MỤC LỤC

Chương I: Tổng quan về hệ thống phanh......................................................................... 4

1. Công dụng, phân loại, yêu cầu.............................................................................. 5

2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh........................................................................ 7

3. Cơ cấu phanh......................................................................................................... 8

4. Dẫn động phanh................................................................................................... 16

Chương II: Lựa chọn phương án thiết kế...................................................................... 22

1. Lựa chọn cơ cấu phanh........................................................................................ 23

2. Lựa chọn dẫn động phanh................................................................................... 27

Chương III: Thiết kế tính toán hệ thống phanh............................................................. 31

Phần I. Thiết kế hệ thống phanh.............................................................................. 32

1. Tính toán hệ thống phanh.............................................................................. 32

1.1. Tính toán cơ cấu phanh sau.................................................................. 32

1.2. Tính toán cơ cấu phanh trước............................................................... 39

1.3. Xác định kích thước má phanh............................................................. 40

1.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh...................................... 43

2. Thiết kế tính toán dẫn động phanh................................................................ 44

2.1 Đường kính xi lanh công tác................................................................. 44

2.2 Đường kính xi lanh chính...................................................................... 45

2.3 Hành trình làm việc của piston trong xi lanh chính............................... 45

2.4 Tính toán xéc măng trong xi lanh bánh xe ............................................ 47

3. Tính bền một số chi tiết.................................................................................. 48

3.1 Tính toán guốc phanh ........................................................................... 48

3.2 Tính bền trống phanh ............................................................................ 57

3.3 Tính bền đường ống dẫn động phanh ................................................... 59

Phần II. Thiết kế trợ lực phanh................................................................................ 60

1. Các phương án trợ lực khi thiết kế................................................................ 60

2. Thiết kế bộ trợ lực.......................................................................................... 67

2.1 Hệ số trợ lực ......................................................................................... 67

2.2 Xác định kích thước màng trợ lực ........................................................ 69

2.3 Tính lò xo bộ cường hoá ....................................................................... 69

Phần III. Thiết kế bộ điều hoà lực phanh................................................................. 72

1. Cơ sở để điều chỉnh áp lực phanh.................................................................. 72

2. Các phương án bố trí bộ điều hoà lực phanh ................................................ 74

3. Tính toán thiết kế bộ điều hoà lực phanh kiểu piston vi sai........................... 80

3.1 Xây dựng đồ thị quan hệ áp suất  ......................................................... 80

3.2 Chọn đường đặc tính điều chỉnh .......................................................... 83

3.3 Xác định hệ số bám .. đạt hiệu quả phanh cao nhất............................ 84

4. Xác định hệ số K_đ.......................................................................................... 85

5. Phương trình quan hệ áp suất của đường đặc tính điều chỉnh....................... 86

6. Chọn và xác định các thông số kết cấu.......................................................... 87

7. Xây dựng đường đặc tính của hệ thống treo................................................. 91

8. Kiểm tra lại đường kính D của piston vi sai................................................... 93

9. Kiểm tra đặc tính  điều chỉnh của bộ điều hoà lực phanh ............................. 94

Phần IV: Thiết kế chế tạo mô hình mô phòng ………………………………………… 95

PHẦN I

ỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHANH

1. Công dụng, phân loại, yêu cầu

1.1 Công dụng

-         Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết nào đấy hoặc dừng hẳn ôtô.

-         Giữ cho ôtô dừng hoặc đỗ trên đường dốc.

1.2. Phân loại

1.2.1 Theo công dụng

Theo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:

-         Hệ thống phanh chính (Phanh chân)

-         Hệ thống phanh dừng (Phanh tay)

-         Hệ thống chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ).

1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh

Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau:

-         Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc

-         Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.

1.2.3 Theo dẫn động phanh

Theo dẫn động hệ thống phanh được chia ra:

-         Hệ thống phanh dẫn động cơ khí

-         Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

-         Hệ thống phanh dẫn động khí nén - thuỷ lực

-         Hệ thống phanh có cường hoá.

1.2.4 Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hoà lực phanh.

1.2.5 Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (Hệ thống phanh ABS).

2.1 Yêu cầu

Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:

-         Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

-         Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động của ôtô

-         Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn

-         Dẫn động phanh có độ nhạy cao

-         Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ để đảm sử dụng hết trọng lượng bám của khi phanh ở các cường độ khác nhau

-         Không có hiện tượng tự xiết phanh

-         Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

-         Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng

-         Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe

-         Có khả năng phanh khi ôtô đứng trong thời gian dài.

2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh

          Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả trên hình sau:

Hình1.1 Hệ thống phanh trên ôtô

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

-         Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh trên ôtô.

-         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 lực, 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. Nếu là dẫn động thuỷ lực thì dẫn động phanh bao gồm: Bàn đạp, xi lanh chính (Tổng phanh), xi lanh công tác (Xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.

3. Cơ cấu phanh

3.1 Cơ cấu phanh guốc (Phanh trống)

3.1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

·        Cơ cấu phanh loại tang trống với guốc phanh quay quanh chốt cố định:

       Cơ cấu phanh này gồm có đĩa phanh  được gắn lên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh được gắn lên chốt lệch tâm. Dưới tác dụng của lò xo, các mà phanh được ép chặt vào các cam lệch tâm và ép các đầu tựa  làm các piston trong xi lanh  sát lại gần nhau.

  Xi lanh được gắn chặt trên đĩa. Giữa các piston của xi lanh có là xo nhỏ để ép các piston luôn sát vào guốc phanh.

  Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh. Để cho các má phanh hao mòn đều hơn nên ở guốc phanh đằng trước người ta thường gắn má phanh dài hơn so với guốc sau vì hiệu quả của má trước theo kiểu bố trí của hình vẽ sẽ lớn hơn nhiều so với má sau. Để giữ cho guốc phanh có hướng dịch chuyển ổn định trong mặt phẳng đứng, trên đĩa  có gắn các tấm hướng. Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, chất lỏng với áp suất cao sẽ truyền đến xi lanh tạo nên lực ép trên các piston và đẩy các guốc phanh  ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh được tiến hanh. Khi nhả bàn dạp phanh, lò xo sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe hở do đó quá trình phanh sẽ kết thúc. Trong quá trình sử dụng, má phanh sẽ hao mòn làm cho khe hở giữa rống phanh và má phanh tăng lên. Muốn cho khe hở trở lại như cũ thì có thể điều chỉnh chốt lệch tâm.

Ưu điểm: Của cơ cấu phanh loại này là đơn giản về kết cấu, dễ chế tạo, thuận tiện trong việc bảo dưỡng và sữa chữa.

Nhược điểm: Là có một má phanh làm việc không thuận lợi nên hiệu suất phanh không cao.

3.1.2. Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình vẽ. Sự  đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cũng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng nhau qua tâm. Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của guốc phanh luôn tì vào piston và của xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên má phanh và trống phanh được điều chỉnh bởi cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong piston của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ. Người ta bố trí sao cho khi ôtô chuyển động tiến thì cả hai guốc phanh đều là guốc xiết còn khi lùi thì lại trở thành hai guốc nhả. Như vậy hiệu quả phanh khi tiến thì lớn còn hiệu quả phanh khi lùi thì nhỏ. Tuy nhiên thời gian lùi của ôtô rất ít và tốc độ chậm nên không cần hiệu quả phanh cao.

3.1.3 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Hình vẽ 1.1 Cơ cấu phanh loại bơi

Cơ cấu phanh loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đầu đều tựa trên mặt di trượt

Có hai loại cơ cấu phanh bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn, loại hai mặt tựa tác dụng kép

-         Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt di trượt của piston. Ở trạng thái bình thường dưới tác dụng của hai lò xo guốc phanh các guốc phanh ép sát vào các mặt tựa tạo khe hở giữa má phanh và trống phanh. Khi làm việc, trước hết một đầu của guốc phanh được piston đẩy ra ép sát vào trống phanh và cuốn theo chiều quay của trống phnah làm đầu còn lại của guốc phanh trượt trên mặt tựa để khắc phục hết khe hở giữa má phanh và trống phanh và trở thành điểm tựa cố định. Loại này, nếu trống phanh quay theo chiều mũi tên thì hai guốc phanh đều là guốc xiết (ứng với chiều tiến của ôtô). Khi trống phanh quay theo chiều ngược lại (Chiều lùi của ôtô) thì hai guốc phanh trở thành hai guốc nhả. Như vậy có nghĩa là hiệu quả phanh khi tiến cũng lớn hơn hiệu quả khi lùi. Loại này thường được bố trí ở bánh trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

-         Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có xu hướng và cả hai đầu của mỗi guốc phanh đều tưa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston. Khi làm việc guốc phanh được đẩy ra ép sát vào trống phanh ở cả hai đầu guốc phanh nên thời gian khắc phục khe hở giữa má phanh và trống phanh ngắn hơn nghĩa là thời gian chậm tác dụng giảm. ở cơ cấu loại này hiệu quả phanh khi tiến và lùi như nhau vì trong cả hai trường hợp hai guốc phanh đều là guốc xiết. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

3.1.4 Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá

Hình 1.2  Cơ cấu phanh loại tự cường hoá

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

Cấu tạo và nguyên lý cơ cấu phanh tự cường hoá được mô tả trên hình vẽ.

Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn và cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép.

-         Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn

Cấu tạo của cơ cấu phanh loại này khác biệt với các cơ cấu phanh kể trên ở chỗ hai đầu cảu hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh tự động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của piston xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh. ở trạng thái chưa làm việc cả hai guốc phanh được các lò xo guốc phanh kéo ép sát vào các mặt tựa tạo khe hở giữa má phanh và trông phanh. Khi làm việc một đầu của guốc phanh được piston đẩy ra ép sát vào trống phanh và cuốn theo chiều quay của trống phanh, thông qua cơ cấu điều chỉnh tác dụng lên guốc phanh còn lại và khi đã khắc phục hết khe hở cả hai guốc phanh cùng có điểm tựa cố định là mặt tựa trên xi lanh. Như vậy không những cả hai guốc phanh đều là guốc xiết mà guốc thứ hai còn được guốc thứ nhất cường hoá một lực thông qua cơ cấu điều chỉnh.

Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có hiệu quả phanh theo chiều quay của trống phanh ngược chiều kim đồng hồ (ứng với chiều tiến ôtô) là lớn, còn chiều quay ngược lại (ứng với chiều lùi của ôtô) là nhỏ. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.

-         Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép

Khác với loại trên, loại cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong một xi lanh bánh xe. Vì vậy hiện tượng tự cường hoá tác và hiệu quả phanh ở cả hai chiều quay của trống phanh đều như nhau. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và tải nhỏ đến trung bình.

3.1.5    Cơ cấu phanh loại có piston bậc

         Trên hình 3 - 2 trình bày vơ cấu phanh với ống xi lanh làm việc có các đường kính khác nhau.

         Lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trường hợp này sẽ khác nhau. Với chiều quay của trống phanh như hình vẽ thì má bên phải làm việc thuận lợi hơn vì có hiện tượng tự siết, vì thế má bên phải cần ít lực ép hơn có nghĩa là đường kính piston nhỏ hơn so với má bên trái.

         Ưu điểm: của cơ cấu phanh loại này là đảm bảo các má phanh mòn đều.

                                                                                                     Hình 1.3

                                                                                       Cơ cấu phanh với piston bậc

         Nhược điểm: Là có một má phanh  làm việc không thuận lợi nên hiệu suất phanh không cao. Cơ cấu phanh loại này thương chỉ làm việc tốt khi xe tiến, còn khi xe lùi thì  cơ cấu phanh làm việc không tốt.

3.1.6 Cơ cấu phanh loại có hai ống xi lanh riêng rẽ ở hai guốc phanh

         Trên hình 1. 3 trình bày cơ cấu phanh loại có hai ống xi lanh riêng rẽ ở hai guốc phanh.

         Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm đối xứng nhau qua tâm guốc phanh. Nhờ bố trí xi lanh làm việc và chốt lệch tâm

đối xứng như vậy cho nên hiệu quả phanh

của hai má sẽ bằng nhau khi trống phanh                          Hình 1.3         

quay theo bất kì chiều nào. So với cơ cấu               Cơ cấu phanh có 2 xilanh riêng

phanh trên hình 1 - 2 thì cơ cấu phanh

này hiệu quả phanh gấp từ 1,6 - 1,8 lần.

                   Ưu, nhược điểm:  Khi trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ (Ô tô tiến) thì hiệu quả phanh tốt nhưng khi quay cùng chiều kim đồng hồ thì hiệu quả phanh giảm hơn 2 lần.

                   Tham khảo trong tài liệu [2] ta đưa ra bảng so sánh hiệu quả phanh của các loại cơ cấu phanh guốc khác nhau:

3.2  Cơ cấu phanh đĩa

          Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ôtô du lịch. Có hai loại phanh đĩa đó là loại đĩa quay và loại vỏ quay.

3.2.1 Loại đĩa quay:

Đĩa phanh được bắt chặt với moayơ bánh xe nhờ các bu lông. Có hai tấm ma sát (Guốc phanh )được lắp vào càng phanh, càng phanh đồng thời là xi lanh phanh. Khi người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì dầu phanh từ xi lanh chính với áp suất cao được đưa vào xi lanh chính làm pittông đẩy má phanh ép vào đĩa phanh, đồng thời với áp suất dầu cao làm cho càng phanh được đẩy với chiều lực đẩy ngược lại, làm càng phanh trượt trên chốt trượt ép má phanh còn lại vào tấm ma sát và thực hiện quá trình phanh. Khi người lái nhả phanh làm áp suất dầu trong xi lanh chính giảm dầu phanh từ xi lanh bánh xe hồi về xi lanh chính.Pittông và càng phanh được hồi về vị trí ban đầu dưới tác dụng của phớt pttông (Cao su). Do khe hở phanh được điều chỉnh tự động bởi phớt pittông nên khe hở phanh không cần phải điều chỉnh bằng tay.

+     cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.4

a)    Loại hai piton.                                       b) Loại một pitton

Hình 1.4 Kết cấu của cơ cấu phanh

Ưu điểm của phanh đĩa loại đĩa quay: Toả nhiệt tốt do phần lớn đĩa phanh được tiếp xúc với không khí, nên nhiệt sinh ra bởi ma sát dễ dàng toả ra ngoài không khí nên sự chai bề mặt má phanh khó xảy ra. Nó đảm bảo khả năng ổn định phanh ở tốc độ cao. Phanh đĩa có cấu tạo tương đối đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ ràng. Phanh đĩa còn có ưu điểm là có khả năng thoát nước tốt, do nước bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực li tâm nên tính năng phanh được hồi phục trong thời gian ngắn. Phanh đĩa còn có ưu điểm nữa là không cần phải điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh do khe hở phanh được điều chỉnh tự động bởi phớt cao su giữa píttông với xi lanh.Phanh đĩa còn có trọng lượng nhỏ hơn so với phanh tang trống. Lực chiều trục tác dụng lên đĩa được cân bằng. Kết cấu đơn giản nên độ chính xác có thể cao bởi vậy có khả năng làm việc với khe hở giữa đĩa phanh với má phanh nhỏ nên giảm thời gian chậm tác dụng và tăng tỉ số truyền cho cơ cấu phanh.

Nhược điểm của phanh đĩa loại đĩa quay: Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn do kích thước của má phanh bị hạn chế, nên cần có áp suất dầu lớn hơn để tạo đủ lực phanh. Do gần như không có tác dụng tự hãm nên cần có áp suất dầu rất cao để đảm bảo đủ lực dừng xe cần thiết. vì vậy đường kính pittông trong xi lanh bánh xe phải lớn hơn so với pittông phanh tang trống. Phanh đĩa hở nên nhanh bẩn các bề mặt ma sát.

3.2.2 Phanh đĩa loại vỏ quay:  Cơ cấu phanh được đặt trong vỏ gang, vỏ gang được bắt chặt với moayơ bánh xe bằng các bu lông. Các đĩa có các má phanh đặt ở giữa bề mặt ma sát của vỏ và nắp. Các đĩa được ép sát vào bề mặt vỏ và nắp vỏ nhờ hai ống xi lanh và các hòn bi. Loại này thường được dùng trên máy kéo bánh bơm.

II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

1. Một số chi tiết chính của các cơ cấu phanh đã chọn

1.1 Trống phanh:

         Trống phanh phải có độ cứng vững lớn và trọng lượng bé, đồng thời phải đảm bảo diện tích cần thiết để truyền nhiệt được tốt. Nguyên liệu làm trống phanh phải có hệ số ma sát cao và mòn đều đặn ở bất kỳ nhiệt độ nào. Nhiệt độ ở một số chỗ tiếp xúc giữa trống phanh và má phanh có khi lên đến nhiệt độ chảy của gang. Kết cấu của trống phanh phải đảm bảo ma sát tốt. Trống phanh thường làm bằng gang hoặc gang hợp kim (Có thành phần Niken , đồng, Môdiphen).

         Hiện nay, trống phanh được chế tạo bằng phương pháp dập thép lá sau đó đúc bề mặt bên trong bằng một lớp gang hợp kim. Lớp gang hợp kim này được đúc theo phương pháp li tâm.

          Để cho bề mặt trống phanh khỏi bị vênh thì bề mặt làm việc của trống phanh phải được gia công cùng moayơ. Sau khi gia công phải đem lên máy để cân bằng lại trống phanh.

1.2 Guốc phanh:

         Guốc phanh thường được chế tạo bằng các phương pháp hàn dập hoặc đúc, vật liệu thường bằng gang. Trên bề mặt guốc phanh có đặt má phanh. Má phanh được ghép với guốc phanh bằng đinh tán hoặc phương pháp dán. Các đinh tán phải bằng kim loại mềm để khi má phanh mòn đến đinh tán thì bề mặt trống phanh không bị xước.

         Để cho má phanh tì sát vào bề mặt làm việc của trống phanh thì sau khi ghép vào guốc phanh mới đem gia công. Để cho guốc phanh không dịch chuyển theo chiều ngang thì trên đĩa phanh có các tấm đỡ.

2. Xác định mômen phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh

2.1  Yêu cầu:

         Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm đ­ược tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm  dần trong giới hạn cho phép.

         Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì  mômen phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh

          ậ cầu tr­ước là:

                                         (1)

          ở cầu sau là:

                              (2)

  Trong đó :

               G - Trọng lư­ợng của ôtô khi đầy tải  G = 24800 (N)

L - Chiều dài cơ sở của ôtô               L = 2,580 (m)

a - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu tr­ớc a =1,509 (m)

b - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu sau b =1,070 (m)

h_g - Chiều cao trọng tâm xe               h_g =0,8 (m)

J_Pmax - Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh

         J_Pmax=ử.g = 0,7.9,81=7(m/s²)

g  - Gia tốc trọng trư­ờng                    g = 9,81(m/s²)

ử - Hệ số bám của bánh xe với mặt đường ử = 0,7

r_bx - Bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Ta có

       r_bx = ở.r₀

 Trong đó : 

                   ở- Hệ số biến dạng lốp ở= 0,932

     r₀ -Bán kính thiết kế của bánh xe . Theo kí hiệu lốp của châu âu thì r₀ được xác định theo công thức r₀ = với

 B- Bề rộng của lốp đơn vị (mm)

                d -Đường kính vành bánh xe đơn vị (insơ)                                    

    Với xe tham khảo dùng loại lốp 215/70R14 ta có B = 215 (mm)

                                                                                  d =14 (insơ)

vậy r_bx = 366(mm) = 0,366(m)

  Thay các giá trị vào (1), (2) ta đư­ợc :

          Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu cầu trư­ớc là :

               M_PT =(N.m)

Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh sau là:

                         M_PS = (N.m)

3. Thiết kế tính toán cơ cấu phanh sau (Phanh guốc )

3.1     Xác định bán kính ủ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

   Ta có biểu thức

                  ủ =

    Trong đó :

                  r_T - Là bán kính tang trống  ta có r_T=130 (mm) =0,13(m)

 -Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu cuối tấm ma sát

 -Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu trên tấm ma sát  =+

 -Góc ôm của tấm ma sát 

 Với guốc phanh sau ta có  = 15⁰  ;  = 130⁰ ; = 115⁰    

 Với guốc phanh trước ta có  = 20⁰   ;  = 125⁰ ; = 105⁰     

         Ta chọn guốc phanh sau có góc ôm lớn hơn guốc phanh sau là do kết cấu phanh ta đã chọn thì khi xe chạy tiến và ta phanh thì guốc sau do là má tự cường hoá nên chịu lực ma sát lớn hơn guốc trước nên guốc sau sẽ mòn nhanh hơn. Do đó để đảm bảo tính bền đều cho hai guốc phanh ta nên chọn góc ôm của guốc phanh sau lớn hơn góc ôm của guốc phanh trước.

Thay các thông số vào ta đ­ược:

    ủ₁=   ( m)

    ủ₂=  (m)

Bán kính r₀ xác định theo công thức

                                     r₀ =

 Với ủ₁ =  0,15 (m)  thay vào công thức trên ta đ­ược

                                      r₀₁ =(m)

 Với ủ₂ = 0,147(m)  thay vào công thức trên ta đ­ược

                                       r₀₂ =(m)

3.2  Xác định lực tác dụng lên cơ cấu phanh tự cường hoá

          Cơ sở xác định:  Khi tính toán cơ cấu phanh ta cần xác định lực  P tác dụng lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng mômen phanh sinh ra ở guốc phanh trước và sau bằng mômen phanh tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.

          Ở cơ cấu phanh tự cường hoá thì hiệu quả phanh được tăng lên nhờ dùng lực ma sát giữa má phanh trước và trống phanh để ép thêm má phanh sau vào trống phanh. Hai guốc phanh được nối với nhau bằng một thanh trung gian. Như vậy guốc phanh sau được ép vào trống phanh không những bằng lực P mà còn bằng lực U₂ có trị số bằng lực U₁.

          Lực P và U₁ song song thì lực R₁ cân bằng với các lực trên cũng phải song song và đồng thời tiếp tuyến với vòng tròn bán kính r₀.

Chúng ta có các phương trình sau:

 R₁ = P + U₁

                   M_PS1 = R₁.r₀                (1)

điều kiện cân bằng guốc phanh sau, khi lực U₂=U₁ sẽ là:

                        R₂= P+U₁+U₃

do đó mômen phanh ở guốc sau là:

                               M_PS2=R₂.r₀=(R₁+U₃).r₀  (2)

So sánh công thức (1)và(2) chúng ta thấy mômen phanh sinh ra ở guốc sau lớn hơn mômen phanh sinh ra ở guốc trước.

          Điều kiện cân bằng mômen ở tất cả các lực tác dụng lên guốc phanh trước đối với điểm đặt lực U₁ là

                   P(b+c) = R₁(c-r₀₁)    R₁ = P.

                   U₁ = R₁- P = P

Từ đấy :

M_PS1 = P.r₀₁               (3)

                   Điều kiện cân bằng mômen ở tất cả các lực tác dụng lên guốc phanh sau đối với điểm đặt lực U₃ là

                   P(a-b) - R₂(a-r₀₂) + U₂(a+c) trong đó U₂ = U₁= P

                    R₂ =

Từ đấy ta có:

                             M_PS2 = .r₀₂           

        Ta có tổng mômen phanh sinh ra của má phanh trước và má phanh sau phải bằng mômen phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh:

                  M_PS= M_PS1 +M_PS2

                 M­^'_PS= P.r₀₁+P.r₀₂

Trong đó ta có các thông số: a=0,1 (m)

                                           b=0,065(m)

                                            c=0,105(m)

                                           r₀₁=0,043(m)

                                           r₀₂=0,042(m)

                                           M^'_PS=577,6(N.m)

Thay các thông số trên vào các biểu thức trên ta xác định được

                   P= 1062 (N)                     U₁ = U₂ = 2865 (N)

                   R₂ = 10769 (N)                U₃ = 5785 (N)

                   R₁ = 3927(N)

·        Xác định đ­ường kính xi lanh phanh của bánh xe

Từ công thức tính lực ép cần thiết tác dụng lên guốc phanh 

ta suy ra đư­ờng kính xi lanh phanh bánh xe:

                   d = =

 Đường kính xi lanh bánh xe là d₂= 20 (mm)

4. Tính toán cơ cấu phanh trước (Phanh đĩa)

Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay được xác định như sau:

                               M_PT = m.ỡ.Q.R_tb

 Trong đó:

                  m - Số lượng bề mặt ma sát : m=2

                  Q - Lực ép má phanh vào với đĩa phanh

                  ỡ - Hệ số ma sát giữa đĩa phanh và má phanh

                  R_tb - Bán kính trung bình của tấm ma sát

                             R_tb =

                          R₁ - Bán kính bên ngoài của tấm ma sát R₁= 0,13 (m)

                          R₂- Bán kính bên trong của tấm ma sát R₂= 0,085 (m)

                             R_tb = = (m)

Từ đó ta cần lực ép tác dụng lên má phanh là:

                            Q== (N)

·        Xác định đường kính xi lanh bánh xe

 Từ công thức  Q = p_o.n.ð.d₁²/4  

Trong đó :

                 d₁ - Đường kính xi lanh bánh xe trước

                 n - Số xi lanh trên một cơ cấu phanh  n=2

                 p₀- áp suất dầu trong hệ thống khi phanh p₀ =50 80 KG/cm²

Thay các số liệu trên vào ta được:

                d₁ = = 0,04 (cm)=40(mm)

5. Kiểm tra hiện tượng tự xiết cho cơ cấu phanh sau

        Hiện tượng tự xiết chỉ sảy ra đối với phanh tang trống. Hiện tượng tự xiết sảy ra khi má phanh bị ép sát vào tang trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của pittông lên guốc phanh. Khi hiện tượng tự xiết sảy ra lúc đó mômen phanh M_P đứng về phương diện lý thuyết  sẽ dẫn đến vô cùng dẫn đến phá huỷ cơ cấu phanh

      Từ công thức xác định mô men phanh

                  M_PS= P.r₀₁+P.r₀₂

ta thấy khi hiện tượng tự xiết sẩy ra thì M_PS =  có nghĩa với cơ cấu phanh tự cường hoá thì hiện tượng tự xiết sẩy ra với má trước khi : c = r₀₁

                                                   Với má sau khi : c=r₀₂ hoặc a=r₀₂

với các thông số của cơ cấu phanh: a=0,1 (m)

                                                       c=0,105(m)

                                                       r₀₁=0,043(m)

                                                       r₀₂=0,042(m)

thì ta thấy hiện tượng tự xiết không thể sảy ra.

Kết luận: Với các thông số đã chọn đảm bảo cơ cấu phanh sẽ không sảy ra hiện tượng tự xiết khi phanh.

 6. Kiểm bền cơ cấu phanh

 6.1. Xác định chiều rông má phanh theo điều kiện áp suất

     Ta có áp suất giới hạn trên bề mặt má phanh

                       [q]= 1,5 --2,0 ( MN/m²).

     Theo biểu thức ta có

                        q =

Vì má phanh sau của cơ cấu phanh sau là má tự xiết nên ta tính cho má phanh này. 

         Với   : M_P = R₂.r_o2 =10769.0.042=452(N.m)

                    r_T =0,13(m).

                    õ₀=115.ð/180 =2(rad)

                   [q]=1,5 MN/m² = 15 00000N/m².

                  ỡ=0,3

           Ta lấy: b = 0,05( m).

  6.2 Kiểm bền theo kích thước má phanh

  6.2.1  Tính bền máphanh theo công ma sát riêng L

           Công ma sát riêng được tính theo công thức

                          L=

Trong đó:      G - Trọng lượng xe khi đầy tải G =24800(N)

                       V₀-Tốc độ của xe khi bắt đầu phanh lấy

                       V₀= V_max=180 (km/h)=50(m/s)

                       g=9,81(m/s²)

                        F_ể =F₁+F₂

                           Trong đó: F₁ - Tổng diện tích má phanh sau

F₁= ể õ_0i.r_t.b_i       (i là số má phanh có i= 4 (Má))

    = 2.2.0,13.0,05+2.1,8.0,13.0,05= 0,05(m²).

F₂ - Tổng diện tích má phanh trước

  F₂=

x⁰ -Góc ôm của tấm ma sát : x⁰=60⁰

R₁-Bán kính ngoài của tấm ma sát : R₁=0,13(m)

R₂-Bán kính trong của tấm ma sát :R₂=0,085(m)

Thay các giá trị trên vào biểu thức ta tính được F₂=0,02(m²)

Vậy tổng diện tích ma sát F_S = 0,05+0,02 =0,07 (m²)

Thay số vào công thức ta được:

Vậy  L=677(J/cm²) <  [L] =1000(J/cm^2‑).    

Kết luận: Kích thước má phanh đã chọn đảm bảo công ma sát riêng.

6.1.2 Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát

·        Kiểm tra với má phanh sau

áp suất trên bề mặt ma sát được tính theo công thức P=

     Trong đó :

         M_PS- Mômen sinh ra của cơ cấu phanh sau của xe khi đầy tải

            M_PS=1155(N.m)                                  

                   F₁- Tổng diện tích má phanh sau  F₁ = 0,05( m²)

                   ỡ- Hệ số ma sát giữa trống phanh với má phanh ỡ =0,3

thay vào biểu thức trên ta được

                                       P=

áp suất giới hạn cho phép đối với má phanh xe con là

Kết luận: Vậy với má phanh đã chọn thì áp suất riêng trên bề mặt ma sát của guốc phanh trước và guốc phanh sau nằm trong giới hạn cho phép.

·        Kiểm tra má phanh trước

Ta có diện tích của một má phanh: S = F₂/2 = 0,02/2 = 0,01 (m²)

Lực ép tác dụng lên má phanh  : Q = 12663(N)

Vậy ta có áp suất tác dụng lên má phanh là

                                            P=

áp suất giới hạn cho phép đối với má phanh xe con là

              Vậy với má phanh đã chọn thì áp suất riêng trên bề mặt ma sát của má phanh trước nằm trong giới hạn cho phép.

Kết luận:  Má phanh trước đủ bền theo điều kiện áp suất.

6.1.3  Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh

          Khi phanh, động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng. Một phần năng lượng nhiệt này làm nóng các cơ cấu, một phần toả ra môi trường xung quanh.

Nếu nhiệt lượng làm nóng các cơ cấu lớn có thể dẫn đến làm hỏng các chi tiết của cơ cấu phanh như làm mất tính đàn hồi của lò xo mặt khác nhiệt độ cao ở má phanh sẽ ảnh hưởng đến hệ số ma sát giưã má phanh với trống phanh và vì vậy sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả phanh.Với phanh trước là phanh đĩa nên toả nhiệt tốt, nên ta chỉ tính toán nhiệt cho cơ cấu phanh sau.

 Phương trình cân bằng năng lượng trong quá trình phanh là:

do khi phanh đột ngột ở thời gian ngắn  nên thời gian t nhỏ có nghĩa lượng nhiệt toả ra ngoài không khí là rất nhỏ

               nên bỏ qua .

nên sự tăng nhiệt độ được xác định bằng công thức sau

         Trong đó: G -Trọng lượng của xe   G= 24800(N)

V₁ - Vận tốc ban đầu khi phanh

V₂ - Vận tốc xe sau khi phanh V₂= 0

g = 9,81(m/s²).

m_t -Khối lượngcủa các trống phanh

C -Nhiệt dung của chi tiết nung nóng C = 500(J/kg.độ)

Yêu cầu với vận tốc: v₁=30(km/h),  v₂=0 thì t⁰phải < 15⁰

từ công thức trên ta có : t⁰=

              Trên thực tế tổng khối lượng của các chi tiết bị nung nóng gồm hai tang trống phanh sau và hai điã phanh trước là lớn hơn 11,6 kg do vậy với cơ cấu phanh đã chọn đảm bảo sự thoát nhiệt theo yêu cầu.

 7. Tính bền một số chi tiết của cơ cấu phanh

7.1 Tính bền trống phanh

Giả thiết : Coi trống phanh là một ống dầy chịu lực, ta có:

Ứng suất hướng tâm tác dụng lên trống phanh:

Ứng suất tiếp tuyến tác dụng lên trống phanh:

  Trong đó : - a^' là bán kính trong của trống phanh

                   - b^' là bán kính ngoài của trống phanh

                   - q  áp suất tác dụng lên má phanh

                   - r^' Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính ứng suất

Từ biểu thức ta thấy ú_t và ú_n đạt giá trị max khi r^' =a^'. Lúc đó ta có

 Với cơ cấu phanh đã chọn và các giá trị đã tính toán ở phần trên

         Ta có  a^'= 130 mm

                   b^'=140 mm

                  q= 0,6 MN/m²

Thay số vào biểu thức ta xác định được:

Ứng suất tương đương:

Để đảm bảo an toàn ta tính thêm hệ số an toàn n=1,5

Khi đó ta có

Với trống phanh làm bằng gang ẹì 18-36 thì có

 ta thấy  Vậy trống phanh đủ bền.

Kết luận: Với cơ cấu phanh đã chọn thì trống phanh thoả mãn điều kiện bền     theo ứng suất.

7.2  Tính bền xi lanh phanh bánh xe

         Tính tương tự đối với trống phanh, coi xi lanh phanh là ống dầy chịu lực. Khi tính toán ta coi áp suất trong ống là: p = 10⁷N/m.

7.2.1    Tính bền cho xi lanhphanh bánh sau

Ta có:

Ứng suất pháp:

Ứng suất tiếp tuyến:

Trong đó : - a^' là bán kính trong của xilanh phanh bánh xe sau

                  - b^' là bán kính ngoài của xilanh phanh bánh xe sau

                  - q  áp suất trong xilanh phanh

                  - r^' Khoảng cách từ tâm xilanh đến điểm cần tính ứng suất

Từ biểu thức ta thấy s_t và s_n đạt giá trị max khi r^' =a^'. Lúc đó ta có

 Với cơ cấu phanh đã chọn và các giá trị đã tính toán ở phần trên

         Ta có  a^'= 10mm

                   b^'=15 mm

                  q= 10 MN/m²

Thay số vào biểu thức ta xác định được:

ứng suất tương đương:

Để dảm bảo an toàn ta tính thêm hệ số an toàn n=1,5

khi đó ta có

Với xi lanh phanh làm bằng gang     18-36 thì có

Ta thấy  Vậy trống phanh đủ bền.

Kết luận: Với cơ cấu phanh đã chọn thì xilanh phanh bánh sau thoả mãn điều kiện bền theo ứng suất.

7.2.2    Tính bền cho xi lanh phanh bánh trước

Với xi lanh phanh bánh trước ta tính tương tự như xilanh phanh bánh sau

   trong đó: - a^' là bán kính trong của xilanh phanh bánh xe trước

                  - b^' là bán kính ngoài của xilanh phanh bánh xe trước

                  - q  áp suất trong xilanh phanh

                  - r^' Khoảng cách từ tâm xilanh đến điểm cần tính ứng suất

Từ biểu thức ta thấy Ơ_t và Ơ_n đạt giá trị max khi r^' =a^'. Lúc đó ta có

 Với cơ cấu phanh đã chọn và các giá trị đã tính toán ở phần trên

         Ta có  a^'= 20mm

                   b^'=25 mm

                  q= 10 MN/m²

Thay số vào biểu thức ta xác định được:

ứng suất tương đương:

Để dảm bảo an toàn ta tính thêm hệ số an toàn n=1,5 khi đó ta có

Với xi lanh phanh làm bằng gang xám 18-36 thì có ta thấy  Vậy trống phanh đủ bền.

Kết luận: Với cơ cấu phanh đã chọn thì xilanh phanh bánh trước thoả mãn điều kiện bền theo ứng suất.

 7.2.3  Tính bền guốc phanh

 Guốc phanh được làm bằng thép C40 và được làm theo hình chữ T

·        Xác định các yếu tố hình học của guốc phanh

          R₁=122 mm              R'₂=102,5 mm          b = 6 mm

          R₁^'=119 mm              R₃=89 mm               c = 8 mm

         R₂=116 mm              a = 50 mm               d = 26 mm

Tính các kích thước:

Y_c1=

Trong đó:   F₁ là phần diện tích phía trên chữ T: F₁ = 6.50 =300 (mm²)

                   F₂ là phần diện tích phần dưới chữ T: F₂ = 8.26 = 208(mm²)

                   Y₂ = R'₁-R'₂ = 119 - 102,5 = 16,5(mm)

                     Y_c1 =

                   Y_c2=Y₂-Y_c1 = 16,5 - 9,7 = 6,8 (mm)

Bán kính đường trung hoà:

Bán kính trọng tâm guốc phanh:

                   R_G = R'₂+Y_c2=102,5+6,8 = 109,3(mm)

·        Kiểm bền guốc phanh

     Giả thiết lực tác dụng lên má phanh được phân bố đều trên toàn tiết diện của má phanh. Theo các kết quả đã tính toán ở các phần trên, và căn cứ vào kết cấu ta thấy guốc phanh sau của cơ cấu phanh chịu lực lớn hơn so với guốc phanh trước. Do vậy ta chỉ đi kiểm nghiệm bền cho guốc phanh sau của cơ cấu phanh sau.

Các lực tác dụng lên guốc phanh sau của cơ cấu phanh đã được xác định ở các phần trước là:         U₂ = 2865 (N)         U₃ = 5785 (N)

                               P = 1062 (N)           R₂ = 10769 (N)

Phân tích các thành phần lực theo các phương hướng kính. Lực R₂ chia làm hai thành phần và  trong đó:

 - Lực pháp tuyến N = R₂.cos j = 10769.cos 9⁰ =10636(N)

 - Lực tiếp tuyến T = R₂.sin j = 10769.sin 9⁰ = 1684(N)

Với giả thiết lực phân bố đều trên guốc phanh nên mỗi phần tử sẽ chịu lực là:

 - Lực pháp tuyến N_tb=

 - Lực tiếp tuyến T_tb=

Trong đó : r_t = 0,13 m là bán kính tang trống

                 b_o2 = 115⁰ là góc ôm của guốc sau

                 N_tb là lực phân bố theo phương pháp tuyến tác dụng lên guốc phanh

                 T_tb là lực phân bố theo phương tiếp tuyến tác dụng lên guốc phanh

            Ta phân lực P thành hai thành phần lực là P_N theo phưng hướng tâm và P_T theo phương tiếp tuyến.

ta có : P_N = P.cos 53 = 1062.cos 53 = 639(N)

          P_T = P.sin 53 = 1062.sin 53 = 848 (N)

Ta có các phương trình lực tác dụng lên guốc phanh tại các mặt cắt khác nhau:

 + Xét tại mặt cắt (1-1)

N = -U₃.sinỏ                       Q = U₃ cos ỏ                   M_x = 0

 với ỏ = 0  ta có  N = 0 (N.m)

                           Q = 5785 (N)

                           M_x = 0 (N.m)            

+ Xét tại mặt cắt (2-2) với õ < 40⁰

N = -U₃.sin(b+a) - N_tb.r_t. b cos(b/2) - T_tb.r_t.b.sin (b/2)

Q = U₃.cos(b+a) - N_tb.r_t. b sin(b/2) - T_tb.r_t. b.cos (b/2)

M_x = -U₃.d + N_tb.r_t. b.d' +T_tb.r_t. b.d"

Trong đó : d = a-r_t.cos(b+a)

                 d' = r_t.sin(b/2)

                 d" = r_t(1-cos(b/2))

 M_x = -U₃(a-r_t.cos(b))+  N_tb.r_t. b. r_t.sin(b/2)+ T_tb.r_t. b. r_t(1-cos(b/2))

+ xét tại mặt cắt (3-3) với b > = 40⁰

N = -U₃.sin(b+a) - N_tb.r_t. b cos(b/2) - T_tb.r_t. b.sin (b/2) - P_N.sin(b-40) -

        - P_T.sos(b-40)

Q = U₃.cos(b+a) - N_tb.r_t. b sin(β/2) - T_tb.r_t.b.cos (b/2) - P_N.cos(b-40) -

        - P_T.sin(b-40)

 M_x = -U₃.d + N_tb.r_t.b.d' +T_tb.r_t.b.d"+P_T.d₁ - P_N.d₂

Trong đó : d = a-r_t.cos(b+a)

                 d' = r_t.sin(b/2)

                 d" = r_t(1-cos(b/2))

                 d₁ = r_t(1-cos(b-40/2))

                 d₂ = r_t.sin(b-40/2)

 M_x = -U₃(a-r_t.cos(b+a))+  N_tb.r_t. b. r_t.sin(õ/2)+ T_tb.r_t. b. r_t(1-cos(b/2))+

                 +P_T. r_t(1-cos(b-40/2)) -P_N. r_t.sin(b-40/2)

Thay số tính toán tại các mặt cắt.

+ Xét tại mặt cắt (a-a) khi b =20⁰ = 0,35 rad

Ta có:

 N = -5785.sin20 - 40783.0,13.0,35 cos10 - 6457.0,13.0,35.sin 10 =-3847(N)

Q = 5785.cos20 - 40783.0,13.0,35. sin10 - 6457.0,13.0,35.cos 10 = 4824(N)

M_x =-5785(0,119-0,13.cos10)+ 40783.0,13.0,35.0,13.sin10

           + 6457.0,13.0,35.0,13 .0,13(1-cos10) = 94 (N.m)

+ Xét tại mặt cắt (b-b) khi õ =40⁰ = 0,7 rad

ta có:

N = -5785.sin40 - 40783.0,13.0,7 cos20 - 6457.0,13. 0,7.sin 20 - 639.sin 0 -

        - 848.sos 0 = -8255(N)

Q = 5785.cos 40 - 40783.0,13.0,7sin20 - 6457.0,13.0,7.cos 20 - 639.cos 0 -

        - 848.sin 0 = 1971(N)

M_x = -5785(0,119-0,13.cos 40)+  40783.0,13.0,7.0,13.sin 20+ 6457.0,13.0,7.

         . 0,13(1- cos20) +848.0,13(1-cos 0) -639. 0,13.sin 0 = 57(N.m)

+ Xét tại mặt cắt (c-c) khi õ =60⁰ =1 rad

ta có:

N = -5785.sin60 - 40783.0,13. cos30 - 6457.0,13. .sin 30 - 639.sin 20 -

        - 848.sos 20 = -11036(N)

Q = 5785.cos 60 - 40783.0,13.sin30 - 6457.0,13.cos 30 - 639.cos 20

       - 848.sin 20 = -1375(N)

M_x = -5785(0,119-0,13.cos60) + 40783.0,13².sin 30+ 6457.0,13².

         (1- cos30) +848.0,13(1-cos20) -639. 0,13.sin 20 = 25(N.m)

+ Xét tại mặt cắt (d-d) khi õ =90⁰ =1,57 rad

Ta có:

N = -5785.sin90 - 40783.0,13.1,57 cos45 - 6457.0,13. 1,57.sin 45- 639.sin50

       - 848.sos 50 =-13637(N)

Q = 5785.cos 90 - 40783.0,13.1,57.sin45 - 6457.0,13.1,57.cos 45- 639.cos50

      - 848.sin 50 = -7878(N)

M_x =-5785(0,119-0,13.cos90)+  40783.0,13.1,57.0,13.sin45+6457.0,13.1,57.

         0,13(1- cos45) +848.0,13(1-cos 45) -639. 0,13.sin 50 = 95(N.m)

+ Xét tại mặt cắt (e-e) khi õ =120⁰ =2,1 rad

Ta có:

N = -5785.sin120 - 40783.0,13.2,1 cos60 - 6457.0,13.2,1.sin60 - 639.sin80

      - 848.sos80 =-12878(N)

Q = 5785.cos120 - 40783.0,13.2,1.sin60 - 6457.0,13.2,1.cos60 - 639.cos80

     - 848.sin80 = -14362(N)

M_x = -5785(0,119-0,13.cos120)+  40783.0,13.2,1.0,13.sin60+ 6457.0,13.2,1.

          0,13(1- cos60) +848.0,13(1-cos80) -639. 0,13.sin 80 = 313(N.m)

+ Xét tại mặt cắt (f-f) khi õ =155⁰ =2,7 rad

Ta có:

N =-5785.sin155 - 40783.0,13.2,7 cos77,5 - 6457.0,13.2,7.sin77,5-

       - 639.sin115      - 848.sos115 =-7976(N)

Q = 5785.cos155 - 40783.0,13.2,7.sin77,5 - 6457.0,13.2,7.cos77,5-

       - 639.cos115 - 848.sin115 = -20207(N)

M_x = -5785(0,119-0,13.cos155)+  40783.0,13².2,7.sin77,5+ 6457.0,13².2,7.

(1-   cos77,5) +848.0,13(1-cos115) -639. 0,13.sin 115 = 759(N.m)

Từ các giá trị tính toán được tại các mặt cắt khác nhau, ta lập được bảng sau:

                                                        Bảng 1.1

Căn cứ vào bảng số liệu trên ta vẽ được biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh:

- Tính ứng suất:

Dựa trên biểu đồ ta thấy tại mặt cắt (f-f) là nguy hiểm nhất. Do đó ta tính ứng suất tại mặt cắt này.

+ Xác định ứng suất do lực Q và mô men uốn M_x gây ra:

Trong đó:    Q = -20207 (N) là lực nén

                   M_x = 759 (N.m) là mô men uốn

                   R_th = 0,112 (m) là bán kính trung hoà của guốc phanh

                   R_i Là bán kính tại điểm đang xét

                   F:  Diện tích mặt cắt;  F = F₁ + F₂ = 0,3+ 0,208 = 5,08.10^-4(m²)

§  Xét tại điểm 1:

R₁ = 0,122 (m) à=40 (MN/m²)

§  Xét tại điểm 2:

R₂ = 0,116 (m) à =39,8 (MN/ m²)

§  Xét tại điểm 3:

R₃ = 0,089 (m) à =39,3 (MN/ m²)

+ Xác định ứng suất cắt do lực N gây ra :

Trong đó:    N = 7976 (N) là lực cắt

                   S_x là mômen tĩnh phần bị cắt đối với trục quán tính trung tâm

                   J_x là mô men quán tính của tiết diện

                   b là chiều dày phần bị cắt

§  Xác định mô men quán tính J_x:

J_x =

J_x =

Thay số vào ta tính được J_x= 10,15 (cm⁴)

§  Xác định S_x:    S_x = Y. F_c

Trong đó:    Y là toạ độ trọng tâm phần bị cắt đối với trục trung hoà

                   F_c là diện tích phần bị cắt

Trên guốc phanh hình chữ T thì tại điểm 1 và điểm 3 có dF = 0, do đó S_x = 0 suy ra  t_c = 0

Tại điểm 2 ta có   S_x = Y₂. F_c

với Y₂ là toạ độ trọng tâm phần 2 đối với trục trung hoà.

Y₂ = R'₁ - R_th =11,9-11,2 = 0,7 (cm)

F_c = 3,0 cm²; S_x = 3,0.0,7 =2,1 (cm³); b = 0,6 cm

Từ đó à 2750 (N/ cm²) =27,50 (MN/ m²)

-ứng suất tổng hợp: 

Tại điểm 2 ta có  t_th2 = 67,8 (MN/ m²)

Tại điểm 1,3 ta có  t_th2 = s_z;    t_th1 = 40 (MN/ m²); t_th3 = 39,3 (MN/ m²)

Với các kết quả tính được ta có bảng sau:

                                                         Bảng 1.2                        

PHẦN II

THIẾT KẾ TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH

I. CHỌN PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG PHANH

1.    Cấu tạo chung

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

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

      Dẫn động một dòng: Có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn động một dòng có  kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. Vì một lý do nào đó, bất 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 thuỷ lực hai dòng.

            Dẫn động hai dòng: Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh chính kép. Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, trên hình 2.1 giới thiệu năm phương án thường được sử dụng.

Hình 2.1 Các phương án dẫn động hai dòng

Việc dẫn động phanh hai dòng đòi hỏi xy lanh chính phải có hai ngăn, làm việc độc lập, được điều khiển từ một cần đẩy piston liên hệ với bàn đạp phanh. Các ngăn 1, 2 trong sơ đồ dẫn động các xy lanh  bánh xe theo sơ đồ nêu trên.

Ở sơ đồ a (Kiểu TT): Một dòng dẫn động hai bánh xe cầu trước, một dòng dẫn động hai bánh xe ở cầu sau. Ở sơ đồ b (Kiểu K) dẫn động chéo: một dòng cho một bánh xe trước và một bánh xe sau và dòng còn lại cho các bánh xe chéo.

Các ôtô con thông thường, thường áp dụng hai sơ đồ này vì cấu trúc đơn giản và giá thành không cao.

 Ở sơ đồ c: Dẫn động hỗn hợp bao gồm một dòng cho tất cả các bánh xe, còn dòng thứ hai chỉ cho các bánh xe trước (Kí hiệu chung là HT).

Ở sơ đồ d: Một dòng dẫn động ba bánh xe, hai bánh trước và một bánh sau (Kí hiệu LL).

Ở sơ đồ e: Dẫn động hỗn hợp hai dòng song song cho cả bốn bánh xe (Kí hiệu HH).

Các sơ đồ c, d, e được dùng cho các xe có yêu cầu về độ tin cậy và chất lượng an toàn cao. Khi có hư hỏng một dòng hiệu quả phanh giảm không đáng kể hoặc không giảm (Sơ đồ e).

Ở sơ đồ dạng TT nếu hư hỏng dòng phanh cầu trước, có thể xảy ra quay vòng “thừa“ trên đường vòng, nếu hư hỏng dòng phanh cầu sau có thể dẫn tới mất tính dẫn hướng của xe khi phanh gấp. Ở sơ đồ dạng K khi có sự cố một dòng có thể dẫn tới hiện tượng tự quay xe khi đi thẳng, hiện tượng này được khắc phục đáng kể nếu bố trí bán kính quay bánh xe quanh trục trụ đứng (ro) là âm với các ưu nhược điểm ở trên, các xe ngày nay có xu hướng dùng sơ dồ dạng K (Dẫn động chéo).

2. Chọn phương án dẫn động phanh

Như đã phân tích trong phần giới thiệu chung về dẫn động phanh, vì phương án dẫn động phanh một dòng là không đảm bảo an toàn khi có sự cố ở bất kỳ một đường dầu nào đó. Nếu dùng xilanh một buồng để cho kết cấu xilanh đơn giản thì trong dẫn động phanh phải có thêm bộ chia dòng. Như vậy, làm tăng số lượng chi tiết, giảm độ tin cậy của hệ thống. Còn với dẫn động phanh hai dòng, ngoài việc đảm bảo hiệu quả phanh còn tính đến tính kinh tế. Các sơ đồ dẫn động dạng HT, LL, HH mức độ an toàn và hiệu quả phanh cao: Khi hỏng một dòng phanh thì hiệu quả phanh giảm không đáng kể, xe vẫn điều khiển tốt và chuyển động ổn định nhưng kết cấu phức tạp, gía thành cao. Đối với xe minibus thì có thể sử dụng sơ đồ dẫn động phanh dạng TT hoặc K hiệu quả phanh, mức độ tin cậy khi có sự cố vẫn đảm bảo mà giá thành không quá cao. Ở sơ đồ dạng K, nếu một dòng phanh nào đó bị hỏng sẽ gây nên chênh lệch lực phanh ở các bánh xe còn lại nên khi phanh ôtô đang chuyển động thẳng thì nó có thể bị quay trong mặt phẳng ngang. Do vậy, ta chọn sơ đồ dẫn động dạng TT với xilanh chính hai ngăn như đã trình bày ở trên. Vì khi phanh do có sự phân bố lại tải trọng lên các bánh xe cầu trước, cầu sau nên các bánh sau dễ bị bó cứng. Do đó, trong dẫn động ta bố trí thêm bộ điều hoà lực phanh.

II. TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH

1. Xác định đường kính làm việc của xilanh bánh xe

·        Cơ sở:

Đường kính xilanh bánh xe phải có kích thước sao cho với áp suất đã chọn, nó sinh ra lực bằng lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh :

Từ công thức tính lực cần thiết ép lên guốc phanh:      P =   

 Đường kính xilanh bánh xe sau:                              d₂ =           

Với   P: Lực cần thiết ép lên guốc phanh sau,

         p : áp suất cực đại cho phép trong hệ thống phanh

Với đường kính của xilanh phanh bánh xe trước và xi lanh bánh xe sau đã tính toán ở phần trên ta có là:

                  D=40 mm

                   d=20mm             

2.2  Chọn đường kính xilanh chính D, kích thước đòn bàn đạp l, l’:

Để tạo lên áp suất p = 80 KG/cm²  thì cần phải tác dụng lên bàn đạp một lực Q

                     Q = .

Với    D: Đường kính xilanh tổng phanh, chọn D = 21,5 mm = 2,15 cm

          l, l’ : Các kích thước của đòn bàn đạp,     l’/l = 88/240

          h: Hiệu suất dẫn động thuỷ lực, h = 0,92

                Q =   . =62,7 kG

Đối với ôtô con lực phanh lớn nhất cho phép : [Q] = 50 kG

Như vậy ta phải lắp thêm bộ trợ lực phanh để giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái.

Với kích thước D, l, l’ đã chọn trên, ta xác định được hành trình bàn đạp phanh theo công thức :

h= . l/l’

Trong đó: d₁, d₂: Đường kính xilanh bánh xe trước và sau,  

                   d₁ = 40mm ; d₂ = 20 mm

d₀ : Khe hở giữa thanh đẩy và xilanh piston chính,

                   d₀ = 0,15 mm

D: Đường kính xilanh chính, D = 15,5 mm

l, l’ : Các kích thước đòn bàn đạp, 

h_b : Hệ số bổ xung,   h_b = 1,08

x₁, x₂ : Hành trình piston của các xilanh làm việc ở bánh xe trước và sau

            +Với phanh đĩa:     x₁ = 1mm

            + Với phanh guốc:  x₂ =

Trong đó:

d : Khe hở trung bình giữa má_ trống , d = 0,3 mm

l : Độ mòn hướng kính cho phép của má phanh, l = 1,2 mm

a: Khoáng cách từ tâm trống đến điểm đặt lực P, a= 100 mm

c: Khoảng cách từ tâm trống đến chốt cố định, c = 100 mm

                     x₂ =  = 3mm

Vậy hành trình toàn bộ cuẩ bàn đạp:

                              h= . 240/88 = 70 mm

Đồi với ôtô con, hành trình bàn đạp cho phép là : 150 mm

Vậy: h < [h] = 150mm, thoả mãn yêu cầu.

* Xác định hành trình của piston xilanh lực:

    Hành trình của piston trong xilanh chính phải bằng hoặc lớn hơn yêu cầu đảm bảo thể tích dầu đi vào các xilanh làm việc ở các cơ cấu phanh.

 Gọi S₁, S₂’ là hành trình dịch chuyển của piston thứ cấp và sơ cấp thì

 S₂’ = S₁ + S₂

Với S₂ là hành trình dịch chuyển của piston sơ cấp khi ta coi nó có tác dụng độc lập (Không liên hệ với piston thứ cấp ).

Tính S₁ , S₂:

ta có:                     S₁.  S₁ = 2.x₁.

                              S₂.  S₂ = 2.x₂.

Trong đó :

     d₁ , d₂: Đường kính xilanh bánh xe trước và sau.

d₁ = 40mm  ; d₂ = 20 mm

D: Đườnh kính xilanh chính , D =15,5 mm

x₁, x₂ : Hành trình dịch chuyển của piston bánh xe trước và sau.

                   x₁ = 1mm ; x₂ = 3mm

  S₁ = 2. = 15mm

  S₂ = 2. = 11 mm

Như vậy : Pis ton thứ cấp dịch chuyển một đoạn  S₂ = 15mm

                 Piston sơ cấp dịch chuyển một đoan    S₁ = 11 mm

3.  Thiết kế tính toán bộ trợ lực

3.1 Các phương án cường hoá

   Phương án 1: Cường hoá khí nén

Hình 2.2 Sơ đồ cường hóa khí nén

1. Bàn đạp, 2. Lò xo hồi vị, 3, 4. Đòn dẫn động, 5. Pitton, 6. Lò xo xilanh khi nén, 7. Pitton xilanh chính, 8. Bình chứa khí nén, 9. Van, 10. Pitton, 11. Thanh dạng ống.

Nguyên lý làm việc:

Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh , qua các đòn dẫn động , ống 11 đẩy van 9 mở ra , khí nén từ bình chứa 8 qua van 9 vào khoang A và B tạo lực đẩy piston 5 của xilanh lực. Piston 5 dịch chuyển tác động piston 7 của xilanh chính làm piston này di chuyển về phía phải ép dầu trong xilanh chính , dầu có áp suất cao sẽ đi tới các xilanh làm việc của bánh xe . Trong khi đó ở khoang A nếu người lái đạp phanh giữ nguyên ở một vị trí thì áp suất khí nén tăng lên tác dụng lên piston 10 , đến một giá trị nào đó thì cân bằng với lực đẩy của cánh tay đòn 3 . Lúc đó piston 10 sẽ dịch chuyển sang trái làm cho van 9 đóng lại trong khi đó đường nối với khí trời trong ống 10 chưa mở , mômen phanh lúc này có giá trị không đổi. Khi người lái tiếp tục đạp phanh thì ống 11 lại di chuyển về phía phải làm van 9 lại được mở ra , khí nén lại tác dụng lên piston 5 , khí nén lại tác dụng lên piston 5 để piston xilanh chính ép dầu tới các xilanh bánh xe .

Khi nhả bàn đạp phanh , nhờ lò xo hồi vị , piston 10 và ống 11 được kéo trở về vị trí ban đầu làm van 9 đóng lại . Khi ống 11 không tì vào van 9 sẽ mở đường thông với khí trời , khí nén còn lại trong khoang A và B sẽ đi qua ống ra ngoài .

Ưu điểm:

- Lực cường hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 5I7 KG/cm² . Bảo đảm được quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .

Nhược điểm:

- Số lượng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức tạp, cồng kềnh , động cơ phải kèm theo máy nén khí , giá thành cao.

Phương án 2:  Cường hoá chân không

Hình 2.3 Sơ đồ bộ trợ lực chân không

1. Pitton xilanh chính, 2. Vòi chân không, 3. Màng chân không, 4. Van chân không, 5. Van khí, 6. Van điều khiển, 7. Lọc khí, 8. Thanh đẩy, 9. Bàn đạp

Đặc điểm:

Sử dụng ngay độ chấn không ở đường ống nạp của động cơ, đưa độ chân không này vào khoang A của bộ cường hóa, còn khoang B khi phanh được thông với khí trời.

Nguyên lý làm việc:

Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van điều khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đường thông với khí trời, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đường ống nạp. Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cường hoá không làm việc.

Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch chuyển sang trái đẩy các van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái. Van điều khiển tì sát van chân không thì dừng lại còn van khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí. Lúc đó đường thông giữa cửa E và F được đóng lại và mở đường khí trời thông với lỗ F, khi đó áp suất của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suất buồng A bằng áp suât đườngg ống nạp (= 0,5 KG/cm²). Do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênh áp suất (= 0,5 KG/cm²). Do sự chênh lệch áp suất này mà màng cường hoá dịch chuyển sang trái tác dụng lên pittông 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và ép dầu tới các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh .

Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 8 và van khí 5 sẽ dừng lại còn piston 1 tiếp tục di chuyển sang trái do chênh áp. Van điều khiển 6 vẫn tiếp xúc với van chân không 4 nhờ lò xo nhưng di chuyển cùng piston 1, đường thông giữa  lỗ E, F vẫn bị bịt kín. Do van điều khiển 6 tiếp xúc với van khí 5 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng B. Vì thế piston không dịch 1 chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại.

Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 9 kéo đòn bàn đạp phanh về vị trí ban đầu, lúc đó van 5 bên phải được mở ra thông giữa buồng A và buồng B qua cửa E và F, khi đó hệ thống phanh ở trạng thái không làm việc.

Ưu  điểm:

Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việc mà không ảnh hưởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo được trọng tải chuyên chở và tốc độ khi ôtô chuyển động. Ngược lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao. Bảo đảm được quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .So với phương án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộ cường hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thước gọn nhẹ,dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe.

Nhược điểm:

Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 (KG/cm²), áp suất khí trời là 1 (KG/cm²) , do đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cường hoá không lớn. Muốn có lực cường hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thước của bộ cường hoá tăng lên. Phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xe vận tải , xe khách có tảo trọng nhỏ và trung bình .

Phương án 3:  Cường hoá chân không kết hợp với thuỷ lực .

Hình 2.4 Sơ đồ cường hóa chân không kết hợp với thủy lực

          1. Xilanh chính, 2. Cổ hút động cơ, 3. Van một chiều, 4. Màng cường hóa, 5. Vỏ cường hóa, 6. Lọc khí, 7. Van không khí, 8. Van điều khiển, 9. Van màng, 10. Pitton phản hồi, 11. Pitton xilanh cường hóa, 12. Van bi, 13. Vỏ xilanh, 14. Xilanh bánh xe, 15. Đường ống nối.                             

Nguyên lý làm việc:

Khi chưa phanh van không khí  7 được đóng lại, van điều khiển 8 mở ra nhờ lò xo côn 8' đẩy màng 9 mang theo pittông phản hồi 10 đi xuống. Buồng III thông với buồng II và buồng IIa qua ống 15 . Như vậy áp suất buồng IIa, IIb bằng nhau và bằng áp suất chân không ở họng hút của đường ống nạp.

Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp phanh một lực cần thiết qua hệ thống đòn, đẩy pittông ở xi lanh chính đi, áp suất phía sau piston xilanh 1 tăng lên qua ống dẫn dầu lên xilanh của bộ cường hoá , qua van bi12 mở dầu đi đến xilanh bánh xe khắc phục khe hở giữa trống phanh và má phanh . Đồng thời áp suất này tác dụng piston 11 và tác dụng lên piston phản hồi 10 . Khi áp suất dầu đạt khoảng 1,3 Mpa sẽ đẩy piston phản hồi 10 thắng được lực lò xo côn 8' và đi lên , nó mở van không khí 7 ra và đóng van điều khiển 8 lại. Lúc này áp suất khí trời là 1 KG/cm² đi vào ống 15 để vào buồng IIa, còn buồng IIb vẫn là buồng chân không. Do sự chênh áp ở buồng IIa và buồng IIb, piston màng 4 dịch chuyển sang phải qua thanh đẩy, đẩy piston 11 của bộ cường hóa đi sang phải, áp suất sau piston này được tăng lên và dẫn đến các xi lanh bánh xe để tiến hành đẩy các má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại.

Khi dừng chân phanh ở vị trí nào đó , piston 11 sẽ tiếp tục dịch chuyển một chút sang phải vì màng cường hoá 4 còn tiếp tục bị uốn . Do vậy mà ở khoang dưới piston phản hồi10 , áp suất sẽ giảm bớt và màng van 9 sẽ hạ xuống cùng pison phản hồi 10 cho đến khi van không khí đóng lại trong khi van điều khiển vẫn đóng . Độ chênh áp giữa 2 khoang II_a và II_b không đổi , màng 4 piston 11 không dịch chuyển nữa , áp suất dầu trong đường ống giữ giá trị không đổi , mômen phanh ở các bánh xe giữ nguyên giá trị .

Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo hồi vị màng cường hoá đẩy piston 11 của xi lanh chính về vị trí cũ, lò xo côn 8' đẩy piston của bộ cường hoá về vị trí cũ, van 8 mở ra, van không khí 7 đóng lại, áp suất buồng IIa, IIb lại bằng nhau và bằng áp suất chân không (0,5 KG/cm²). ở các bánh xe thì các lò xo kéo má phanh về vị ban đầu để nhả má phanh tách ra khỏi trống phanh .

 Ưu điểm:  Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp. Bảo đảm được quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp , phải cần thêm xilanh thuỷ lực .

Phương án 4:   Cường hoá bằng năng lượng điện từ.

Hình 2.5 Sơ đồ cường hóa điện

1. Bộ cường hóa điện, 2. Lõi thép, 3. Cuộn dây, 4. Cần đẩy, 5. Xilanh phanh chính, 6. Bộ điều khiển, 7. Xilanh bánh xe

Phần cường hoá điện gồm lõi thép 2 được đặt trong ống thép. Phía trên ống thép là cuộn dây từ hoá 3. Khi cuộn dây được cấp những chuỗi xung điện từ khác nhau từ bộ điều khiển thì dòng điện trung bình trong cuộn dây cũng thay đổi, nó từ hoá ống thép làm cho ống thép trở thánh một nam châm điện hút lõi thép tiến về phía phải, thông qua cần đẩy 4 đẩy các piston di chuyển tạo áp lực dầu trong hệ thống phanh. Khi chân phanh dừng lại ở một vị trí nào đó thì cảm biến sẽ xác định vị trí của lõi thép, đồng thời một cảm biến thứ 2 trên đường áp suất dầu gửi tín hiệu về hộp điều khiển để hộp điều khiển xác định mức chuỗi xung đã được xác lập giữ nguyên lực phanh hiện thời. Nếu tiếp tục đạp phanh thêm nữa thì 2 cảm biến trên thay đổi tín hiệu và hộp điều khiển sẽ tạo ra một chuỗi xung khác để tăng thêm dòng điện vào cuộn dây.

 Ưu điểm: Có thể thiết kế đồng hoá cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi phần lập trình.

Nhược điểm:  Giá thành cao.

Kết luận:

Trong 4 phương án cường hoá nói trên , phương án nào cũng đảm bảo được quan hệ tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực phanh , như vậy là đã đảm bảo được yêu cầu trước tiên đối với bộ trợ lực . Vấn đề còn lại là ta phải chọn ra một phương án phù hợp với bố trí trên xe và đạt hiệu quả về kinh tế . Trên thực tế , hệ thống phanh được thiết kế cho xe khách 12 đến 15 chỗ có kích thước bao là  L₀ x B₀ x H_0­ = 4590x1690x1970 . Với kích thước đó thì cả 4 phương án trợ lực trên đều có thể bố trí được trên xe và đều có thể tạo ra được lực phanh yêu cầu. Như vậy 3 phương án trên trong trường hợp này chỉ khác nhau hiệu quả kinh tế . Từ những phân tích ưu nhược điểm đã nói ở trên nhận thấy, phương án 2 là phương án có tính kinh tế hơn hẳn vì những lí do sau :

- Bộ trợ lực chân không mà phương án đưa ra có kết cấu đơn giản nhất , không phức tạp như trợ lực khí nén với quá nhiều các cụm chi tiết như van phanh , máy nén khí , bì hợp thuỷ lực. Điều này cho phép hạ giá thành sản xuất và tạo thuận lợi cho việc bảo dưỡng sửa chữa .

- Với lực phanh yêu cầu như đã tính toán ta hoàn toàn có thể thiết kế được một bộ trợ lực có kích thước nhỏ ,từ đó có thể có nhiều phương án bố trí .

-   Do sử dụng độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việc nên không ảnh hưởng đến công suất của động cơ , khác với trợ lực khí nén phải trích công suất động cơ để dẫn động máy nén khí nên gây tổn hao công suất động cơ . Hơn nữa việc sử dụng độ chất không còn làm tăng hiệu quả phanh vì khi phanh sẽ làm hệ số nạp giảm do đó  công suất của động cơ có giảm , lúc đó tốc độ của ôtô sẽ chậm lại một ít.

3.2 Thiết kế bộ cường hoá

Hình 2.6 Sơ đồ thiết kế

1. Pitton xi lanh chính, 2. Vòi chân không, 3. Màng chân không, 4. Van chân không, 5. Van khí, 6. Van điều khiển, 7. Lọc khí, 8. Thanh đẩy, 9. Bàn đạp.

3.2.1 Hệ số cường hoá:

Khi có đặt bộ cường hoá ta chọn lực bàn đạp cực đại của người lái khoảng 300 N, kết hợp với lực của cường hoá sinh ra trên hệ thống phanh tạo ra áp suất cực đại ứng với trường hợp phanh gấp vào khoảng 80 ¸ 90 .

Từ công thức  xác định lực bàn đạp :

  Với Q_đ = 300 N ta xác định được áp suất p_i do người lái sinh ra lúc đạp phanh là :

    Trong đó :

                            D - Đường kính xylanh chính , D =15,5cm .

                            l , l' - Kích thước đòn bàn đạp .

                            h_tl - Hiệu suất truyền lực , h_tl = 0,92 .

Þ

    Như vậy, áp suất còn lại do bộ cường hoá sinh ra là:

                    p_c = p_t - p_i = 93,3 –14,5= 79,3  .

     Hệ số cường hoá được tính như sau :

    Yêu cầu của bộ cường hóa thiết kế là luôn phải đảm bảo hệ số cường hoá trên 

    Ta xây dựng được đường đặc tính của  bộ cường hoá như  sau:

Hình 2.7 Đường đặc tính bộ cường hóa

3.2.2 Xác định kích thước màng cường hoá:

Để tạo được lực tác dụng lên thanh đẩy piston thuỷ lực phải có độ chênh áp giữa buống A và buồng B tạo nên áp lực tác dụng lên piston 1 .

     Xét sự cân bằng của màng 4 ta có phương trình sau :

                            Q_c = F₄ (p_B - p_A ) - P_lx = F_4­ . D_p - P_lx .

trong đó :

                    D_p - Độ chênh áp phía trước và phía sau màng 3 , lấy bằng 0,5  

                             ứng với tốc độ làm việc không tải của động cơ khi

                            phanh .

                    F₄ - Ddiện tích hữu ích của màng 3  .

                    P_lx - Lực lò xo ép màng 3 .

                    Q_c - Lực tác dụng lên piston thuỷ lực được tính theo công thức :

                                 Với: F₁₁- Diện tích của piston xylanh chính

                            p_c - áp suất do trợ lực phanh tạo ra  , p_c = 79,3 .

                            h - Hiệu suất dẫn động thuỷ lực , h = 0,95.

                                             Þ   KG .                             

     Từ phương trình cân bằng màng 3 ta có :

                          Với P_lx = 90 N = 9 KG , tham khảo các xe có trợ lực chân không.

                                             Þ

Vậy ta có đường kính màng 3 là :

Như vậy màng 3 của bộ cường hoá có giá trị bằng 185 mm  để đảm bảo áp suất cường hoá cực đại p_c . Ta có kết cấu bộ cường hoá như sau :

Hình 2.8  Kết cấu của bộ cường hoá chân không .

1 . Thân xi lanh , 2 .Loxo Piston thứ cấp , 3 Vành tựa loxo , 4 .phớt , 5 .Chốt hạn chế, 6 .Piston thứ cấp , 7 .Phớt thân van , 8 . loxo , 9 .Vành tựa loxo , 10 .Phớt , 11.Piston sơ cấp, 12 .Phanh hám , 13 .Vành tựa loxo  , 14 .Loxo màng trợ lực , 15 .Thân trước trợ lực, 16 . Màng trợ lực , 17.Địa đỡ màng , 18. Thân sau trợ lực .19.Tấm thép van hãm, 20. Bulông M12, 21.Phớt thân trợ lực, 22.Vành đỡ loxo, 23. Loxo hồi van khí, 24.Võ bọc, 25.Lọc khí, 26.Cần đẩy, 27.Van điều khiển, 28, Loxovan điều khiển, 29, Van khí, 30, Đĩa phản lực, 31.Van chân không, 32.Thanh đẩy trợ lực, 33.ống dẫn khí, 34.ống nối, 35.Phớt thân, 36.ống dẫn dầu, 37.Cửa bù, 38.Cửa hồi dầu.

Nguyên lý làm việc:

Trạng thái không đạp phanh : Van khí 29 được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí 23 . Van điều khiển 27 bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển 28. Nó làm cho van khí 29 tiếp xúc với van điều khiển 27 . Vì vậy khí bên ngoài sau khi đi qua lọc khí 25 bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi B . Lúc này van chân không 6 bị tách ra khỏi van điều khiển 27 làm thông giữa cửa K và E. Do luôn có độ chân không trong buồng áp suất không đổi A , nên cũng có độ chân không trong buồng áp suất thay đổi B . Kết quả là pittông trợ lực bị đẩy sang phải bởi lò xo màng.

Trạng thái  khi đạp phanh : Khi đạp phanh cần điều khiển van , đẩy van khí 29 làm cho nó dịch chuyển sang trái. Van điều khiển 27 bị đẩy ép vào van khí 29 bởi lò xo van điều khiển 28, nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không 31. Vì vậy đường thông giữa cửa K và E bị bịt kín lại.

Khi van khí 29 dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều 27 . Vì vậy không khí từ ngoài qua lọc khí 25 đi vào buồng áp suất thay đổi B qua cửa E. Sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A làm pittông 11 dịch chuyển sang trái. Làm cho đĩa lực đẩy cần đẩy trợ lực sang trái và làm tăng lực đẩy của cần đây trợ lực vào pittông 11 của xi lanh chính.

Trạng thái giữ chân phanh : Nếu đạp phanh và dừng bàn đạp ở vị trí nào đó thì cần điều khiển van và van khí 29 sẽ dừng lại, nhưng pittông 11 tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh  áp. Van điều khiển 27 vẫn tiếp xúc với van chân không 31 nhờ lò xo van điều khiển 28 , nhưng di chuyển cùng với pittông 11 . Do van điều khiển 27 dịch sang trái và tiếp xúc với van khí 29 , nên không khí bị ngăn không cho vào buồng áp suất thay đổi B . Vì vậy pittông không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại.

Khi nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí 29 bị đẩy sang phải nhờ lò xo hồi van khí 28 và phản lực của xi lanh phanh chính, nó làm cho van khí 29 tiếp xúc với van điều khiển 27 , đóng đường thông giữa khí trời và với buồng áp suất thay đổi B . Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van điều khiển lại, vì vậy van van điều khiển bị tách ra khỏi van chân không làm thông cửa K và E. Nó cho phép không khí từ buồng áp suất thay đổi sang buồng áp suất không đổi làm triệt tiêu sự chênh áp giữa hai buồng. Pittông trợ lực bị đẩy lại sang phải bởi lò xo màng và trợ lực trở về trạng thái không hoạt động.

Khi không có chân không: Khi bộ cường hoá bị hỏng, không có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi, trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động, pittông bị đẩy sang phải bởi lò xo màng.

Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển van nị đẩy sang trái và đẩy vào van khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực. Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền đến pittông xi lanh chính để tạo ra lực phanh. Cùng lúc đó van khí đẩy vào tấm chặn, vì vậy pittông cũng thắng được sức cản của lò xo màng để dịch sang trái. Như vậy, phanh cũng có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợ lực phanh. Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên chân phanh cảm thấy nặng.

3.2.3 Tính lò xo màng cường hoá:

Lò xo piston xilanh chính được tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén.

v    Đường kính dây lò xo

 .

Trong đó : d - đường kính dây lò xo.

                 F_max - lực lớn nhất tác dụng lên lò xo (tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu), 180 N.

                 c - Hệ số đường kính,

với : D_tb - Đường kính trung bình của lò xo.

                     trong đó D₁ và D₂ là đường kính nhỏ nhất và lớn nhất của vòng lò xo.                             

                      Chọn c = 15 .          

                                        k - Hệ số tập trung ứng suất, được tính theo công thức:

                            [t] - ứng suất giới hạn, với lò xo làm bằng thép 65,

                                    [t] = 330 MPa.

          Từ đó tính được đường kính trung bình :

D_tb = c.d = 15.4,8= 72 mm.

Với D_tb = 72 mm chọn D₁ = 60mm, D₂ = 72mm.

v Số vòng làm việc của lò xo

 Trong đó : x - Chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng đến giá trị                                 lớn nhất F_max, từ giá trị lực nhỏ nhất F_min (lực lắp), x được chọn dựa vào hành trình của piston xilanh chính.

Ta có tổng hành trình của 2 piston xilanh chính là: S =S₁ + S₂ =12,74 +12,79 = 25,71 mm, với S₁ , S₂ là hành trình của piston sơ cấp và piston thứ cấp. Có thể chọn x bằng hoặclớn hơn tổng số hành trình trên. Lấy x = 28,7           

     G - Môđun đàn hồi vật liệu, G = 8.10⁴MPa.

      d, c - Đường kính dây lò xo và hệ số đường kính.       

      c = 15 ,d = 4,8 mm,.    

  F_max, F_min  (Tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu), F_max = 180 N, F_min = 80 N.

 vòng.

v Độ biến dạng cực đại của lò xo

          trong đó : D_tb - Đường kính trung bình của vòng lò xo, D = 72 mm.

                           n -Số vòng làm việc của lò xo, n =6 vòng.

                           F_max - Lực tác dụng cực đại lên lò xo, F_max = 180N.

                           G - Môđun đàn hồi, G = 8.10⁴ MPa.

                           d - Đường kính dây, d = 4,8 mm.

                         Þ

Ứng suất của lò xo

Trên thực tế chiều dài nén của lò xo bằng với tổng hành trình của 2 piston thứ cấp và sơ cấp. Khi đó lực tác dụng lên lò xo P_lx được tính từ tổng hành trình S của piston như sau :

Þ

          Trong đó : S - Tổng hành trình dịch chuyển của các piston, S = 25,71mm.

                           G - Mođun đàn hồi, G = 8.10⁴ MPa.  

                           d - Đường kính dây lò xo,d = 4,8mm.

                           c - Tỉ số đường kính, c = 15.

                           n - Số vòng lò xo, n =6 vòng.

                           F_min - Lực lắp lò xo, F = 80N.

Þ 

          Từ đó ta kiểm tra được ứng suât xoắn sinh ra ở thớ biên lò xo là:

Þ

          Lò xo làm bằng thép 65 có [t] = 330MPa, so sánh thấy t < [t] . Vậy điều kiện bền xoắn dược đảm bảo.

v Số vòng toàn bộ của lò xo

Piston sơ cấp

n₀ = n +2 = 6 + 2 = 8 vòng.

          Chiều cao lò xo lúc các vòng sít nhau.

H_s = (n₀ - 0,5).d = ( 4 - 0,5 ).4,8 = 9,75 mm.

Piston thứ cấp

n₀ = n +1 = 8 + 2 = 10 vòng.

v Bước của lò xo khi chưa chịu tải

t = d +

          Trong đó : d - Đường kính dây lò xo, d = 4,8mm.

                           n - Số vòng làm việc của lò xo, n = 6 vòng.

                           l_max - Độ biến dạng cực đại, l_max = 51,91mm.

Þ t = d +

v Chiều cao tự do của lò xo

H_o = H_s + n (t - d ) .

          Trong đó :   Chiều cao lò xo lúc các vòng sít nhau.

H_s = (n₀ - 0,5).d = ( 6 - 0,5 ).1,5 = 8,25mm.

                           n - Số vòng làm việc của lò xo, n = 6 vòng.

                            t - Bước của lò xo, t = 20,06 mm.

H₀ = 8,25 + 6 (20,06 - 4,8 ) = 90 mm.

PHẦN III

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ABS

1. Cơ sở lý thuyết

Trên ôtô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc hoặc dừng hẳn xe khi cần thiết. Lúc đó người lái giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ, đồng thời đạp phanh để hãm xe lại. Nhờ hệ thống phanh người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ôtô mà vẫn đảm bảo an toàn khi chuyển động. Do vận tốc chuyển động của xe ngày càng cao nên việc đi sâu nghiên cứu hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh nhằm tăng tính hiệu quả khi phanh là cấp thiết. Như ta đã biết, khi người lái xe tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh  sẽ tạo ra mômen ma sát giữa má phanh với tang trống hay đĩa phanh và được gọi là mômen phanh nhằm hãm bánh xe lại, lúc đó tại vị trí bánh xe tiếp xúc với mặt đường xuất hiện phản lực tiếp tuyến P_p ngược chiều với chuyển động của xe. Phản lực này được gọi là lực phanh và xác định theo biểu thức:

                      (1-1)

Trong đó:

                   M_p - Mômen phanh tác dụng lên bánh xe

                   P_p - Lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường

          r_b - Bán kính làm việc của bánh xe

       Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi lực bám của bánh xe với mặt đường P_j tức phụ thuộc vào điều kiện bám giữa bánh xe với mựt đường và phản lực pháp tuyến giữa bánh xe với mặt đường và được thể hiện qua biểu thức:

P_pmax = P_j = Z_b.j            (1-2)

Trong đó:

                   P_pmax - Lực phanh cực đị có thể sinh ra tứ khả năng bám của bánh xe với mặt đường.

                   P_j - Lực bám giữa bánh xe với mặt đường

                   Z_b - Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe

Ta đã biết trong hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có bộ điều hoà thì điều kiện phanh có hiệu quả và ổn định là:

Lực cản trong cơ cấu phanh < Lực cản giữa lốp và mặt đường

          Trong quá trình phanh ôtô, mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh tăng lên làm lực cản trong cơ cấu phanh tăng theo, đến một lúc nào đấy lực cản trong cơ cấu phanh sinh ra sẽ lớn hơn lực cản lốp sẽ dẫn đến sự trượt lê bánh xe. Khi bánh xe bị trượt lê hoàn toàn thì hệ số bám j có giá trị thấp nhất. Theo biểu thức (1-2) thì khi bánh xe bị trượt lê hoàn toàn thì lực phanh sinh ra giữa bánh xe và mặt đường là nhỏ nhất, dẫn đến hiệu quả phanh thấp nhất. Không những thế, nếu các bánh xe trước bị trượt lê sẽ làm cho hệ số bám dọc j_x giảm đồng thời làm cho hệ số bám ngang j_y giảm khi đó mất bánh trước sẽ không có khả năng dẫn hướng vì thế đầu xe sẽ chuyển động theo lực quán tính hoặc độ nghiêng của mặt đường, còn nếu các bánh xe sau bị trượt lê thì xe sẽ bị trượt ngang theo về bên trái hoặc bên phải theo độ nghiêng của mặt đương và xe sẽ có xu hướng quay ngoắt vòng tròn khi lực quán tính đẩy trọng tâm về phía trước và tâm quay là bánh xe trước có hệ số bám lớn. Nếu tất cả các bánh xe bị trượt lê thì xe sẽ mất hoàn toàn tính ổn định. Khi đó xe sẽ bị văng theo lực quán tính hoặc do độ nghiêng của mặt đường.

          Hệ số bám này được xác định bằng thực nghiệm bánh xe đang chuyển động bị hãm cứng hoàn toàn, nghĩa là bánh x bị trượt lê 100%.

          Trên thực tế, hệ số bám của bánh xe ôtô với mặt đường ngoài việc phụ thuộc vào loại đường và tình trạng mặt đường mà còn phụ thuộc khá nhiều bởi đọ trượt của bánh xe tương đối với mặt đường trong quá trình phanh.

          Trên hình (3-1) chỉ ra mối quan hệ giữa hệ số bám dọc j_x và hệ số bám ngang j_y của bánh xe với mặt đường theo độ trượt ngang tương đối l giữa bánh xe và mặt đường.

Hình 3.1 Sự thay đổi  hệ số bám dọc j_x và hệ số bám ngang j_y theo độ trượt tương đối l của bánh xe với mặt đường khi phanh

Độ trượt tương đối l của bánh xe với mặt đường được xác định theo biểu thức:

          Trong đó:

                   v - Vận tốc của ôtô

                   w_b - Vận tốc góc của bánh xe khi phanh

                   r_b - Bán kính làm việc của bánh xe 

          Từ hình 1.1 ta thấy rằng hệ số bám dọc có giá trị cực đại j_xmax ở giá trị độ trượt tối ưu l_o . Thực nghiệm chứng tỏ thấy rằng giá trị l_o         thường nằm trong giới hạn 15 ¸ 20%. Ở giá trị độ trượt tối ưu không những đảm bảo hệ số bám dọc có giá trị cực đại mà hệ số bám ngang cũng có giá trị khá cao. Như vậy nếu giữ cho quá trình phanh xảy ra ở độ trượt của bánh xe là  l_o thì sẽ đạt được lực phanh cực đại P_pmax = j_xmax.Z_b nghĩa là hiệu quả phanh sẽ cao nhất và đảm bảo tính ổn định và tính dẫn hướng khi phanh. Giải pháp tiên tiến nhất hiện nay để đảm bảo mối quan hệ trên khi phanh là hệ thống phanh có sự trợ giúp của hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS). Như vậy chức năng cơ bản của hệ thống phanh có trang bị ABS là giữ cho các bánh xe trong quá trình phanh ở độ trượt thay đổi trong một giới hạn hẹp quanh giá trị l_o, do đó đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất đồng thời đảm bảo tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh đặc biệt ở tốc độ cao và đường có hệ số bám thấp. Để giữ cho các bánh xe lam việc ở vùng độ trượt quanh giá trị l_o trong giới hạn hẹp và không dẫn  tới hiện tượng hãm cứng bánh xe khi phanh thì phải điều chỉnh áp suất môi chất (dầu hoặc khí) dẫn đến các cơ cấu phanh vì vậy hệ thống ABS điều khiển chống bó cứng các bánh xe trên cơ sở điều khiển áp suất môi chất dẫn động đến các bánh xe, đó cũng chính là chức năng cơ bản của hệ thống ABS.

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh có trang bị ABS  

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS trong dẫn động thuỷ lực trên ôtô được thể hiện trên hình 3.2

Hình 3.2  Sơ đồ nguyên lý ABS

1. Van điều áp

2. Xi lanh chính

3. Xi lanh công tác tại bánh xe

4. ECU

5. Cảm biến vận tốc bánh xe

6. Bánh xe

Hệ thống hoạt động như sau: Khi lái xe tác động lên bàn đạp, chất lỏng công tác được dồn từ xi lanh chính qua van điều áp 1 tới xi lanh công tác tại bánh xe thực hiện quá trình phanh. Cảm biến 5 có nhiệm vụ đo vận tốc góc của bánh xe và gửi tín hiệu này tới bộ xử lý trung tâm (ECU) 4. Khi vận tốc góc gần bằng 0, nghĩa là bánh xe sắp bị trượt lết, ECU sẽ phát lệnh cho van điều áp giảm áp suất tại xi lanh công tác, nhờ đó mômen phanh tại bánh xe giảm xuống và vận tốc góc bánh xe tăng lên. Khi vận tốc góc đạt tới một giá trị xác định ECU lại ra lệnh cho van điều áp tiếp tục tăng áp suất tại xi lanh công tác. Cứ như vậy quá trình được lặp lại và bánh xe luôn được phanh ở mức độ tối đa mà không bị trượt lết.

3. Cơ sở lý thuyết của hệ thống phanh ABS

          Ở trên ta đã nói nếu khi phanh mà các bánh xe bị bó cứng ngay từ đầu thì hiệu quả phanh, tính ổn định và tính dẫn hướng khi phanh sẽ giảm đột ngột (do j_x giảm gần một nửa và j_y giảm vài lần).  

          Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng và đảm bảo hiệu phanh cao cần phải điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay đổi quanh giá trị l_o trong giới hạn hẹp. Căn cứ vào lý thuyết đó các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh đã sử dụng nguyên lý điều chỉnh theo gia tốc chậm dần

          Trên hình 3.3 trình bày đồ thị chỉ thị sự thay đổi một số thông số của hệ thống phanh và chuyển động của bánh xe khi có trang bị hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh.

Hình 3.3.a Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của mômen phanh khi xe có trang bị hệ    thống ABS

Hình 3.3.b Đồ thị biểu diễn sự thay đổi áp suất dẫn động phanh P khi xe có trang bị hệ thống ABS

Hình 3.4.c Sự thay đổi thông số gia tốc j của bánh xe khi phanh có hệ thống ABS

Khi tác động lên bàn đạp phanh thì áp suất trong dẫn động tăng lên nghĩa là mômen phanh M_p tăng lên làm tăng giá trị của gia tốc chậm dần của bánh xe và làm tăng độ trượt của nó. Sau khi vượt qua điểm cực đại trên đường cong j_x = f(l) thì gia tốc chậm dần của bánh xe bắt đầu tăng đột ngột. Điều này báo hiệu bánh xe có xu hướng bị hãm cưng. Giai đoạn này của quá trình phanh ứng với đường cong 0 - 1 trên hình vẽ 3 - 2 a, b, c giai đoạn này là giai đoạn tăng áp suất trong dẫn động phanh.

Bộ điều khiển của hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh lúc này ghi gia tốc tại điểm 1 đạt giá trị tới hạn và ra lệnh cho bộ thực hiện phải giảm áp suất trong dẫn động phanh. Sự giảm áp được bắt đầu với độ chậm trễ nhất định do đặc tính của bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh. Quá trình diễn biến từ điểm 1 đến điểm 2 đây là quá trình giảm áp suất trong dẫn động phanh. Gia tốc của bánh xe lúc này giảm dần và tại điểm 3 gia tốc tiến gần giá trị không. Sau khi ghi lại giá trị này, bộ điều khiển ra lệnh cho bộ van thực hiện ổn định áp suất trong dẫn động phanh. Lúc này bánh xe sẽ tăng tốc trong chuyển động tương đối và vận tốc của bánh xe tiến gần tới vận tốc của ôtô nghĩa là độ trượt sẽ giảm và như vậy hệ số bám dọc j_x tăng lên (Đoạn 2 - 3) giai đoạn này là giai đoạn giữ áp suất ổn định.

Bởi vì mômen phanh trong thời gian này được giữ cố định cho nên gia tốc chậm dân cực đại của bánh xe trong chuyển động tương đối sẽ phát sinh tương ứng với hệ số bám dọc j_x đạt cực đại. Gia tốc chậm dần cực đại này được chọn làm thời điểm phát lệnh và nó tương ứng với điểm 3. Lúc này bộ điều khiển ghi lại giá trị gia tốc này và ra lệnh cho bộ van tăng áp suất trong dẫn động phanh.

Hình 3.3 trình bày đồ thị thay đổi vận tốc góc của bánh xe, tốc độ ôtô và độ trượt bánh xe theo thời gian khi phanh có ABS.

Hình 3.5.a  Sự thay đổi tốc độ góc w_b của bánh xe và tốc độ của ôtô v theo thời gian t khi phanh có trang bị hệ thống ABS

Hình 3.5.b Sự thay đổi độ trượt l  theo thời gian t khi phanh trang bị hệ thống ABS

Từ đồ thị ta thấy rằng trong quá trình phanh có hệ thống ABS, vận tốc góc w_b của bánh xe thay đổi theo chu kỳ.

4. Ý nghĩa của hệ thống ABS

          Để thấy rõ hiệu quả của hệ thống phanh có trang bị ABS chúng ta xem xét kết quả thí nghiệm sau (Sách lý thuyết ôtô và máy kéo trang 295).

Bảng 3.1 Kết quả thì nghiệm ôtô du lịch có trang bị hệ thống ABS (trong trường                  hợp mỗi bánh xe đều có cảm biến và bộ van điều khiển riêng rẽ)

          Từ kết quả thí nghiệm trên ta nhận thấy đường trơn và tốc độ xe càng lớn thì hiệu quả phanh của hệ thống có trang bị ABS lớn hơn nhiều so với hệ thống phanh không trang bị ABS.

Hệ thống ABS làm tăng tính ổn định và tính dẫn hướng của ôtô khi phanh. Ở giá trị độ trượt của bánh xe so với mặt đường khoảng 15 -25 % thì giá trị độ bám dọc xấp xỉ giá trị max còn độ bám ngang cũng đạt giá trị khá cao. Do đó vừa đảm bảo hiệu quả hanh tốt và vừa đảm bảo tính ổn định dẫn hướng khi phanh.

5.  Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống ABS

           Cảm biến tốc độ ở mỗi bánh xe sẽ truyền thông tin về tốc độ góc của bánh xe tương ứng về hộp điều khiển phanh ABS (ECU ABS), ECU căn cứ vào thông tin được truyền từ các cảm biến bánh xe sẽ xác định được tình trạng của các bánh xe bằng một trương trình đã được lập trình và cài đặt trong hộp ABS ECU.Khi ABS ECU nhận thấy cần phải can thiệp (Bánh xe đang có hiện tượng bị trượt lết ) thì ABS ECU sẽ đưa ra tín hiệu để điều khiển bộ chấp hành là các van điện đóng, mở hoặc chế độ giữ để cung cấp áp suất dầu tối ưu cho mỗi xi lanh phanh bánh xe để đảm bảo hiệu quả phanh là tốt nhất.

          Ta có sơ đồ khối của hệ thống ABS

          Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa áp suất dầu xy lanh bánh xe với mức độ tăng tốc bánh xe và tốc độ bánh xe.

          -  Chế độ giảm áp:

          ECU đặt van điện ở chế độ giảm áp theo mức độ giảm tốc của bánh xe, vì vậy giảm áp suất dầu trong xy lanh của mỗi xi lanh phanh bánh xe. Sau khi áp suất giảm, ECU chuyển van điện sang chế độ "giữ " để theo dõi về sự thay đổi

về tốc độ của bánh xe. Nếu ECU thấy rằng áp suất dầu cần giảm hưn nữa nó sẽ lại giảm áp suất dầu.

          -  Chế độ giữ và tăng áp:

          Khi áp suất dầu bên trong xilanh bánh xe giảm (Sau chế độ giảm áp). Nó cho phép bánh xe gần bị bó cứng lại tăng tốc độ. Tuy nhiên, nếu áp suất dầu giảm lực phanh tác dụng bánh xe sẽ giảm nhiều. Để tránh hiện tượng này ECU liên tục đặt van điện ở các chế độ   "Tăng áp " và chế độ "Giữ", khi bánh xe gần bị bó cứng phục hồi tốc độ.

          - Chế độ giảm áp:

Khi áp suất dầu trong xi lanh bánh xe tăng từ từ bởi ECU (Sau chế độ giữ và tăng áp) bánh xe có xu hướng lại bị bó cứng. Vì vậy, ECU lại chuyển các van điện đến chế độ "Giảm áp " để giảm áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe.

 Chu kỳ của các giai đoạn diễn ra rất nhanh, có thể lên đến 5 đến 15 lần trong một giây.  

6. Một số phương án điều khiển của hệ thống ABS

6.1  Các phương án theo nguồn dầu có áp suất

Phương án 1: Kiểu dùng áp suất dầu trợ lực lái (Xe tải 4 Runner )       

Trong kiểu ABS này, áp suất dầu từ hệ thống lái được sử dụng để điều khiển áp suất phanh. Hệ thống ABS này chỉ điều khiển chống bó cứng cho các bánh sau. Đó là đặc điểm chính của hệ thống này.

          Trong hệ thống nó chỉ có một cảm biến tốc độ được gắn ở vỏ cầu cảm nhận tốc độ quay của bánh răng vành chậu. Vì vậy một cảm biến giảm tốc được sử dụng để giúp cho ABS ECU có thể đánh giá được mức độ giảm tốc một cách chính xác hơn.

Hệ thống này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, nhưng có nhược điểm là không điều khiển chống bó cứng cho các bánh trước nên hiêu quả phanh chưa cao khi phanh xe ở tốc độ cao và hệ số bám nhỏ, xe rất rễ bị mất hướng chuyển động, nên với hệ thống này thường chỉ được bố trí cho xe tải do tải trọng đặt lên các bánh sau thường thay đổi. Nguồn dầu dùng chung với hệ thống lái nên bị ảnh hưởng của hệ thống lái.

   Phương án 2: Kiểu áp suất tạo bởi bơm riêng của bộ chấp hành ABS

          Trong kiểu ABS này, áp suất dầu được tạo từ bơm của bộ chấp hành ABS , áp suất phanh được điều khiển cho tất cả các bánh do vậy mà có hiệu quả cao hơn so với phương án trên. Nguồn dầu độc lập nên khả năng hư hỏng nguồn dầu là thấp

6.2  Các phương án theo số van trong bộ chấp hành

  Phương án 3: Cơ cấu chấp hành dùng 4 van 3 vị trí

          Với phương án này tín hiệu được đưa từ các cảm biến bánh xe đến hộp ABS ECU. Đồng thời một tín hiệu được đưa từ công tắc đèn phanh đến hộp để báo cho biết xe đang trong quá trình phanh. Căn cứ vào các tín hiệu được đưa tới, chương trình sẽ tính toán và quyết định cấp tín hiệu để điều khiển các van mỗi

van điện có ba vị trí để thực hiện ba chế độ khác nhau đó là tăng áp, giữ và giảm áp phụ thuộc vào giá trị điện áp mà hộp ABS ECU cấp cho các van.

 Với phương án có cơ cấu chấp hành 4 van 3 vị trí này có số van ít nên đơn giản trong việc chế tạo nhưng do vị trí các van được quyết định bởi dòng điện cấp cho các van nên yêu cầu về giá trị dòng điện phải chính xác.

 Phương án 4 : Cơ cấu chấp hành dùng 8 van 2 vị trí.

  Trạng thái của mỗi cửa van và mô tơ bơm

         Chế độ hoạt động       Van giữ áp suất   Van giảm áp    Môtơ bơm

Khi phanh bình thường           Cửa A mở          Cửa D đóng        OFF

 (ABS không hoạt động)

Khi phanh gấp

- Chế độ giảm áp                    Cửa A đóng       Cửa D mở            ON

-Chế độ giữ                             Cửa A đóng       Cửa D đóng         ON

-Chế độ tăng áp                      Cửa A mở          Cửa D đóng         ON

7  Giải pháp kết cấu và điều khiển hệ thống ABS

 7.1 Sơ đồ mạch cơ bản và các bộ phận chủ yếu của hệ thống ABS

 7.1.2 Sơ đồ mạch điện

           Ta có sơ đồ mạch điện của hệ thống phanh ABS cho xe CELICA đời 89

7.1.2 Cảm biến tốc độ bánh xe

          - Nhiệm vụ: Cảm biến tốc độ bánh xe có nhiệm vụ cơ bản là biến chuyển động quay của bánh xe tương ứng thành tín hiệu điện áp xoay chiều có tần số tỉ lệ thuận với tốc độ quay của bánh xe.

          - Cấu tạo: Cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau bao gồm một nam châm vĩnh cửu để từ hoá cuộn dây, cuộn dây dùng để phát dòng điện soay chiều và một lõi từ. Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay rôto cảm biến cũng như số lượng cảm biến thay đổi theo kiểu xe

          Hình vẽ dưới đây chỉ ra vị trí của cảm biến và rô to cảm biến. Rôto cảm biến là một đĩa mép ngoài có răng và các răng cách đều nhau. Đĩa được lắp chặt với moay ơ bánh xe do vậy nó sẽ quay cùng với moay ơ bánh xe

-         Hoạt động:  Vành ngoài của rô to có các răng cách đều nhau nên khi rô to quay sẽ làm thay đổi khe hở không khí thay đổi theo vị trí của răng rô to tương đối so với cuộn dây nhận tín hiệu làm cho mật độ từ thông qua cuộn dây thay đổi, mật độ từ thông thay đổi này sinh ra điện áp soay chiều trong cuộn dây. Điện áp soay chiều này có tần số tỉ lệ  thuận với tốc độ quay của rô to có nghĩa tỉ lệ thuận với tố độ quay của bánh xe và như vây tín hiệu điện áp Ac này báo cho ABS ECU biết tốc độ của bánh xe.  

7.1.3 Cảm biến giảm tốc (Chỉ được trang bị ở một vài kiểu xe)

          - Nhiệm vụ: Cảm biến giảm tốc có nhiệm vụ cho phép ABS ECU đo trực tiếp sự giảm tốc của xe trong quá trình phanh. Vì vậy cho phép nó biết rõ hơn trạng thái của mặt đường. Kết quả là mức độ chính xác khi phanh được cải thiện để tránh cho các bánh xe không bị bó cứng. Cảm biến giảm tốc còn được gọi là " cảm biến G".Cảm biến giảm tốc được sử dụng nhiều ở kiểu xe 4W do tốc độ của bánh xe không thay đổi đồng thời với sự giảm tốc độ của xe vì trong trường hợp xe 4WD, nếu một trong các bánh xe bị hãm cứng trên mặt đường có hệ số ma sát ỡ cực thấp thì bánh bị hãm cứng cũng làm các bánh khác bị hãm cứng theo.Hiện tượng này sảy ra bởi vì tất cả các bánh xe được nối với hệ thống truyền lực nên tốc độ của các bánh xe ảnh hưởng lẫn nhau.

           - Cấu tạo: Cảm biến giảm tốc bao gồm 2 cặp đèn LED (Diod phát quang) và 2 phototransistor (Diod cảm quang), một đĩa xẻ rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu.

          - Hoạt động: Khi mức độ giảm tốc của xe thay đổi, đĩa xẻ rãnh lắc theo chiều dọc xe thương ứng với mức độ giảm độ của xe. các rãnh trên đĩa cắt ánh sáng từ đèn LED đến phototransistor làm phototransistor thay đổi trạng thái đóng, mở. Người ta sử dụng 2 cặp đèn LED và phototransistor. Tổ hợp tạo bởi 2 cặp đèn LED và phototransistor chia mức độ giảm tốc thành 4 khoảng và gửi tín hiệu về ABS ECU. ABS ECU dùng những tín hiệu này để xác định chính xác tình trạng mặt đường và thực hiện các biện pháp điều khiển thích hợp.

          Trên một vài kiểu xe gia tốc ngang cũng được đo nhằm xác định xem xe có phải đang quay vòng hay không, vì trong quá trình quay vòng, các bánh xe phía trong có xu hướng bị nhấc lên khỏi mặt đất do lực ly tâm như vậy phản lực pháp tuyến giữa mặt đường tác dụng lên bánh xe nhỏ là cho các bánh xe phía trong có xu hướng bị bó cứng dễ dàng hơn trong khi các bánh phía ngoài lại bị tì mạnh xuống mặt đường làm tăng phản lực giữa mặt đường tác dụng lên bánh xe như vậy các bánh xe phía ngoài khó bị bó cứng hơn. Vì vậy sau khi xác định xem có phải xe đang quay vòng hay không, áp suất dầu đến các bánh phía ngoài được tăng lên cao hơn bánh phía trong để tăng hiệu quả phanh. Để đo gia tốc ngang thì một cảm biến kiểu phototransistor được dùng nhưng được gắn theo trục ngang của xe, ngoài ra cũng có thể dùng một cảm biến kiểu bán dẫn để do gia tốc dọc và ngang.

7.1.4 Bộ chấp hành ABS     

          - Nhiệm vụ:  Bộ chấp hành ABS có nhiệm vụ cấp hay ngắt áp suất dầu từ xi lanh phanh chính đến mỗi xi lanh bánh xe  hoặc giảm áp suất trong xi lanh phanh bánh xe theo tín hiệu từ ABS ECU để điều khiển mô men phanh bánh xe.

          - Cấu tạo: Có nhiều kiểu bộ chấp hành ABS tuỳ thuộc vào kiểu xe, đời xe cũng như hãng xe nhưng bộ chấp hành ABS thường bao gồm các van điện, bơm dầu bình dầu tích năng và các van 1 chiều. Hình 2-3 Cho biết cấu tạo của bộ chấp hành với loại 4 van 3vị trí.

Có thể chia bộ chấp hành theo chức năng thành 2 cụm sau

- Hoạt động:

+ Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)

          ABS không hoạt động trong quá trình phanh bình thường và ABS ECU không gửi dòng điện đến cuộn dây của van. Do đó van 3 vị trí bị đẩy xuống dưới tác dụng của lò xo hồi vị và cửa "A" vẫn mở trong khi cửa "B" vẫn đóng.

          Khi đạp phanh bình thường, áp suất dầu trong xi lanh phanh chính tăng, dầu phanh đi từ xi lanh chính đến cửa "A" rồi đến cửa "C" trong van điện 3 vị trí rồi tới xi lanh bánh xe. Dầu phanh không vào được bơm bởi van một chiều số 1 gắn trong mạch bơm. Khi nhả chân phanh, áp suất trong xi lanh chính giảm làm dầu phanh được hồi từ xi lanh bánh xe về xi lanh chính qua cửa "C" đến cửa "A" và một phần qua van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí.

-         Khi phanh gấp (ABS hoạt động)                                          

Nếu có bất kỳ bánh xe nào gần bị bó cứng khi phanh gấp, bộ chấp hành ABS sẽ điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xi lanh bánh xe đó theo tín hiệu từ  ECU. Vì vậy bánh xe không bị bó cứng.

 Chế độ giảm áp:

          Khi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU gửi dòng điện 5A đến cuộn dây của van điện, làm sinh ra một lực từ mạnh. Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên. cửa "A" đóng trong khi cửa "B" mở. Kết quả là dầu phanh từ xi lanh bánh xe qua cửa "C " tới cửa "B" trong van điện 3 vị trí và chảy về bình dầu.Cùng lúc đó,môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh được hồi trả về xi lanh phanh chính từ bình chứa. Mặt khác cửa "A" đóng ngăn không cho dầu phanh từ xi lanh chính vào van điện 3 vị trí, đồng thời van một chiều số 1 và van một chiều số 3 cũng ngăn không cho dầu qua.Kết quả là áp suất dầu bên trong xi lanh bánh xe giảm, ngăn không cho bánh xe bị bó cứng. Mức độ giảm áp suất dầu được điều chỉnh bằng cách lặp lại các chế độ "giảm áp" và "giữ".

Chế độ giữ:

          Khi áp suất bên trong xi lanh bánh xe giảm hay tăng, cảm biến tốc độ bánh xe gửi tín hiệu báo rằng tốc độ bánh xe đã đạt đến giá trị mong muốn. ABS ECU sẽ cấp dòng điện 2A đến cuộn dây của van điện để giữ áp suất trong xi lanh bánh xe không đổi.

     Khi dòng điện cấp cho cuộn dây của van bị giảm từ 5A (ở chế độ giảm áp) xuống còn 2A (ở chế độ giữ), lực điện từ sinh ra trong cuộn dây cũng giảm. Van điện 3 vị trí dịch chuyển xuống vị trí giữa nhờ lực của lò xo hồi vị làm cửa "B" đóng. 

Chế độ tăng áp:

          Khi thông tin được đưa về ABS ECU từ các cảm biến bánh xe nếu  ABS ECU nhận thấy tồc độ bánh xe tăng lên thì ABS ECU sẽ quyết định tăng áp suất trong xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn ABS ECU sẽ ngắt dòng điện cấp cho cuộn dây van điện. Vì vậy cửa "A" của van điện 3 vị trí sẽ mở còn cửa "B" của van điện 3 vị trí đóng. Nó cho phép dầu trong xi lanh phanh chính chảy qua cửa "A" đến cửa "C" trong van điện 3 vị trí đến xi lanh bánh xe, mức độ tăng áp suất cần được điều khiển nhờ lặp lại các chế độ tăng áp và giữ.

PHẦN IV

THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÔ PHỎNG

I.ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, các nghiên cứu lý luận về hiệu qủa phanh, tính ổn định động học

của quá trình phanh cũng như động học của quá trình chuyển động nói chung đã được rất nhiều các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước đề cập tới và có thống nhất chung về các công trình lý luận này, tức là sử dụng hệ thống ABS để nâng cao hiệu quả phanh. Các vấn đề về kết cấu cũng như điều khiển đã được các hãng xe nổi tiếng trên thế giới đưa vào áp dụng từ những năm 1970 và phát triển cho đến ngày nay đã có những bước phát triển vượt bậc mang lại hiệu quả rất cao. Tuy nhiên, ở Việt Nam mặc dù đã có những nghiên cứu từ khá sớm nhưng do nền công nghiệp ôtô phát triển còn chậm nên hầu hết các vấn đề nghiên cứu về vấn đề này mới chỉ dừng ở những nghiên cứu về lý luận mà rất ít nghiên cứu ứng dụng trong thực tế. Hiện nay trên thế giới có các thức mô phỏng hệ thống hoàn toàn trên máy tính với các phần mềm chuyên dụng. Phương pháp này cho phép thiết lập mô hình và hoạt động của hệ thống ABS  một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, ở nước ta hiện nay công nghệ phần mềm ứng dụng chuyên dùng cho thiết kế chưa phát vì thế chi phí để mua phần mềm rất tốn kém, các phần mềm có trên thị trường chỉ là các bản Demo nên độ tin cây không cao.

          Phương pháp mô phỏng trên mô hình thực thông qua lập trình điều khiển bằng máy tính dù có nhiều tốn kém và cũng cần đến nhiều giả thiết. Song phương pháp này cho ta kết quả trực quan, có thể thấy rõ hiệu quả của chương trình điều khiển thông qua giao diện của máy tính.

II.   THIẾT KẾ MÔ HÌNH

1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động

                           Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mô hình

          1. Nguồn khí                                10. Cảm biến áp suất dầu

                  2. Van phân phối.                       11. Bánh xe

                 3. Xi lanh lực                              12. Xi lanh bánh xe

                4. Đồng hồ áp suất                      13. Cảm biến tốc độ

                 5. Bàn đạp                                           14. Bánh chủ động

                6. Công tắc đèn phanh                15. Dây đai

                7. Bộ trợ lực chân không                     16. Puli

  8. Tổng phanh                                     17. Khối lượng quán tính

               9.  Cơ cấu chấp hành                 18. Môtơ

              19. Máy tính điều khiển

2.    Nguyên lý hoạt động

Khi cấp điện cho môtơ, môtơ quay sẽ kéo khối lượng quán tính 17 quay, nhờ puli 16 và đai 15 nên  làm quay bánh chủ động 14, do ma sát  giữa bánh chủ động 14 và bánh xe nên bánh xe cũng quay theo. Trong mô hình này, bánh chủ động đóng vai trò là mặt đường và ta có thể thay đổi  hệ số bám của nó với bánh xe bằng một cơ cấu căn chỉnh bằng lò xo.

Khi phanh, máy tính nhận được tín hiệu qua công tắc chân phanh, khi đó máy tính sẽ thực hiện các công việc sau:

+ Gửi tín hiệu điều khiển đến rơle ngừng cấp điện cho động cơ, khi đó các bánh xe chuyển động nhờ khối lượng quán tính 17 và các khối lượng quán tính được gắn trực tiếp trên cơ cấu phanh.

+ Máy tính liên tục nhận được tốc độ từng bánh xe từ các cảm biến tốc độ. Nếu tốc độ của bánh xe vượt quá tốc độ tiêu chuẩn. Máy tính sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới cơ cấu chấp hành phanh ABS theo các chế độ “tăng áp”, “giữ áp” và “giảm áp” như đã trình bày trong phần trên do đó ngăn các bánh xe không bị bó cứng.

3.    Sơ đồ điện và mạch giao tiếp với máy tính

Để có thể tiến hành điều khiển hoặc giám sát quá trình điều khiển bằng máy tính trước hết phải có được mối liên hệ cần thiết giữa máy tính và thế giới bên ngoài. Một chương trình điều hành hệ thống ghép nối phải có đủ khả năng nối với máy tính. Các thông tin xử lý có thể dưới dạng nhị phân cũng như các quyết định có/không hoặc phép so sánh nhỏ hơn/lớn hơn. Cổng giao tiếp với thế giới bên ngoài được mở rộng bằng giao diện. Đối với các máy tính PC tuân theo tiêu chuẩn công nghiệp có thể thực hiện được các khả năng ghép nối sau:

-         Sử dụng card mở rộng cắm vào máy tính, theo cách này cho phép đạt được tốc độ truy cập lớn nhất.

-         Các giao diện tiêu chuẩn hoá đóng vai trò ghép nối máy tính PC với các mạch giao diện bên ngoài.

-         Ghép nối máy tính với một bộ vi xử lý riêng để thực hiện những bài toán khác mà không cần trao đổi dữ liệu với máy tính PC. Khi đó người sử dụng phải phân định rõ bài toán lập trình với hệ thống này.

-         Các giao diện có trên máy tính PC, như giao diện nối tiếp, giao diện song song cho phép sử dụng trực tiếp làm giao diện. Nhờ vậy, đối với rất nhiều ứng dụng không cần thiết phải có một phần cứng bổ xung.

3.1 Sơ đồ điện của mô hình được thể hiện trên hình 4.2

Hình 4.2 Sơ đồ điện của mô hình

                            1. Các cảm biến hồng ngoại        5, 6. Các điện trở

                            2. Cơ cấu chấp hành ABS           7. Công tắc điện

                            3. Các Transitor                        8. Công tắc chân phanh

                            4. Diốt                                      9. Rơle

Giao tiếp của mạch điện với máy tính được thông qua cổng LPT. Mô hình sử

cơ cấu chấp hành kiểu 8 van 2 vị trí. 8 van này được điều khiển bởi các Transitor. Các điốt 4 có tác dụng ngăn dòng điện ngược. Rơle dùng để đóng ngăt môtơ 8. Công tắc điện 7 có ba vị trí: ON, OFF, START

3.2             Nguyên lý hoạt động

-         Tín hiệu đầu vào: Các cảm biến hồng ngoại 1 gửi tín hiệu tốc độ vòng quay của bánh xe về máy tính.

-         Tín hiệu đầu ra: Máy tính gửi tín hiệu điều khiển tới cơ cấu chấp hành thông qua các Transitor.

 II. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

1.      Giao diện của chương trình điều khiển

2.      Mã nguồn của chương trình             

object Form1: TForm1

  Left = 0

  Top = 0

  Width = 1024

  Height = 738

  Caption = 'Form1'

  Color = clBtnFace

  Font.Charset = ANSI_CHARSET

  Font.Color = clTeal

  Font.Height = -16

  Font.Name = 'VNI-Times'

  Font.Style = [fsBold]

  Menu = MainMenu1

  OldCreateOrder = False

  WindowState = wsMaximized

  OnCreate = FormCreate

  OnPaint = FormPaint

  PixelsPerInch = 96

  TextHeight = 21

  object PaintBox1: TPaintBox

    Left = 84

    Top = 80

    Width = 641

    Height = 425

  end

  object Label1: TLabel

    Left = 132

    Top = 43

    Width = 525

    Height = 32

    Caption = #167#229' th'#222' bi'#213'n '#174#230'i gia t'#232'c b'#184'nh xe theo th'#234'i gian'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -27

    Font.Name = '.VnTime'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

  end

  object Label10: TLabel

    Left = 325

    Top = 533

    Width = 135

    Height = 21

    Caption = 'Th'#244#248'i gian phanh (s)'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -16

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

  end

  object Label11: TLabel

    Left = 122

    Top = 502

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '1'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label12: TLabel

    Left = 142

    Top = 502

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '2'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label13: TLabel

    Left = 163

    Top = 503

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '3'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label14: TLabel

    Left = 182

    Top = 503

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '4'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label15: TLabel

    Left = 203

    Top = 503

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '5'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label16: TLabel

    Left = 224

    Top = 503

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '6'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label17: TLabel

    Left = 243

    Top = 504

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '7'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label18: TLabel

    Left = 264

    Top = 504

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '8'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label19: TLabel

    Left = 283

    Top = 504

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '9'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label20: TLabel

    Left = 418

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '16'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label21: TLabel

    Left = 438

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '17'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label22: TLabel

    Left = 458

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '18'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label23: TLabel

    Left = 378

    Top = 504

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '14'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label24: TLabel

    Left = 361

    Top = 504

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '13'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label25: TLabel

    Left = 399

    Top = 504

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '15'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label26: TLabel

    Left = 339

    Top = 504

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '12'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label27: TLabel

    Left = 321

    Top = 504

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '11'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label28: TLabel

    Left = 299

    Top = 504

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '10'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label29: TLabel

    Left = 599

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '25'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label30: TLabel

    Left = 618

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '26'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label31: TLabel

    Left = 638

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '27'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label32: TLabel

    Left = 558

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '23'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label33: TLabel

    Left = 539

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '22'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label34: TLabel

    Left = 578

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '24'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label35: TLabel

    Left = 520

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '21'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label36: TLabel

    Left = 500

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '20'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label37: TLabel

    Left = 477

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '19'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label38: TLabel

    Left = 659

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '28'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label39: TLabel

    Left = 733

    Top = 502

    Width = 3

    Height = 17

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label40: TLabel

    Left = 677

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '26'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label41: TLabel

    Left = 697

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '27'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label42: TLabel

    Left = 716

    Top = 505

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '28'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label43: TLabel

    Left = 91

    Top = 501

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '0'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label44: TLabel

    Left = 92

    Top = 473

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '1'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label45: TLabel

    Left = 92

    Top = 452

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '2'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label46: TLabel

    Left = 92

    Top = 430

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '3'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label47: TLabel

    Left = 92

    Top = 411

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '4'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label48: TLabel

    Left = 92

    Top = 390

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '5'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label49: TLabel

    Left = 92

    Top = 369

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '6'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label50: TLabel

    Left = 84

    Top = 290

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '10'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label51: TLabel

    Left = 84

    Top = 271

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '11'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label52: TLabel

    Left = 84

    Top = 250

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '12'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label53: TLabel

    Left = 92

    Top = 330

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '8'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label54: TLabel

    Left = 92

    Top = 312

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '9'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label55: TLabel

    Left = 92

    Top = 349

    Width = 7

    Height = 17

    Caption = '7'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label56: TLabel

    Left = 84

    Top = 231

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '13'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label57: TLabel

    Left = 84

    Top = 211

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '14'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label58: TLabel

    Left = 84

    Top = 192

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '15'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label59: TLabel

    Left = 84

    Top = 169

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '16'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label60: TLabel

    Left = 84

    Top = 151

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '17'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label61: TLabel

    Left = 84

    Top = 133

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '18'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label62: TLabel

    Left = 84

    Top = 111

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '19'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object Label63: TLabel

    Left = 84

    Top = 93

    Width = 14

    Height = 17

    Caption = '20'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clRed

    Font.Height = -13

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = []

    ParentFont = False

  end

  object GroupBox1: TGroupBox

    Left = 736

    Top = 117

    Width = 233

    Height = 169

    Caption = 'Va'#228'n to'#225'c(km/h)'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -16

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

    TabOrder = 0

    object Label3: TLabel

      Left = 8

      Top = 50

      Width = 80

      Height = 21

      Caption = 'Ba'#249'nh tr'#246#244#249'c'

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

    end

    object Label4: TLabel

      Left = 8

      Top = 82

      Width = 95

      Height = 21

      Caption = 'Ba'#249'nh sau tra'#249'i'

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

    end

    object Label5: TLabel

      Left = 8

      Top = 114

      Width = 100

      Height = 21

      Caption = 'Ba'#249'nh sau pha'#251'i'

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

    end

    object Edit2: TEdit

      Left = 160

      Top = 48

      Width = 49

      Height = 27

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = '.VnTime'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

      TabOrder = 0

      Text = 'Edit2'

    end

    object Edit3: TEdit

      Left = 160

      Top = 80

      Width = 49

      Height = 27

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = '.VnTime'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

      TabOrder = 1

      Text = 'Edit3'

    end

    object Edit4: TEdit

      Left = 160

      Top = 112

      Width = 49

      Height = 27

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = '.VnTime'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

      TabOrder = 2

      Text = 'Edit4'

    end

  end

  object GroupBox2: TGroupBox

    Left = 736

    Top = 325

    Width = 233

    Height = 153

    Caption = 'Gia to'#225'c(m/s2)'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -16

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

    TabOrder = 1

    object Label7: TLabel

      Left = 8

      Top = 42

      Width = 80

      Height = 21

      Caption = 'Ba'#249'nh tr'#246#244#249'c'

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

    end

    object Label8: TLabel

      Left = 8

      Top = 74

      Width = 95

      Height = 21

      Caption = 'Ba'#249'nh sau tra'#249'i'

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

    end

    object Label9: TLabel

      Left = 9

      Top = 109

      Width = 100

      Height = 21

      Caption = 'Ba'#249'nh sau pha'#251'i'

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

    end

    object Edit6: TEdit

      Left = 160

      Top = 43

      Width = 49

      Height = 29

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

      TabOrder = 0

      Text = 'Edit6'

    end

    object Edit7: TEdit

      Left = 160

      Top = 76

      Width = 49

      Height = 29

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

      TabOrder = 1

      Text = 'Edit7'

    end

    object Edit8: TEdit

      Left = 160

      Top = 109

      Width = 49

      Height = 29

      Font.Charset = ANSI_CHARSET

      Font.Color = clRed

      Font.Height = -16

      Font.Name = 'VNI-Times'

      Font.Style = [fsBold]

      ParentFont = False

      TabOrder = 2

      Text = 'Edit8'

    end

  end

  object GroupBox3: TGroupBox

    Left = 80

    Top = 574

    Width = 641

    Height = 105

    Color = clBtnFace

    ParentColor = False

    TabOrder = 2

  end

  object Button1: TButton

    Left = 115

    Top = 602

    Width = 113

    Height = 41

    Cursor = crHandPoint

    Caption = '&Kh'#244#251'i '#241'o'#228'ng'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -16

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

    TabOrder = 3

    OnClick = Button1Click

  end

  object Button2: TButton

    Left = 266

    Top = 602

    Width = 113

    Height = 41

    Caption = '&In ke'#225't qua'#251

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -16

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

    TabOrder = 4

    OnClick = Button2Click

  end

  object Button3: TButton

    Left = 418

    Top = 602

    Width = 113

    Height = 41

    Caption = 'Kh'#244#251'i &'#241'o'#228'ng la'#239'i'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -16

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

    TabOrder = 5

    OnClick = Button3Click

  end

  object Button4: TButton

    Left = 570

    Top = 602

    Width = 113

    Height = 41

    Caption = '&Thoa'#249't'

    Font.Charset = ANSI_CHARSET

    Font.Color = clTeal

    Font.Height = -16

    Font.Name = 'VNI-Times'

    Font.Style = [fsBold]

    ParentFont = False

    TabOrder = 6

    OnClick = Button4Click

  end

  object MainMenu1: TMainMenu

    OwnerDraw = True

    Left = 752

    Top = 16

    object File1: TMenuItem

      Caption = '&File'

      OnDrawItem = File1DrawItem

      OnMeasureItem = File1MeasureItem

      object Open1: TMenuItem

        Caption = '&Open'

        OnClick = Open1Click

        OnDrawItem = Open1DrawItem

        OnMeasureItem = Open1MeasureItem

      end

      object Exit1: TMenuItem

        Caption = '&Save'

        OnClick = Exit1Click

        OnDrawItem = Exit1DrawItem

        OnMeasureItem = Exit1MeasureItem

      end

      object N1: TMenuItem

        Caption = 'C&lose'

        OnClick = N1Click

        OnDrawItem = N1DrawItem

        OnMeasureItem = N1MeasureItem

      end

    end

    object help1: TMenuItem

      Caption = '&Cong cu'

      OnDrawItem = help1DrawItem

      OnMeasureItem = help1MeasureItem

      object About1: TMenuItem

        Caption = 'About'

        OnDrawItem = About1DrawItem

        OnMeasureItem = About1MeasureItem

      end

    end

  end

  object Timer1: TTimer

    Interval = 20

    OnTimer = Timer1Timer

    Left = 960

    Top = 16

  end

  object OpenDialog1: TOpenDialog

    Left = 832

    Top = 16

  end

  object SaveDialog1: TSaveDialog

    Left = 872

    Top = 16

  end

  object PrintDialog1: TPrintDialog

    Copies = 1

    Left = 912

    Top = 16

  End;

end.

unit DATN;

interface

uses

  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

  Dialogs, ExtCtrls, StdCtrls, Buttons, Menus,Printers;

type

  TForm1 = class(TForm)

    PaintBox1: TPaintBox;

    Label1: TLabel;

    MainMenu1: TMainMenu;

    File1: TMenuItem;

    Open1: TMenuItem;

    Exit1: TMenuItem;

    help1: TMenuItem;

    About1: TMenuItem;

    N1: TMenuItem;

    GroupBox1: TGroupBox;

    Label3: TLabel;

    Label4: TLabel;

    Label5: TLabel;

    Edit2: TEdit;

    Edit3: TEdit;

    Edit4: TEdit;

    Timer1: TTimer;

    OpenDialog1: TOpenDialog;

    SaveDialog1: TSaveDialog;

    PrintDialog1: TPrintDialog;

    GroupBox2: TGroupBox;

    Label7: TLabel;

    Label8: TLabel;

    Label9: TLabel;

    Edit6: TEdit;

    Edit7: TEdit;

    Edit8: TEdit;

    GroupBox3: TGroupBox;

    Button1: TButton;

    Button2: TButton;

    Button3: TButton;

    Button4: TButton;

    Label10: TLabel;

    Label11: TLabel;

    Label12: TLabel;

    Label13: TLabel;

    Label14: TLabel;

    Label15: TLabel;

    Label16: TLabel;

    Label17: TLabel;

    Label18: TLabel;

    Label19: TLabel;

    Label20: TLabel;

    Label21: TLabel;

    Label22: TLabel;

    Label23: TLabel;

    Label24: TLabel;

    Label25: TLabel;

    Label26: TLabel;

    Label27: TLabel;

    Label28: TLabel;

    Label29: TLabel;

    Label30: TLabel;

    Label31: TLabel;

    Label32: TLabel;

    Label33: TLabel;

    Label34: TLabel;

    Label35: TLabel;

    Label36: TLabel;

    Label37: TLabel;

    Label38: TLabel;

    Label39: TLabel;

    Label40: TLabel;

    Label41: TLabel;

    Label42: TLabel;

    Label43: TLabel;

    Label44: TLabel;

    Label45: TLabel;

    Label46: TLabel;

    Label47: TLabel;

    Label48: TLabel;

    Label49: TLabel;

    Label50: TLabel;

    Label51: TLabel;

    Label52: TLabel;

    Label53: TLabel;

    Label54: TLabel;

    Label55: TLabel;

    Label56: TLabel;

    Label57: TLabel;

    Label58: TLabel;

    Label59: TLabel;

    Label60: TLabel;

    Label61: TLabel;

    Label62: TLabel;

    Label63: TLabel;

    procedure Button1Click(Sender: TObject);

    procedure FormPaint(Sender: TObject);

    procedure Open1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      var Width, Height: Integer);

    procedure Open1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      ARect: TRect; Selected: Boolean);

    procedure Exit1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      var Width, Height: Integer);

    procedure Exit1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      ARect: TRect; Selected: Boolean);

    procedure help1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      var Width, Height: Integer);

    procedure help1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      ARect: TRect; Selected: Boolean);

    procedure File1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      var Width, Height: Integer);

    procedure File1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      ARect: TRect; Selected: Boolean);

    procedure About1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      var Width, Height: Integer);

    procedure About1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

      ARect: TRect; Selected: Boolean);

    procedure N1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas; var Width,

      Height: Integer);

    procedure N1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas; ARect: TRect;

      Selected: Boolean);

    procedure N1Click(Sender: TObject);

    procedure Open1Click(Sender: TObject);

    procedure Exit1Click(Sender: TObject);

    procedure Button4Click(Sender: TObject);

    procedure Button2Click(Sender: TObject);

    procedure Timer1Timer(Sender: TObject);

    procedure FormCreate(Sender: TObject);

    procedure Button3Click(Sender: TObject);

  private

    { Private declarations }

  public

    { Public declarations }

  end;

var

  Form1: TForm1;

  lg: boolean;

  i:Integer;

  h:Integer;

  x,y:Integer;

  Giatoc: Array[1..1000] of Integer;

implementation

{$R *.dfm}

procedure RotateText(Canvas:TCanvas;

                        X,Y: Integer;

                        Text:Pchar;

                        Angle: Integer);

var

  LogRec:TLOGFONT;

  OldFont,NewFont:HFONT;

begin

  GetObject(Canvas.Font.Handle,SizeOf(LogRec),@LogRec);

  LogRec.lfEscapement:=Angle*10;

  LogRec.lfOutPrecision:=OUT_TT_ONLY_PRECIS;

  StrPCopy(LogRec.lfFaceName,Canvas.Font.Name);

  NewFont:=CreateFontIndirect(LogRec);

  OldFont:=SelectObject(Canvas.Handle,NewFont);

  Canvas.TextOut(X,Y,Text);

  NewFont:=SelectObject(Canvas.Handle,OldFont);

  DeleteObject(NewFont);

end;

function doix(bienx:integer):integer;

begin

doix:=20+bienx*20;

end;

function doiy(bieny:integer):integer;

begin

doiy:=420-bieny*20;

end;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin

  if h=0 then

      begin

        h:=1;

        Button1.Font.Name:='Vni-Times';

        Button1.Font.Style:=[fsBold];

        Button1.Font.Size:=12;

        Button1.Caption:='&Dửứng';

        Timer1.Enabled:=true;

      end

   else

      begin

        h:=0;

        Button1.Font.Name:='Vni-Times';

        Button1.Font.Style:=[fsBold];

        Button1.Font.Size:=12;

        Button1.Caption:='&Khụỷi ủoọng';

        Timer1.Enabled:=False;

      end;

end;

procedure TForm1.FormPaint(Sender: TObject);

var n:Integer;

begin

  with Paintbox1.Canvas do

    begin

      Pen.Color:=ClBlack;

      Brush.Color:=ClWhite;

      Rectangle(19,19,641,420);

      Pen.Color:=ClLtGray;

      Pen.Style:=psDot;

        for n:=0 to 20 do

          begin

            MoveTo(19,20+n*20);

            LineTo(650,20+n*20);

          end;

        for n:=0 to 30 do

          begin

            MoveTo(20+n*20,418);

            LineTo(20+n*20,19);

          end;

      end;

  Canvas.Font.Name:='VNI-Times';

  Canvas.Font.Style:=[fsBold];

  Canvas.Font.Size:=12;

  RotateText(Canvas,25,380,'Gia toỏc phanh (m/s2)',90);

 end;

procedure TForm1.Open1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  var Width, Height: Integer);

begin

Width:=60;

Height:=20;

end;

procedure TForm1.Open1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  ARect: TRect; Selected: Boolean);

begin

ACanvas.Font.Name:='VNI-Times';

ACanvas.Font.Size:=10;

if selected then

      begin

        ACanvas.Brush.Color:=clGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end

else

      begin

Canvas.Brush.Color:=clGray;

ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end;

ACanvas.FillRect(ARect);

ACanvas.TextOut(ARect.Left,Arect.Top,'Mụỷ taọp tin!');

end;

procedure TForm1.Exit1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  var Width, Height: Integer);

begin

Width:=40;

Height:=20;

end;

procedure TForm1.Exit1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  ARect: TRect; Selected: Boolean);

begin

  ACanvas.Font.Name:='VNI-Times';

  ACanvas.Font.Size:=10;

if selected then

      begin

        ACanvas.Brush.Color:=clGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end

else

      begin

        Canvas.Brush.Color:=clGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end;

 ACanvas.FillRect(ARect);

 ACanvas.TextOut(ARect.Left,Arect.Top,'Lửu laùi');

end;

procedure TForm1.help1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  var Width, Height: Integer);

begin

  Width:=20;

  Height:=20;

end;

procedure TForm1.help1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  ARect: TRect; Selected: Boolean);

begin

  ACanvas.Font.Name:='VNI-Times';

  ACanvas.Font.Size:=10;

if selected then

      begin

        ACanvas.Brush.Color:=clLtGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end

else

      begin

        Canvas.Brush.Color:=clBtnFace;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end;

  ACanvas.FillRect(ARect);

  ACanvas.TextOut(ARect.Left,Arect.Top,'Trụù giuựp');

end;

procedure TForm1.File1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  var Width, Height: Integer);

begin

Width:=20;

Height:=20;

end;

procedure TForm1.File1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  ARect: TRect; Selected: Boolean);

begin

  ACanvas.Font.Name:='VNI-Times';

  ACanvas.Font.Size:=10;

if selected then

      begin

        ACanvas.Brush.Color:=clLtGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

        end

else

      begin

        Canvas.Brush.Color:=clGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end;

  ACanvas.FillRect(ARect);

  ACanvas.TextOut(ARect.Left,Arect.Top,'File');

end;

procedure TForm1.About1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  var Width, Height: Integer);

begin

  Width:=60;

  Height:=20;

end;

procedure TForm1.About1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  ARect: TRect; Selected: Boolean);

begin

  ACanvas.Font.Name:='VNI-Times';

  ACanvas.Font.Size:=10;

if selected then

    begin

      ACanvas.Brush.Color:=clHighlight;

      ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

    end

else

    begin

      Canvas.Brush.Color:=clBtnFace;

      ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

    end;

  ACanvas.FillRect(ARect);

  ACanvas.TextOut(ARect.Left,Arect.Top,'Giụựi thieọu');

end;

procedure TForm1.N1MeasureItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  var Width, Height: Integer);

begin

  Width:=40;

  Height:=20;

end;

procedure TForm1.N1DrawItem(Sender: TObject; ACanvas: TCanvas;

  ARect: TRect; Selected: Boolean);

begin

ACanvas.Font.Name:='VNI-Times';

  ACanvas.Font.Size:=10;

if selected then

      begin

        ACanvas.Brush.Color:=clGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end

else

      begin

        Canvas.Brush.Color:=clGray;

        ACanvas.Font.Style:=[fsBold];

      end;

 ACanvas.FillRect(ARect);

 ACanvas.TextOut(ARect.Left,Arect.Top,'Thoaựt');

end;

procedure TForm1.N1Click(Sender: TObject);

begin

Close;

end;

procedure TForm1.Open1Click(Sender: TObject);

begin

  if OpenDialog1.Execute then

    begin

    end;

end;

procedure TForm1.Exit1Click(Sender: TObject);

begin

    with SaveDialog1 do

      if Execute then

        begin

        end;

end;

procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);

begin

Close;

end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

  Print;

end;

procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);

begin

  With PaintBox1.Canvas do

     if i<32then

      begin

        Pen.Color:=clRed;

        Pen.Style:=psSolid;

        MoveTo(x,y);

        x:=doix(i);

        y:=doiy(3);

        LineTo(x,y);

        Edit2.Text:=inttostr(i);

        Edit3.Text:=inttostr(i);

        Edit4.Text:=inttostr(i);

        Edit6.Text:=inttostr(i);

        Edit7.Text:=inttostr(i);

        Edit8.Text:=inttostr(i);

        i:=i+1;

      end

     else

      begin

        Pen.Color:=clLtGray;

        Pen.Style:=psDot;

        LineTo(doix(0),doiy(3));

        x:=doix(i-32);

        y:=doiy(3);

        LineTo(x,y);

        i:=0;

      end;

end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

begin

  Edit2.Text:='0';

  Edit3.Text:='0';

  Edit4.Text:='0';

  Edit6.Text:='0';

  Edit7.Text:='0';

  Edit8.Text:='0';

  Timer1.Interval:=100;

  Timer1.Enabled:=False;

  x:=20;y:=360;

end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

begin

  Timer1.Enabled:=False;

  Edit2.Text:='0';

  Edit3.Text:='0';

  Edit4.Text:='0';

  Edit6.Text:='0';

  Edit7.Text:='0';

  Edit8.Text:='0';

  With PaintBox1.Canvas do

    begin

        Pen.Color:=clLtGray;

        Pen.Style:=psDot;

        LineTo(doix(0),doiy(3));

    end;

end;

procedure dem;

var hrFreq, hrT1, hrT2, T:int64;

    cu1,cu2,cu3,loivao1,loivao2,loivao3 :WordBool;

begin

      bodem1:=0;

      bodem2:=0;

      bodem3:=0;

      cu1:=getportbit(ba+1,5);

      cu2:=getportbit(ba+1,4);

      cu3:=getportbit(ba+1,3);

  PerformanceFrequency(hrFreq);

  PerformanceCounter(hrT1);

   if hrFreq>0 then

     repeat

      loivao1:=getportbit(ba+1,5);

      loivao2:=getportbit(ba+1,4);

      loivao3:=getportbit(ba+1,3);

      if loivao1>cu1 then bodem1:=bodem1+1;

      if loivao2>cu2 then bodem2:=bodem2+1;

      if loivao3>cu3 then bodem3:=bodem3+1;

      cu1:=loivao1;

      cu2:=loivao2;

      cu3:=loivao3;

      PerformanceCounter(hrT2);

      T:=(hrT2-hrT1)*1000000 div hrFreq; // microsecond

     until T > 100000 ;

end;

procedure tangap1;

begin

setportbit(ba,1);

setportbit(ba,2);

end;

procedure tangap2;

begin

setportbit(ba,8);

setportbit(ba,16);

end;

procedure tangap3;

begin

setportbit(ba,32);

setportbit(ba,64);

end;

procedure giuap1;

begin

ClrPortBit(ba,1);

ClrPortBit(ba,2);

end;

procedure giuap2;

begin

ClrPortBit(ba,8);

ClrPortBit(ba,16);

end;

procedure giuap3;

begin

ClrPortBit(ba,32);

ClrPortBit(ba,64);

end;

procedure giamap1;

begin

setportbit(ba,1);

ClrPortBit(ba,2);

end;

procedure giamap2;

begin

setportbit(ba,8);

ClrPortBit(ba,16);

end;

procedure giamap3;

begin

setportbit(ba,32);

ClrPortBit(ba,64);

end;

procedure mainprog;

var vb1t,vb2t,vb3t :int64;

    vb1s,vb2s,vb3s :int64;

    vb1,vb2,vb3,vx :real;

    hst1.hst2,hst3:real;

begin

    dem;

    vb1t:=bodem1;

    vb2t:=bodem2;

    vb3t:=bodem3;

    delayms(100);

    dem;

    vb1s:=bodem1;

    vb2s:=bodem2;

    vb3s:=bodem3;

    vb1:=((vb1s-vb1t)/44)*0.4;

    vb2:=((vb2s-vb2t)/44)*0.4;

    vb3:=((vb3s-vb3t)/44)*0.4;

    vx:=(vb1+vb2+vb3)/3;

    hst1:=(vx-vb1)/vx;

    hst2:=(vx-vb2)/vx;

    hst3:=(vx-vb3)/vx;

    if hst1 <0.2 then tangap1 else if hst1=0.2 then giuap1 else giamap1;

    if hst2 <0.2 then tangap2 else if hst2=0.2 then giuap2 else giamap2;

    if hst3 <0.2 then tangap3 else if hst3=0.2 then giuap3 else giamap3;

end;

en

PHẦN V

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT XILANH PHANH SAU

1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

          Xilanh phanh bánh xe là một chi tiết quan trọng của hệ thống phanh. Khi làm việc mặt trong xilanh chịu sự di trượt của piston. Xilanh có tác dụng dẫn hướng cho piston, đồng thời cùng với piston tạo thành buồng áp suất, do vậy khi gia công đòi hỏi chủ yếu mặt trong lòng xilanh phải có độ chính xác cao.Còn các bề mặt khác không yêu cầu độ chính xác cao.

4.    Chi tiết ra công

3.  Phương pháp chế tạo phôi

          Do chi tiết được sản suất hàng loạt với số lượng lớn nên có thể chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát. 

          Công nghệ gia công xilanh bao gồm một số nguyên công chính sau:

-         Nguyên công 1: Tiện phần trụ đầu dầu vào

-         Nguyên công 2: Tiện hai đầu xilanh

-         Nguyên công 3: Khoét lòng xilanh

-         Nguyên công 4: Doa lòng xi lanh

-         Nguyên công 5: Khoan, tarô đường dầu vào, lỗ xả khí, lỗ bắt vít

-         Nguyên công 6: Kiểm tra độ côn, ô van  lòng xilanh

4. Tính toán các chế độ cắt của từng nguyên công

Nguyên công 1: Tiện phần trụ đầu dầu vào

 (Nguyên công tạo mặt phẳng tinh để gia công các mặt khác)

· Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết được định vị trên mặt phẳng và kẹp chặt bằng hai đòn kẹp. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

Nguyên công được thực hiện trên doa ngang như vậy chi tiết sẽ cố định, dao sẽ thực hiện dịch chuyển để lấy kích thước.

· Tra lượng dư gia công:

- Kích thước cần đạt ở nguyên công này: ỉ30^±0,1 , R_z = 80mm.

Tra theo bảng 5 TKĐACNCTM, tương ứng với cấp chính xác 3.

Nguyên công này được thực hiện bằng 1bước tiện thô.

Tiện  với lượng dư là Z = 2 (mm).

· Tra chế độ cắt:

- Chọn máy: Chọn máy doa ngang vạn năng 262.

+ Công suất máy : N = 7 (KW).

+ Hiệu suất máy : h = 0,75.

- Chọn dao:

Ta chọn dao tiện mặt đầu(16*20*25*150*90) có gắn mảnh hợp kim cứng BK6.

+ Chọn  chiều sâu cắt t = 2(mm)

+ Lượng chạy dao : Tra theo bảng (5-12) STCNCTM T2; S = 0,2 (mm/vòng).

+ Tốc độ cắt V : V=95(mm/p)

Tốc độ cắt theo tính toán là V_t = 95 (mm / phút )

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :

Theo công thức

Chọn số vòng quay theo tiêu chuẩn của máy là n_m = 200 (v/p).

Vậy tốc độ thực tế là :

V_t =

Nguyên công 2: Tiện hai đầu xilanh

· Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết được định vị trên mặt phẳng có lỗ đồng thời có chốt tì chống soay.chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

Nguyên công được thực hiện trên doa ngang như vậy chi tiết sẽ cố định, dao sẽ thực hiện dịch chuyển để lấy kích thước

+ Chọn dao : Dao tiện rãnh định hình có gắn mảnh hợp kim cứng

Chế độ cắt:

Chiều sâu cắt : t = 2 mm

Lượng chạy dao S0 = 0,25 (mm/vòng)

Vận tốc cắt Vb = 70 (m/ph)

Þ Vận tốc cắt tính toán Vtt = Vb * k1*k2*k3 (m/ph)

Trong đó : k1, k2, k3 là các hệ số điều chỉnh vận tốc cắt

                     k1 = 1

                     k2 = 0,85

                     k3 = 1

                     Vtt = 70*1*0,85*1 = 59,5 (m/ph)

Tính tốc độ quay trục chính : n_t =

                                              n_t =  = 331 (v/ph)

Chọn số vòng quay theo máy nm = 350  (v/ph)

Tính lại vận tốc cắt  V =  =  (m/ph)

Nguyên công 3:  Khoét lỗ  F 20

· Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết được định vị trên mặt phẳng có lỗ đồng thời có chốt tì chống soay.chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

Nguyên công được thực hiện trên doa ngang như vậy chi tiết sẽ cố định, dao sẽ thực hiện dịch chuyển để lấy kích thước

· Tra chế độ cắt:

- Chọn máy.

Chọn máy doa ngang 262.

+ Công suất máy N = 7 (KW).

- Chọn dao khoét.

Chọn mũi khoét liền khối thép gió, theo bảng (4-47) STCNCTM T1, chọn dao 

có các thông số :

D = 19,8 (mm); L = 180 (mm); l = 100 (mm).

Chiều sâu cắt t = 4,8/2 = 2,04 (mm) lượng chạy dao vòng S = 0,7 (mm/vòng), (Bảng 5-107)

Tốc độ cắt là V = 26 (m/phút). (Theo bảng 5-106 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II )

Theo công thức tính toán ta có .

V_t = V_b.k₁.k₂.

Trong đó :

Theo bảng 5-109 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II ta có .

k₁ là hệ số phụ thuộc vào chu kỳ tuổi bền của dao k₁ = 1,19.

k₂  là hệ số phụ thuộc vàp trạng thái bề mặt gia công k₂ = 1.

Vậy             V_t = 26.1,19.1 = 30,94 (m/phút)

Xác định số vòng quay theo tính toán của trục chính theo công thức sau :

n_t =

Ta chọn theo tiêu chuẩn của máy n = 480 (v/phút).

V_t = 

Nguyên công 4: Doa lòng xilanh F 20

· Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết được định vị trên mặt phẳng có lỗ đồng thời có chốt tì chống soay.chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

Nguyên công được thực hiện trên doa ngang như vậy chi tiết sẽ cố định, dao sẽ thực hiện dịch chuyển để lấy kích thước

Ta tiến hành doa trên máy doa ngang262.

Các thông số khi doa sẽ là :

- Chọn dao : Chọn dao liền khối đuôi côn (theo bảng 4-47 STCNCTM T1 chọn )

d = 20; L = 138 (mm); l = 40 (mm).

Chiều sâu cắt t = 0,2/2 = 0,1 (mm)

Lượng chạy dao theo bảng (5-112) STCNCTM T2 là S = 2 (mm/vòng).

Theo bảng (5-114) ta có V_b = 7,3 (m/p)

Tốc độ cắt :

Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :

V_t = V_b.k₁

k₁ là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của mũi khoan k₁ = 0,85

Vậy ta có              V_t = 7,3.0,81 = 5,913 (m/p).

Tốc độ trục quay sẽ là : n_t =         

Chọn theo tiêu chuẩn của máy là n = 120 (v/p).

V_t = 

Nguyên công 5:  Gia công lỗ dầu, xả khí và lỗ bắt vít

· Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết được định vị bằng chốt kiểu bulông đồng thời có chốt tì chống soay.chi tiết được kẹp chặt bằng đai ốc. Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.

Nguyên công được thực hiện trên máy khoan cần

· Khoan:

- Chọn máy khoan 2A135.

+ Công suất máy : N = 6 kW.

+ Hiệu suất : h = 0,8.

Gia công lỗ dầu f10

· Tra lượng dư:

+ Khoan:với lượng dư 1,5 (mm) mỗi bên

· Chọn mũi khoan:

Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi côn với đường kính D = 8,5 (mm).

Chiều dài mũi khoan : L = 225 (mm).

Chiều dài làm việc của mũi khoan : L = 175 (mm).

Vật liệu mũi khoan là : Thép gió P18.

· Tra chế độ cắt:

Chiều sâu cắt : t = 8,5/2 = 4,25 (mm).

Theo bảng (5-89) STCNCTM T2 có lượng chạy dao S = 0,26 (mm/vòng).

Theo bảng (5-90) STCNCTM T2 có tốc độ cắt : V_b = 35,5 (m/vòng).

Tốc độ cắt :

Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :

V_t = V_b.k₁

k₁ là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của mũi khoan k₁ = 1.

Vậy ta có V_t = 35,5.1 = 35,5 (m/phút).

Xác định số vòng quay của trục chính.

Theo công thức n_t =

Chọn tốc độ theo máy tiêu chuẩn n = 995(v/p).

V_t = 

Khoan lỗ ỉ 2

Khoan lỗ 7

· Chọn mũi khoan:

Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi côn với đường kính D = 6 (mm).

Chiều dài mũi khoan : L = 225 (mm).

Chiều dài làm việc của mũi khoan : L = 175 (mm).

Vật liệu mũi khoan là : Thép gió P18.

· Tra chế độ cắt:

Chiều sâu cắt : t = 6/2 =3 (mm).

Theo bảng (5-89) STCNCTM T2 có lượng chạy dao S = 0,26 (mm/vòng).

Theo bảng (5-90) STCNCTM T2 có tốc độ cắt : V_b = 35,5 (m/vòng).

Tốc độ cắt :

Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :

V_t = V_b.k₁

k₁ là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của mũi khoan k₁ = 1.

Vậy ta có V_t = 35,5.1 = 35,5 (m/phút).

Xác định số vòng quay của trục chính.

Theo công thức n_t =

Chọn tốc độ theo máy tiêu chuẩn n = 995(v/p).

V_t = 

Khoan lỗ F6:

· Chọn mũi khoan:

+ Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi trụ, theo bảng (4-2) STCNCTM T1 đường kính mũi khoan là :

          d = 4  ;   L = 85 (mm); l = 30 (m m) .

Chọn vật liệu cho mũi khoan là thép gió P18.

· Tra chế độ cắt:

Chiều sâu cắt : t = 4/2 = 2 (mm).

Lượng chạy dao tra theo bảng (5-89) STCNCTM T2là S = 0,13 (mm/vòng).

Theo bảng (5-90) tra được V_b = 48 (mm/phút)

Tốc độ cắt :

Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :

V_t = V_b.k_x

Vậy ta có V_t = 48.1,19 = 51,17 (m/phút).

Xác định số vòng quay của trục chính.

Theo công thức n_t =

Chọn tốc độ theo máy tiêu chuẩn n = 1360(v/p).

V_t = 

Nguyên công 6: Kiểm tra

Kiểm tra độ côn, độ ôvan của lòng xilanh. Yêu cầu độ côn không quá 0,1(mm). độ ôvan không quá 0,1 (mm).

KẾT LUẬN

     Sau thời gian làm việc tích cực của bản thân với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo ………….. cùng các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô đến nay đồ án của em đã hoàn thành như đúng nội dung và tiến độ đề ra. Qua việc phân tích nguyên lý và tính toán phanh ABS ta thấy quá trình phanh của các xe có trang bị ABS đạt hiệu quả tối ưu, có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với các xe không trang bị ABS, nó đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao, ngoài ra còn giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp.

    Hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS (Anti-lock Braking System) ngày càng trở nên phổ biến. Nó là hệ thống an toàn chủ động của ôtô, góp phần giảm thiểu tai nạn nguy hiểm có thể xảy ra khi vận hành vì nó điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.

    Tìm hiểu hệ thống phanh ABS của xe con cho phép người sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn và kiểm định làm việc một cách tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống này.

    Do thời gian làm việc ít ỏi so với nhiệm vụ được giao, kiến thức thực tế về lĩnh vực này lại còn ít, do vậy đề tài này chắc hẳn còn nhiều thiếu sót. Rất mong các thầy cô giáo và các bạn thông cảm, bổ sung các sai sót để đề tài này được hoàn thiện hơn.

      Em xin chân thành cảm ơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng. “Lý thuyết ôtô máy kéo”. NXB khoa học và kỹ thuật - Hà Nội; 1998.

[2]. Nguyễn Hoàng Việt. “Kết cấu và tính toán ôtô”. Tài liệu lưu hành nội bộ   khoa Cơ Khí Giao Thông; Đại Học Đà Nẵng; Đà Nẵng 1998.

[3]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Ðình Kiên. “Thiết kế và tính toán ôtô máy kéo” NXB Ðại học và trung học chuyên nghiệp - Hà Nội; 1985.

[4]. Nguyễn Hoàng Việt. “Bộ điều chỉnh lực phanh -hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS”. Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa cơ khí Giao Thông; Ðại Học Ðà Nẵng; Ðà Nẵng 2003.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"