6.
c) Nguyên lí hoạt động
Nguyên lí hoạt động của tổng van phanh hai tầng được biểu diễn trên hình 2.7.
Khi bàn đạp phanh được đạp xuống, lực tác dụng sẽ được truyền đến đòn 1 của tổng van phanh( hình 2.6 ) và đến ống trượt 6, phần tử đàn hồi 26 và đến piston 25, làm piston 25 dịch chuyển xuống ép lò xo 10 đến khi tiếp xúc với van 24 thì đóng cửa xả để ngăn các cửa Z1 với khí quyển và sau đó mở van 24. Khí nén từ bình chứa được cung cấp đến cửa V1 qua van 24 mở đi đến cửa Z1 và tiếp tục đi đến bầu phanh cầu giữa và cầu sau, áp suât khí nén ở cửa Z1, trên đường dẫn vào bầu phanh tiếp tục tăng lên dần thực hiện phanh ở cầu sau và cầu giữa.
Đồng thời với sự tăng áp suất trên Z1, khí nén qua rãnh A trên thân van vào khoang A trên piston tăng tốc 23 của tầng thứ hai của van phanh. Do diện tích lớn, piston 23 nhanh truyển dịch xuống phía dưới (do áp suất trên đỉnh piston lớn) tác dụng lên piston bậc 14 của tầng van phanh. Khi dịch chuyển xuống dưới piston 14 ép lò xo 21 làm đóng cửa xả khi nó tiếp xúc với van 17 ngăn cách cửa Z2 với khí quyển đồng thời mở van 17. Khí nén từ trong bình chứa được đưa đến cửa V2 qua van 17 mở, đi đến Z2 và tiếp tục đi đến bầu phanh của cầu trước. Do tăng áp suất cửa Z2, áp suất dưới piston 14 tăng lên và cân bằng với lục tác dụng lên piston 14 từ phía trên.
Khi ngừng bàn đạp ở vị trí trung gian, sẽ xác lập một giá trị lực bàn đạp tương ứng với một khoảng lộ trình của cần 1 và ống trượt 2. Tổng phản lực phía dưới của lò xo 10 và áp suất ở phía trên của piston 25 tạo ra lực cân bằng với lực của bàn đạp truyền tới ống 2 và vai đỡ. Do biến dạng của khối đàn hồi 26, piston 25 dịch chuyển lên trên, van 24 mở dưới tác dụng của lò xo trả về cũng dich chuyển lên trên tạo ra trạng thái đóng kín van 24 về cả hai phía làm khí nén từ trong Z1 không tiếp tục cung cấp sang cửa Z1 được, đồng thời cửa thông ra khí trời đóng duy trì một áp suất dư cố định nào đó trong Z1 trong mạch Z2 và các đầu phanh sau.
d) Dẫn động điều khiển tổng van phanh.
Dẫn động điều khiển tổng van phanh được thể hiện tại hình 2.8
Bàn đạp phanh 17 (hình 2.8) được lắp trên giá trong cabin, nối với thanh 10 và đòn 6, lắp trên giá 5 trên vách sàn buồng lái. Đầu còn lại của đòn được nối với thanh điều chỉnh 21 cùng cần điều khiển tổng van phanh 22 được lắp trên dầm dọc trái của khung xe.
Hành trình tự do của bàn đạp phanh được điều chỉnh bằng cách thay đổi chiều dài của thanh điều chỉnh. Để điều chỉnh phải nới các ốc hãm, rút chốt chẻ, tháo chốt và xoay chạc theo chiều này hay chiều kia đạt được chiều dài mong muốn và sau đó xiết ốc hãm.
2.6. Van bảo vệ một ngả
a) Công dụng
Van bảo vệ một ngả có công dụng : duy trì áp suất khí nén trong bình chứa khí nén khi áp suất trong mạch cung cấp cho rơ mooc bị giảm xuống do sự cố. Cản trở sự thoát khí nén từ mạch dẫn động rơ mooc khi có sự cố trong mạch dẫn động phanh xe kéo và tự động phanh rơ mooc lại.
b) Cấu tạo
Cấu tạo van bảo vệ một ngả được thể hiện hình 2.9.
Van bảo vệ một ngả gồm thân 1, bên trong thân có lắp van ngược 2 để nối hoặc ngắt cửa I với cửa II khi cần thiết, nắp 5 được cố định với thân bằng bulông và được ngăn cách với thân bằng màng kín 3, trong nắp 5 có pistông 4 dưới tác dụng lực đàn hồi của lò xo 6 ép màng 3 vào đế để ngăn cách cửa I và cửa II.
c) Nguyên lí làm việc
Nguyên lí làm việc của van bảo vệ một ngả được thể hiện hình 2.10.
Van bảo vệ một ngả được điều chỉnh sao cho khí nén từ cửa I đến cửa II khi áp suất khí nén ở cửa I đạt 5,5 – 5,55 KG/cm2. Khí nén tới cửa I tới khoang A tác dụng vào màng ,màng 3 sẽ mở khi thắng được lực lò xo 6, khí nén tiếp tục đi vào khoang B trước van ngược 2 và tiếp tục qua van ngược 2 tới cửa B của mạch khí nén cấp cho rơ mooc
2.7. Van bảo vệ hai ngả
a) Công dụng
Van bảo vệ hai ngả được dùng để tách khí nén thành hai mạch độc lập và tự động ngắt mạch hỏng để duy trì sự làm việc của mạch không hỏng.
b) Cấu tạo
Cấu tạo van bảo vệ hai ngả được thể hiện hình 2.11.
c) Nguyên lí làm việc
Nguyên lí làm việc van bảo vệ hai ngả ( hình 2.12)
Lúc ở vị trí làm việc (hình 2.11), dưới tác dụng của lò xo 9, piston trung tâm ở vị trí giữa, khí nén từ máy nén đến cửa I, qua pistông 2 và van ép ngược 4, pistông chặn 3 đến ụ tì. Khí nén được đi đến cửa II và cửa III vào các bình khí nén
2.9. Van hạn chế áp suất
a) Công dụng
Van hạn chế áp suất được đặt ở trong dẫn động phanh phần thủy lực, Van hạn chế áp suất có tác dụng hạn chế trị số áp suất nhất định nhờ van chuyên dùng hoặc lò xo cân bằng.
b) Cấu tạo
Cấu tạo và sơ đồ nguyên lí làm việc của van hạn chế áp suất được thể hiện tại hình 2.14
2.10. Van phanh rơmooc một đường dẫn.
a) Công dụng
Van điều khiển phanh rơmooc dẫn động một đường dẫn đảm bảo cho việc điều khiển phanh và thôi phanh rơ mooc theo đúng tín hiệu của người lái.
b) Cấu tạo
Cấu tạo của van điều khiển phanh rơmooc đãn động một đường được thể hiện tại hình 2.15
c) Nguyên lí hoạt động
Nguyên lí hoạt động của van phanh rơmooc dẫn động một dòng được thể hiện tại hình 2.16
Khí nén từ bình hơi của xe đưa đến đầu I và qua ống a vào khoang trên của pistông bậc 8. Ở trạng thái không phanh lò xo 14 tác dụng lên đệm 15 giữ màng 16 cùng con đội 19 ở vị trí dưới. Khi đó van xả 20 đóng van nạp 21 mở, và khí nén đi từ đầu I đến đầu II tiếp theo đến đầu nối với rơmooc. Khi ở đầu II đạt áp suất xác định nhờ vít điều chỉnh 24, Pistông 4 thắng lực lò xo 23 và đi xuống, do đó van nạp 21 nằm lên đế trong của pistông 4.
Khi thôi phanh xe kéo, tức là khi tụt áp suất ở đầu IV và trong khoang B dưới màng 16 dưới tác dụng của lò xo 14 sẽ đưa các van về vị trí ban đầu. Con đội 19 được hạ xuống với màng, khi đó van xả 20 đóng lại, van nạp 21 được mở ra. Khí nén từ đầu I vào đầu II và tiếp theo vào đường ống nối rơmooc, do đó rơ mooc được nhả phanh.
2.11. Van tách
a) Công dụng
Van tách có công dụng là ngăn ( nối ) đường khí nén nối xe kéo với rơ mooc khi cần thiết
b) Cấu tạo
Cấu tạo của van tách được thể hiện tại hình 2.17
2.13. Cơ cấu phanh
a) Công dụng
Cơ cấu phanh là khâu cuối cùng trong hệ thống phanh, tại đây lực phanh được sinh ra đảm bảo quá trình phanh
b) Cấu tạo
Hệ thông phanh có dẫn động bằng thuỷ lực – khí nén có ưu điểm sử dụng nhiều cơ cấu phanh khác nhau, ngày nay cơ cấu phanh loại tang trống có guốc phanh bên trong được sử dụng rộng rãi.
c) Nguyên lí hoạt động
Nguyên lí hoạt động của cơ cấu phanh guốc được biểu diễn trên hình 2.21.
Tác dụng phanh là dựa trên cơ sở lực ma sát khi chưa đạp bàn đạp phanh guốc phanh guốc phanh 3 được lò xo 5 kéo vào nên má phanh 4 được tách rời khỏi mặt trong của tang trống nên bánh xe quay tự do trên moay ơ
Tuy nhiên hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực –khí nén chưa được sủa dụng rộng dãi, vì hệ thống còn tồn tại một số nhược điểm như : chưa khắc phục được hết các nhược điểm của hai hệ thống phanh thuỷ lực, khí nén mà kết cấu lại phực tạp hơn, giá thành cao hơn, quá trình sử dụng và sữa chữa cũng phức tạp hơn.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM PHANH Ô TÔ URAL 4320
3.1. Sơ đồ tính toán và các thông số của hệ thống phanh xe Ural 4320
Xe URAL-4320 do Liên Xô sản xuất là loại xe tải hạng nặng có tính năng thông qua cao, là xe có khả năng kéo mooc, có thể hoạt động trên các loại đường khác nhau.
Hệ thống phanh xe URAL- 4320 sử dụng hệ thống phanh dẫn động hỗn hợp thuỷ lực – khí nén hai dòng riêng biệt.mạch dẫn động thứ nhất cho cầu trước và mạch thứ hai dẫn động cho cầu sau.
Sơ đồ các lực tác dụng lên xe khi phanh được thể hiện tại hình 3.1 ta có:
V : vận tốc;
Pw - lực cản không khí;
Pf1,f2 - lực cản lăn;
RK1,K2 - phản lực pháp tuyến của đường;
PJ - lực quán tính;
G - trọng lượng ô tô;
Hg - chiều cao của lực quán tính tới mặt đường;
A1, b1 - khoảng cách tâm bánh xe tới trọng tâm xe;
La - khoảng cách 2 tâm bánh xe;
Các thông số ban đầu tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh thể hiện như bảng 3.1.
3.2. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh
3.2.1. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh (P1, P2).
Sự phụ thuộc giữa mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra và các lực đẩy cần thiết ép guốc phanh vào tang phanh. Sơ đồ tính toán guốc phanh được đưa ra ở hình 3.3.
Trị số của hệ số k phụ thuộc vào quy luật phân bố áp suất theo chiều dài tấm ma sát của guốc phanh, nó được xác định cho từng chế độ làm việc cụ thể.
Chúng ta có các giả thiết sau đây:
1. Tang phanh và guốc phanh tuyệt đối cứng.
2. Các tấm ma sát tiếp xúc lý tưởng với bề mặt tang phanh.
3. Biến dạng của các tấm ma sát tuân theo định luật Húc.
Khi đó áp suất phân bố theo chiều dài má phanh theo quy luật hình sin, nghĩa là:
P = Pmax .sin
(3.3)
3.2.2. Trường hợp 1
Giả thiết cường độ lực phanh lớn, áp suất khí nén điều khiển xuống xi lanh thuỷ khí là: Pkn = 7,5 KG/cm2. Vận tốc xe lúc bắt đầu phanh là V0 = 40 km/h và gia tốc phanh
a. Các thông số đã có: (Bảng 3.2)
b. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra:
Xe URAL-432067 có các cơ cấu phanh hoàn toàn giống nhau về kết cấu. Vì vậy chỉ cần tính cho một cơ cấu phanh.
Ta có:
D = 2,0933 rad
A= cos- cos = cos300 – cos1500 = 1,732
B = Sin- Sin = Sin300 – Sin1500 = 0
P : Lực đẩy từ xi lanh công tác lên guốc phanh.
Khi thay đổi hệ số ma sát u thì mô men phanh do guốc phanh trước (guốc bên trái) ở cơ cấu có sơ đồ như ở hình 3.3 sẽ thay đổi trong giới hạn rộng hơn so với guốc phanh sau (guốc bên phải), nghĩa là guốc phanh bên trái rất nhạy cảm với sự thay đổi hệ số ma sát u so với guốc bên phải.
Từ đồ thị ở hình 3.4 có thể rút ra công thức kinh nghiệm như sau để xác định tỷ số truyền cho các guốc phanh của cơ cấu phanh có sơ đồ ở hình 3.3.
Nếu lấy u = 0,35 thì C’ = 1,57 và C” = 0,5, nghĩa là hiệu quả (hay mô men phanh) của guốc trái (trước) gấp khoảng 3 lần guốc sau (phải).
Vì vậy để đảm bảo hiệu quả phanh đạt hiệu quả cao và sự mòn đều của các guốc phanh khi phanh xe, từ công thức (3.4) khi tính toán cho từng guốc phanh, ta lấy dấu (+) cho guốc phanh bên phải (guốc phanh sau), lấy dấu (-) cho guốc phanh bên trái (guốc phanh trước).
c. Xác định hiệu quả phanh.
Xác định mô men bám ở các bánh xe.
MP2- là mô men phanh do cơ cấu phanh sinh ra ở cầu sau (có 2 cơ cấu): MP2 = 2.MP
Số liệu kết quả tính toán được: (Bảng 3.4)
e. Tính toán xác định áp suất trên bề mặt má phanh: P [MN/m2]
Giả thiết áp suất trên bề mặt má phanh phân bố đều, ta xác định giá trị áp suất trên bề mặt ma sát : [P] = 1,5-2 [MN/m2]
Qua tính toán ta có: P = 1,232 [MN/m2]
Nhận xét: Qua kết quả tính toán ta thấy P < [P] . Vì vậy má phanh làm việc đảm bảo bền.
f. Tính toán xác định tỷ số khối lượng toàn bộ ô tô trên tổng diện tích ma sát má phanh.
Ta có:
Kết quả tính toán: q = 2,7995.104 [ Kg/m2]
Giá trị cho phép: [q] = (2,5-3,5).104 [Kg/m2]
Nhận xét: Qua kết quả tính ta thấy giá trị q nằm trong khoảng [q]. Vì vậy thời gian phục vụ của má phanh đảm bảo.
h. Kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh.
Hiện tượng tự xiết (tự phanh) xảy ra khi má phanh ép sát vào tang phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của cơ cấu doãng má phanh lên guốc phanh. Trong trường hợp như vậy thì mô men phanh Mt về phương diện lý thuyết mà nói sẽ tiến tới vô cùng.
Vậy ta có: u = 0,35
Từ đó ta có u = 0,35 < [u]
Kết luận: Với giá trị của hệ số ma sát u nhỏ hơn giá trị cho phép u nên cơ cấu phanh không xảy ra hiện tượng tự xiết (tự phanh).
3.2.3 Trường hợp 2:
- Giả thiết cường độ lực phanh là trung bình, áp suất khí nén điều khiển xuống xi lanh thuỷ khí Pkn=4,5 KG/cm2, vận tốc của xe lúc bắt đầu phanh là V0= 30 Km/h = 8,333 m/s.
- Tương tự như trường hợp 1 ta có kết quả tính toán được thể hiện bảng 3.5
3.3 Kết luận.
a. Trường hợp 1:
Khi phanh xe ô tô với cường độ phanh lớn (phanh cấp tốc), áp suất khí nén điều khiển xi lanh thuỷ khí là 7,5 KG/cm2 thì các bánh xe ở cầu trước không bị trượt lết vì mô men bám lớn hơn mô men phanh, còn các bánh xe ở cầu sau sẽ bị trượt lết vì mô men bám nhỏ hơn mô men phanh.
b. Trường hợp 2:
Khi phanh xe ô tô với cường độ phanh trung bình, áp suất khí nén điều khiển xuống xi lanh thuỷ khí là 4,5 KG/cm2 thì khả năng sử dụng trọng lượng bám là tốt, các bánh xe cầu trước và cầu sau không bị trượt lết.
CHƯƠNG 4
HƯỚNG DẪN KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC- KHÍ NÉN
4.1. Những chú ý trong quá trình khai thác
- Bằng mắt thấy các hiện tượng rò rỉ dầu phanh ở khu vực xi lanh bánh xe.
- Sự hoạt động cảm quay.
- Kiểm tra sự rò rỉ khí nén khi đạp phanh.
- Hiệu quả phanh cao và phải kèm theo sự 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.
- Trên ô tô có hai hệ thông phanh là phanh chính và phanh dự phòng ( phanh chân và phanh tay ) đều phải sẵn sàng làm việc khi cần thiết. Lực điểu khiển không quá lớn và điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng .hệ thống phanh có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi nhiều giữa các lần phanh.
4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật
4.2.1. Bảo dưỡng thường xuyên
Nội dung này được thực hiện hàng ngày trước khi xe hoạt động, hay khi dừng nghỉ. Do lái xe trực tiếp thực hiện.
- Làm sạch bên ngoài các cụm chi tiết của hệ thống;
- Kiểm tra độ kín khít của hệ thống dẫn động khí nén và thủy lực;
4.2.2. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp một
+ Làm hết những công việc của bảo dưỡng thường xuyên và làm thêm những công việc sau:
- Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp phanh;
- Kiểm tra điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang phanh;
4.2.3. Bảo dưỡng kỹ thuật cấp hai
- Tháo phần bổ trợ khí nén và xi lanh chính. Rửa các chi tiết bằng dầu hoả;
- Các chi tiết của xi lanh phanh chính phải rửa bằng cồn và bôi trơn bằng dầu;
- Tháo guốc phanh công tác làm sạch các chốt bạc rồi bôi trơn bằng mỡ;
- Tháo rời phanh dừng và làm sạch chốt, cam, rồi bôi bằng mỡ;
4.2.4. Bảo dưỡng một số bộ phận trong hệ thống phanh
4.2.4.1. Bảo dưỡng kỹ thuật máy nén khí
- Van không đảm bảo kín phải được rà với đế van, van bị mòn hoặc hỏng phải được thay mới. Các van mới thay phải được rà với đế van để tiếp xúc vòng đều khi kiểm tra bằng sơn.
- Đai ốc của vít cấy lắp nắp máy phải được xiết theo từng cặp, bắt đầu từ cặp giữa. Xiết đai ốc theo hai mức: mômen xiết cuối cùng phải đạt 12 - 16 N.m (1,2-1,6 KG.m).
4.2.4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật tổng van phanh
- Chăm sóc bảo dưỡng tổng van phanh bao gồm thường xuyên xem xét, làm sạch bụi bẩn và kiểm tra độ kín.
- Thường xuyên xem xét tình trạng của chụp cao su bảo vệ và mức độ ôm chặt của nó vào cần điều khiển tránh bụi bẩn, nước rơi vào bên trong các bề mặt làm việc gây hỏng hóc trong tổng van phanh.
4.2.4.3. Bảo dưỡng kỹ thuật dẫn động phanh thủy – khí
- Các thiết bị dẫn động khí nén không yêu cầu bảo dưỡng và điều chỉnh đặc biệt.
- Khi có hư hỏng, chỉ cho phép thợ bậc cao tháo tại trạm sửa chữa.
- Độ kín của hệ thống khí nén được kiểm tra theo độ giảm áp nhờ đồng hồ áp suất hai kim. Khi đó áp suất trong hệ thống cần phải không nhỏ hơn 700 KPa (7 KG/cm2). Sau khi tắt động cơ và nhả bàn đạp phanh, không nhận thấy sự dịch chuyển của cả hai kim đồng hồ.
+ Sự làm việc của đèn tín hiệu báo hỏng phanh kiểm tra theo thứ tự sau:
- Kiểm tra khả năng làm việc của đèn báo;
- Nới đai ốc bắt dây dẫn với công tắc đèn báo hỏng phanh BK503 ;
- Tháo công tắc ra khỏi trợ lực khí nén và xiết đai ốc bắt dây dẫn ;
- Bật điện và chạm vỏ của công tắc vào “mát” của xe, ấn nút của công tắc ;
+ Kiểm tra khả năng làm việc của các phần tử phanh :
1. Kiểm tra áp suất ở đầu ra của cả 2 ngăn của tổng van phanh và làm việc của van bảo vệ ba ngả. Để làm điều này, nối vào đường ống từ tổng van phanh đến trợ lực khí nén các đồng hồ kiểm tra và khi áp suất trong hệ thống đạt 650 - 800 KPa (6,5 - 8,0 KG/cm2), đạp bàn đạp phanh hết cỡ. áp suất của các đồng hồ kiểm tra phải bằng áp suất trong hệ thống (xem đồng hồ 2 kim).
- Khi đạp bàn đạp phanh, nếu các đồng hồ kiểm tra chỉ áp suất không bằng áp suất trong bình hơi của dòng nào đó, phải kiểm tra và điều chỉnh lại hành trình tự do và hành trình toàn bộ của bàn đạp phanh.
+ Thứ tự xả "e" trong dẫn động thủy lực :
- Tháo nắp chụp cao su ra khỏi van thông qua của xy lanh chính, lắp ống dẫn vào van, ống này có trong bộ dụng cụ theo xe, đầu hở của ống được thả trong dầu phanh đựng trong bình thuỷ tinh dung tích không nhỏ hơn 0,2 lít với mức một nửa chiều cao bình ;
- Nới van thông qua ra 1/2 - 3/4 vòng, sau đó đạp vài lần lên bàn đạp phanh (đạp nhanh, nhả chậm).
4.3. Kiểm tra trạng thái kỹ thuật của hệ thống phanh
4.3.1. Những chú ý khi kiểm tra hệ thống phanh
Khi kiểm tra hệ thống phanh, cần chú ý những yêu cầu chung đối với hệ thống phanh như sau:
1. 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.
2. 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 ô tô 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 chế tạo tùy tiện.
4. Hành trình làm việc và hành trình tự do của bộ phận điều khiển phải điều chỉnh đúng theo qui định của nhà chế tạo. Các đai ốc, mối nối phải xiết chặt (đủ lực xiết qui định). Tuyệt đối không được có rò rỉ, dãn nở, nứt, vỡ trên các đường ống dẫn dầu phanh hoặc khí nén.
5. Hiệu quả phanh của rơmoóc (sơ mi rơ moóc) được kiểm tra cùng với ôtô kéo.4.1.2. Các hạng mục kiểm tra, phương pháp và tiêu chuẩn đánh giá đối với hệ thống phanh.
4.3.2. Kiểm tra bàn đạp phanh
a) Nội dung kiểm tra
- Sự lắp đặt của bàn đạp phanh;
- Hành trình tự do;
- Hành trình làm việc;
c) Tiêu chuẩn đánh giá:
Bàn đạp phanh phải định vị đúng, chắc chắn (không dơ, rão do các khâu khớp quá mòn), đủ bền khi hoạt động. Các lắp ghép không bị hư hỏng khi chịu rung động, va chạm, tiếp xúc.
4.3.3. Kiểm tra cần điều khiển phanh tay
a) Nội dung kiểm tra:
- Sự lắp đặt;
- Hành trình làm việc;
- Sự hoạt động của cóc hãm và những hư hỏng.
c) Tiêu chuẩn đánh giá:
Cần điều khiển phanh tay phải định vị đúng, chắc chắn ( không dơ dão do các khâu khớp quá mòn). Các lắp ghép không bị hư hỏng do rung động, va chạm trong quá trình hoạt động. Kéo phanh tay phải dễ dàng.
4.3.4. Kiểm tra các chi tiết dẫn động cơ khí của dẫn động phanh
a) Nội dung kiểm tra:
Trạng thái lắp đặt, sự chùng lỏng, các hư hỏng của các thanh dẫn động, cáp phanh tay.
c) Tiêu chuẩn đánh giá:
Các thanh, cáp dẫn động cơ khí phải đúng thiết kế của nhà sản xuất, không có vết nứt, dấu vết biến dạng, đủ bền và được lắp chắc chắn, đúng thiết kế của nhà sản xuất.
4.3.6. Kiểm tra độ kín khít của dẫn động phanh
a) Nội dung kiểm tra:
- Độ kín khít của các van, bình chứa khí;
- Độ kín khít của các đường ống, đầu nối.
c) Tiêu chuẩn đánh giá:
Đối với phanh khí, khi hệ thống đã đủ áp suất qui định, nếu máy nén ngừng làm việc trong thời gian 30 phút, sự giảm áp do rò rỉ khí nén không vượt quá 0,5 KG/cm2 khi cơ cấu điều khiển ở trạng thái làm việc trong thời gian 15 phút.
4.3.9. Kiểm tra hiệu quả phanh của hệ thống phanh chính trên đường
a) Nội dung kiểm tra:
- Kiểm tra quãng đường phanh hoặc gia tốc chậm dần khi phanh.
b) Phương pháp kiểm tra:
- Cho ô tô không tải chạy thẳng, ổn định với vận tốc ban đầu 30 Km/h. Ngắt ly hợp, sau đó tác động nhanh nhưng không giật cục lên bàn đạp phanh.Trong khi phanh không đánh tay lái (khi không gặp trường hợp quay xe nguy hiểm).
c) Tiêu chuẩn đánh giá:
- Quãng đường phanh Sp (m) hoặc gia tốc chậm dần Jpmax (m/s2) với chế độ thử không tải ở tốc độ 30 Km/h phải thõa mãn tiêu chuẩn 22-TCVN 1224-2000. Cụ thể như sau:
+ Ô tô hoặc ô tô đoàn có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 8000 kg; ô tô khách có tổng chiều dài lớn hơn 7,5 m như xe URAL 4320.
Sp không lớn hơn 11m
Jpmax không nhỏ hơn 4,2 m/s2.
4.3.11. Kiểm tra hiệu quả phanh của hệ thống phanh tay
Hiệu quả phanh của hệ thống phanh tay được kiểm tra trên đường hoặc trên băng thử.
4.3.12. Kiểm tra hiệu quả phanh của hệ thống phanh tay trên đường
+ Nội dung kiểm tra:
- Kiểm tra góc dốc lớn nhất phanh tay có thể giữ cho xe đỗ được khi phanh.
+ Phương pháp kiểm tra: Kiểm tra trên mặt dốc hoặc cầu kiểm tra.
- Kiểm tra trên mặt dốc, cầu kiểm tra: Cho ô tô đỗ trên mặt dốc (tự nhiên hoặc nhân tạo) có độ dốc 20%, dùng phanh chính phanh ô tô lại, tắt máy, ngắt truyền lực (tay số để ở vị trí số 0), kéo phanh tay rồi từ từ nhả phanh chính, kiểm tra xem ô tô có bị trôi không.
+ Tiêu chuẩn đánh giá:
- Hiệu quả của phanh tay là đạt nếu như thỏa mãn: Phanh tay phải giữ được xe đỗ (đứng yên) trên mặt dốc có độ dốc 20%.
4.3. Các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân, cách khắc phục
Hệ thống phanh hư hỏng sẽ làm cho phanh không ăn hoặc ăn lệch gây mất an toàn cho xe. Một số hư hỏng còn gây kẹt bánh xe các mức độ khác nhau làm cho xe chạy không bình thường và có thể dẫn đến các hư hỏng khác ( bảng 4.1).
KẾT LUẬN
Sau một thời 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 giúp đỡ, kiểm tra tận tình của thầy giáo: PGS.TS ................., cùng với các thầy trong khoa động lực, đến nay tôi đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với các nội dung sau:
1. Nghiên cứu cấu tạo chung cảu hệ thống phanh có dẫn động bằng thuỷ lực - khí nén.
2. Phân tích kết cấu hệ thống phanh có dẫn dộng bằng thuỷ lực - khí nén.
3. Tính toán và kiểm nghiệm hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực - khí nén.
4. Hướng dẫn sử dụng hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực - khí nén.
Được sự hướng dẫn tận tình của các thầy giáo, nhưng do điều kiện thời gian và trình độ bản thân còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít. Cho nên trong quá trình làm đồ án không tránh được những sai sót. Vì vậy kính mong được sự đóng góp của các thầy. Cuối cùng tôi xin cảm ơn thầy giáo: PGS.TS ................., và các thầy giáo trong khoa động lực đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Cẩn – Phan Đình Kiên , Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo, Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1968
2. Nguyễn Phúc Hiểu – Vũ Đức Lập, Lý thuyết ôtô quân sự, Nhà xuất bản quân đội, Hà Nội 2002
3. Nguyễn Trọng Hoan, Bài giảng động lực học các hệ thống thuỷ khí trên ôtô, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2004
4. Nguyễn Văn Kiều, Thuỷ khí động lực kỹ thuật, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội 2002
5. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán hệ thống phanh ôtô quân sự”, Học viện kỹ thuật quân sự, 1998
6. Nguyễn Trường Sinh, Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội 2001
7. Phạm Đình Vy – Vũ Đức Lập, Cấu tạo ôtô quân sự (tập 2), Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 1995
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"