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!
Tp.HCM, ngày … tháng …năm 20…
Học viên thực hiện
………………
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.
1.1.1.2. Phân loại
Hệ thống phanh được phân loại theo tính chất hình thành hệ thống phanh:
- Phân loại theo đặc điểm điều khiển chia ra: Phanh chính(Phanh chân) và Phanh phụ( phanh tay).Ngoài ra còn có thêm phanh bổ trợ(Phanh bằng động cơ hay phanh thủy lực).
- Phân theo kết cấu cơ cấu phanh chia ra: Cơ cấu phanh tang trống,cơ cấu phanh đĩa, cơ cấu phanh dải.
- Phân loại theo dẫn động phanh có: Dẫn động phanh bằng cơ khí, chất lỏng, khí nén, hoặc liên hợp.
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.
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn.
- Dẫn động phanh có độ nhạy cảm lớn.
1.1.2. Kết cấu của hệ thống phanh
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. Ví dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí.
1.2. Phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không
Hệ thống phanh thủy lực đơn giản gồm có nguồn năng lượng, dẫn động phanh và cơ cấu phanh. Được mô tả bằng sơ đồ khối sau:
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.
Cơ cấu phanh dùng để trực tiếp tạo ra và thay đổi lực cản nhân tạo để phanh xe. Trên xe UAZ - 469, dùng cơ cấu phanh guốc có chốt tựa khác phía và lực đẩy lên guốc bằng nhau cho cơ cấu phanh trước, ở bánh sau dùng cơ cấu phanh có chốt tựa cùng phía và lực đẩy lên guốc bằng nhau.
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.
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.
- Ở trạng thái giữ phanh
Người lái giữ nguyên lực tác dụng lên bàn đạp phanh (1), dưới tác dụng của áp suất dầu không đổi giữ nguyên lực tác dụng từ guốc phanh lên tang phanh.
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.
Khi phanh lực từ bàn đạp thông qua thanh đẩy van sẽ đẩy vào phần bên trong của van, thông qua đĩa phản lực, tới màng. Đĩa phản lực sẽ bị nén và cho phép cần đẩy van thay đổi vị trí trong nòng của nó để thực thi hai tác động riêng rẽ. Đầu tiên là van chân không đóng, dòng lưu thông từ một phía của màng tới phía bên kia được đóng lại. Tác động thứ hai là mở van khí, vì vậy không khí có thể đi vào buồng sau của trợ lực chân không, điều này tạo ra sự chênh lệch áp suất ở hai phía màng (hình 1.6), màng sẽ chuyển động về phía áp suất thấp gây ra tác động phanh.
Nếu động cơ chết máy, trợ lực chân không sẽ làm việc bình thường ít nhất trong một chu kỳ. Nó vẫn tạo ra sự trợ lực trong một vài lần đạp phanh, nhưng mỗi lần phanh không khí nạp nhiều dần nên lượng chân không giảm dần. Vì thế mỗi chu kỳ tiếp theo sự trợ lực càng yếu.
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.
Nhiệm vụ của xy lanh phanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh và trợ lực nếu có thông qua thanh đẩy và thanh nối tác động vào piston tạo ra dầu có áp suất cao, đồng thời đi vào cả hai đường dẫn động thủy lực truyền tới các xy lanh công tác ở các bánh xe. Các buồng của xy lanh phanh chính được cung cấp dầu phanh từ bình dầu được bố trí trên thân xy lanh.
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.
- Khi thôi phanh: Khi người lái không tác dụng lực lên bàn đạp phanh, dưới tác dụng của các lo xo hồi vị ở guốc phanh, xilanh tạo ra sự chênh lệch áp suất phía trước và phía sau piston làm lá van hoa thị mở ra dầu thông qua lỗ bù dầu trên piston qua khe hở giữa cúp ben và thành xy lanh bổ sung vào phía trước piston tạo điều kiện cho piston nhanh chóng trở về trạng thái ban đầu.
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.
Cả hai loại đai ốc loe đảo ngược và đai ốc loe (ISO) đều sử dụng ren ngoài, các đai ốc loe phẳng được sử dụng phổ biến ở đường ống ga gia đình và sử dụng ren trong (hình 2.8).
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.
Bộ điều hòa lực phanh phanh xe UAZ - 31602 có vỏ (1) được bắt chặt với giá (2), đòn đàn hồi (5) (Hình 2.18). Giá (2) liên kết cứng với khung xe bằng các bu lông. Piston (1) (Hình 2.17) có dạng trục bậc lắp trong xy lanh tạo thành các khoang a, b, c. Khoang (a) thông với mạch dầu từ xy lanh phanh chính, khoang (b) thông với mạch dầu đi phanh 2 bánh sau, khoang (c) thông với mạch dầu phanh 2 bánh trước, đồng thời khoang (c) cũng thông với lỗ xả khí (16).
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. Bầu trợ lực chân không màng đơn có đường kính tương đối lớn, khoảng 6 đến 11 in (15 đến 28cm) vỏ bằng kim loại và được chia thành hai buồng kín bằng màng cao su mềm như của xe GAZ 66(hình 2.21).
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.
Trạng thái làm việc khi phanh của bầu trợ lực chân không xe UAZ-31512 trên hình 2.22 được thể hiện ở 4 trạng thái: không phanh, đạp phanh, giữ phanh, nhả phanh.
- Ở trạng thái không phanh: Khi người lái không đạp bàn đạp phanh, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị (4, 21) thì van chân không mở ra thông các khoang I, II, III, IV với nhau và thông với cổ hút của động cơ trong khi đó van khí trời đóng lại cắt đường thông với khí trời. Áp suất trong các khoang lúc này là chân không. Do áp suất trong các khoang bằng nhau nên các màng piston (18, 22) ở vị trí cân bằng của lò xo hồi vị (4). Đây là trạng thái không phanh của bầu trợ lực.
- Ở trạng thái đạp phanh: Khi người lái đạp bàn đạp phanh thông qua dẫn động cơ khí lực bàn đạp truyền qua thanh đẩy (32) triệt tiêu khe hở tự do với piston van (29), lúc này các van chân không và khí trời vẫn ở trạng thái như chưa phanh. Các khoang I, II, III, IV vẫn thông với nhau.
Bầu trợ lực làm việc ở 4 trạng thái là không phanh, đạp phanh, giữ phanh và nhả phanh.
- Khi chưa phanh: Dầu trong hệ thống có áp suất dư. Pít tông điều khiển (22) nằm tận cùng phía dưới, van không khí đóng, van chân không mở, nối thông các khoang A, B, D với nhau. Khi động cơ làm việc van một chiều mở, trong các khoang A, B, D có độ chân không. Lò xo (4) đẩy màng cao su (2) và pít tông trợ lực (15) nằm ở tận cùng bên trái, tấm mở đẩy mở van một chiều (14), nối thông xi lanh chính với các xi lanh công tác.
- Khi đạp phanh: Xi lanh chính làm việc, tạo cho dầu có áp suất cao theo đường ống tới xi lanh trợ lực.
- Trường hợp lực tác dụng của người lái nhỏ (Lực đạp Qbđ< 13 KN), áp lực dầu tác dụng phía dưới pít tông điều khiển chưa khắc phục được sức căng lò xo (10), pít tông điều khiển, van chân không, van không khí vẫn nằm ở vị trí ban đầu. Trợ lực chưa làm việc, dầu từ xi lanh chính qua van một chiều (14) tới các xi lanh công tác để phanh ô tô.
Chương 3
TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG
Bảng các thông số đầu vào của xe UAZ-31512 như bảng 3.1.
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
Thay số vào công thức (3.1) ta được: Pbđ = 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
Ta có:
+ 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 : Ptl = 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].
Từ công thức (3.3) ta suy ra đường kính của xilanh bầu trợ lực là: Ptl = 3694 [N
So sánh với yêu cầu thì lực trợ lực của bầu chân không đảm bảo trợ lực cho người lái.
3.2. Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh guốc
+ 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
Ta có: d = 3,2cm. Thay vào công thức (3.4) ta được xác định được lực tác dụng lên guốc phanh là: P = 5519,96(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.
Bỏ qua biến dạng của guốc phanh và tang phanh mà chỉ có tấm ma sát bị biến dạng khi phanh.
- Đối với cơ cấu phanh bánh trước:
Thay vào công thức(3.7), (3.8) ta được: Mp1 = 2563,89 (Nm)
- Đối với cơ cấu phanh bánh sau:
Thay vào công thức (3.10) ta được: Mp2 = 724,3 (Nm)
Vậy mô men phanh thực tế của toàn xe sẽ là: M = 4957,11 (Nm)
3.2.2.2. Xác định 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 hình 3.3..
+ 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].
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 = 0,59
Xác định mô men phanh yêu cầu của cơ cấu phanh:
- Đối với cầu trước:
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 = 1094,36 [Nm]
Vậy mô men phanh yêu cầu của toàn xe là: 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 (3.19) ta được :F1 = 0,088 (m2) ; F2 = 0,0195 (m2) ; Fz = 0,1075 (m2)
Thay vào công thức (3.18) chọn V0=80 (km/h)=22,22 (m/s), ta được: Lms = 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.[Lms] = 4000 - 15000 (KNm/m2).
3.2.4. Tính toán xác định áp lực trên bề mặt má phanh
- Đối với cơ cấu phanh trước :
Thay vào ta được : q1 =1,78826008 (MN/m2)
- Đối với cơ cấu phanh sau:
Thay vào ta được: q2 =1,66921478 (MN/m2)
Vậy kết quả áp suất trên bề mặt má phanh ở tất cả các cầu xe ta tính được thoả mãn điều kiện cho phép.
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].
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 như bảng 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.
- Một số chi tiết bị biến dạng như tang phanh bị méo, má phanh bị mòn quá tiêu chuẩn…
4.2. Các yêu cầu và chú ý trong quá trình khai thác, sử dụng
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.
- Lực điều khiển không quá lớn và điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng kể cả bằng chân và bằng tay .
- Hành trình bàn đạp phanh hoặc tay phanh phải thích hợp và nằm trong phạm vi điều khiển có thể của người sử dụng .
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 .
- Trường hợp phanh ôtô bị hỏng nhất thiết phải kéo bằng thanh cứng.
- Không giật mạnh phanh tay khi xe chưa dừng hẳn gây nguy hiểm.
4.3. Quy trình bảo dưỡng kỹ thuật hệ thống phanh
Bảo dưỡng hệ thống phanh cũng tuân thủ theo đầy đủ các cấp bảo dưỡng kỹ thuật ôtô đó là:
- Bảo dưỡng thường xuyên.
- Bảo dưỡng định kỳ cấp 1.
- Bảo dưỡng định kỳ cấp 2.
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.
4.3.3.Bảo dưỡng kỹ thuật cấp 2
- Thực hiện khi xe chạy được (6000 – 8000) km.
- Khi thực hiện bảo dưỡng 2 phải làm đầy đủ các công việc của bảo dưỡng định kỳ cấp 1 và làm thêm các nội dung sau:
+ Kiểm tra sự làm việc của hệ thống phanh, kiểm tra độ mòn của guốc phanh. Nếu mòn mặt nút T của guốc phanh thì hàn đắp gia công tại lỗ 24mm.
+ Kiểm tra độ mòn của má phanh. Khi các má phanh mòn, chiều dày má phanh nhỏ hơn 1,5 mm thì phải thay tấm ma sát mới.
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.
- Hành trình tự do bàn đạp phanh đảm bảo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật quy định.
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.
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.
6. PGS.TS Vũ Đức Lập. Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô. Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 2005.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"