MỤC LỤC

MỤC LỤC...1

LỜI NÓI ĐẦU.. 2

CHƯƠNG I . TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.. 4

I. CÔNG DỤNG PHÂN LOẠI YÊU CẦU.. 4

1. Công dụng. 4

2. Phân loại 5

3. Yêu cầu. 5

II. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH.. 5

1. Cơ cấu phanh. 6

2. Dẫn động phanh. 13

CHƯƠNG II, TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH.. 23

I. GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO (HUYNDAI 11 TẤN NHẬP KHẨU) VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ..... 23

1. Các thông số cơ bản về xe Huyndai nhập khẩu. 23

2. Giới thiệu về hệ thống phanh xe huyndai 11 tấn nhập khẩu. 25

2.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Huyndai 11 tấn nhập khẩu  25

2.2. Máy nén khí 26

2.3. Bộ điều chỉnh áp suất 27

2.4. Van an toàn. 27

2.5. Cơ cấu phanh. 29

3. Lựa chọn phương án thiết kế. 29

3.1. Đặt vấn đề. 29

3.2. Phương án thiết kế. 31

II. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH.. 32

1.Xác định mômen sinh ra ở các cơ cấu phanh. 32

2. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ  34

3. Kiểm tra hiện tượng tự xiết 40

4. Xác định các kích thước má phanh. 41

5. Tính bền một số chi tiết 42

III.TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH.. 54

1.Tính toán dẫn động phần thủy lực. 54

2. Tính toán dẫn động phần khí nén. 58

CHƯƠNG III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHẾ TẠO CHI TIẾT THIẾT KẾ.. 71

I. PHÂN TÍCH.. 71

1. Chức năng làm việc của chi tiết 72

2. Điều kiện làm việc của piston. 72

III. CÁC NGUYÊN CÔNG CƠ BẢN.. 72

1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu mặt đầu thứ nhất 72

2. Nguyên công 2: Khoan lỗ Ф15 và Ф10. 75

3. Nguyên công 3: Tiện bề mặt làm việc của piston màng. 77

4. Nguyên công 4: kiểm tra. 79

CHƯƠNG IV. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH.. 81

I. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG.. 81

1. Khi xe chưa nổ máy. 81

2. Khi xe nổ máy. 81

3. Khi xe đang chạy trên đường. 82

4. Chú ý khi sử dụng hệ thống phanh. 82

II. ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG PHANH.. 83

1. Điều chỉnh phanh dừng. 83

2. Điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp. 83

3. Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của phanh công tác  83

4. Xả không khí (xả air) trong hệ thống dẫn động bằng thuỷ lực. 84

III. NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG   84

1. Bàn đạp phanh bị hẫng do các nguyên nhân chính sau đây. 84

2. Phanh ăn đột ngột 86

3. Phanh bị dính dầu. 87

4. Phanh bị ướt 87

5. Má phanh bị mòn nhiều. 88

6. Các bề mặt má phanh không ép hết vào trống phanh. 88

7. Phanh không tác dụng hay không làm việc ở một bánh xe. 88

8. Có tiếng kêu trong trống phanh. 89

9. Mức dầu phanh bị giảm liên tục. 90

10. Phanh xiết (bó phanh) do. 90

KẾT LUẬN..

TÀI LIỆU THAM KHẢO…97

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ôtô - máy kéo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nói chung và giao thông vận tải nói riêng, nó quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát triển của nền kinh tế của một quốc gia. Ngày nay các phương tiện vận tải ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại, đặc biệt là ngành ôtô đã có những vượt bậc đáng kể. Các thành tựu kỹ thuật mới như điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ôtô.

Ở nước ta hiện nay, các xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là của nước ngoài, được lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ, các loại xe trên rất đa dạng về chủng loại mẫu mã cũng như chất lượng. Trong các loại xe trên thì xe tải đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế đất nước. Xe tải phục vụ chủ yếu trong các ngành khai khoáng, xây dựng,vận tải hàng hoá. Với đặc thù của địa hình Việt Nam với 70% diện tích là đồi núi. Đường xá thường là khó khăn có nhiều dốc cao và dài, trong khi đó xe lại thường xuyên chở quá tải. Do đó yêu cầu phải có một hệ thống phanh tốt đảm bảo an toàn quá trình vận tải, đồng thời nâng cao được hiệu quả phanh và độ ổn định khi phanh.

Trên cơ sở đó em được giao đề tài:"Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô tải 11 tấn cơ sở xe tải HYUNDAI nhập khẩu". Nội dung đề tài bao gồm:

- Lời nói đầu

 - Tổng quan về hệ thống phanh trên ôtô.

- Tính toán hệ thống phanh.

- Quy trình công nghệ gia công.

- Kết luận

Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Bách Khoa. Sau hơn 3 tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn: TS………….. và các Thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

                                                                Hà nội, ngày….tháng….năm 20….

                                                                          Sinh viên thực hiện       

                                                            ……………

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

I. CÔNG DỤNG PHÂN LOẠI YÊU CẦU

1. Công dụng

Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển động của Ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống hãm ôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được những tai nạn xẩy ra trên đường.

2. Phân loại

- Phân theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân và phanh tay.

- Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh mà chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở trục truyền động (sau hộp số).

- Phân theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa.

3. Yêu cầu

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:

+ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp là:

- Quãng đường phanh ngắn

- Thời gian phanh ít nhất.

+ Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.

+ Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng.

II. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH

Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh phụ thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe.

1. Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra Mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô.

1.1. Cơ cấu phanh guốc

1.1.1. Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn động bằng nhau.

Với các bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thì Momen ma sát ở trên guốc phanh trước lớn hơn của guốc phanh sau. Sở dĩ như vậy là vì Mômen ma sát ở trên guốc phanh trước có xu hướng cường hoá cho lực dẫn động, còn ở phía phanh sau có xu hướng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tượng ngược lại.

1.1.2. Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển gốc như nhau:

Cơ cấu phanh này (hình 1.2) có Mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau. Trị số Mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này có cường độ ma sát ở các tấm ma sát như nhau và được gọi là cơ cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở (hình 2) do profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dị chuyển góc như nhau.

1.1.4. Cơ cấu phanh loại bơi:

Cơ cấu phanh này dùng hai xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự ma sát nên các guốc phanh bị cuốn theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lên piston một lực và đẩy ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, với phương án kết cấu này hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau. (Sơ đồ cơ cấu phanh này ở hình 4).

1.2. Cơ cấu phanh loại đĩa

Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ôtô, có hai loại phanh đĩa: Loại đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều ưu điểm so với phanh guốc áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều hơn nên ít phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi tiến cũng như khi lùi đều như nhau, lực chiều trục tác dụng lên đĩa là cân bằng có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh.

2. Dẫn động phanh

2.1. Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó.

2.2. Phanh dẫn động thuỷ lực

Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình.

Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng được sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên. 

* Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng.

* Nguyên lý làm việc:

Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đẩy piston của xi lanh chính 2, do đó đều được ép và áp suất dầu tăng lên trong xi lanh và các đường ống dẫn dầu 3 chất lỏng với áp suất lớn ở các xi lanh bánh xe sẽ thắng lực của lò xo và tiến hành ép guốc vào trống phanh.

Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp làm cho piston chính 1 sẽ dịch chuyển về phía trái tạo nên áp suất cao ở khoang I, qua piston trung gian 2 tạo nên áp suất cao ở khoang II.

2.3. Dẫn động phanh khí nén

Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn và trung bình, đặc biệt lớn. Để dẫn động các cơ cấu phanh người ta sử dụng năng lượng của khí nén, lực của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng van phanh do đó mà giảm được sức lao động của người lái, tuỳ theo liên kết của xe rơ moóc mà dẫn động phanh khí nén có thể là một dòng hoặc 2 dòng.

2.4. Dẫn động phanh liên hợp

Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao, phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơ moóc.

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH

I. GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO (HYUNDAI 11 TẤN NHẬP KHẨU) VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1. Các thông số cơ bản về xe Hyundai nhập khẩu

Xe Hyundai 11 tấn là loại xe tải do hãng Hyundai của Hàn Quốc sản xuất. Đây là loại xe được dùng để chuyên chở các vật liệu và các phụ kiện có kích thước lớn nhằm phục vụ các công trình xây dựng và các nơi có không gian vừa và lớn. Xe có công suất lớn, độ bền và độ tin cậy cao, kết cấu cứng vững gồm nhiều thiết bị hiện đại được trang bị trên xe và đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong các điều kiện đường sá, khí hậu có phần khắc nghiệt.

2. Giới thiệu về hệ thống phanh xe hyundai 11 tấn nhập khẩu

2.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Huyndai 11 tấn nhập khẩu

* Nguyên lý làm việc:

Động cơ làm việc thì máy nén khí làm việc và nén khí đến một áp suất nhất định và được kiểm tra bằng đồng hồ áp suất rồi được đưa tới các bình chứa khí nén.

Khi phanh, van bình chứa khí nén mở và khí nén từ bình chứa đến mở van ở các bầu phanh chính của các cầu để cho dòng khí từ bình chứa tới ép pitong màng trong bầu phanh chính đẩy pitong dầu trong bầu phanh chính và đưa dầu tới các xy lanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh.

2.2. Máy nén khí

Máy nén khí là để tạo một lượng khí nén dự trữ cố định ở các ôtô dùng hệ thống phanh hơi và phanh liên hợp.

* Nguyên lý làm việc:

Máy nén khí được dẫn động bằng truyền động đai từ trục khuỷu động cơ. Dưới tác dụng của độ chân không sinh ra trong xy lanh của máy nén khí, không khí được hút vào máy nén khí và khi vào trong không khí được nén lại và có áp suất cao sau đó được đưa tới bình chứa khí nén qua các ống dẫn động.

2.4. Van an toàn

Van an toàn dùng để phòng ngừa cho hệ thống khí nén không bị tăng áp suất quá lớn trong trường hợp tự động điều chỉnh áp suất bị hư hỏng. Van được bố trí ở bình chứa khí nén gần máy nén khí và được điều chỉnh áp suất bị hư hỏng. 

2.5. Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh của xe tham khảo là cơ cấu phanh 2 guốc phanh được điều khiển cùng chung 2 xi lanh.

Với đặc điểm như vậy thì khi phanh có một má xiết và một má nhả, má nhả khi làm việc có xu hướng là đi ra xa trống phanh còn má xiết thì sẽ có xu hướng vào trống phanh do vậy mà khi làm việc lực ma sát của má xiết và trống phanh lớn hơn của má nhả và trống phanh.

3. Lựa chọn phương án thiết kế

3.1. Đặt vấn đề

Xe HUYNDAI tải trọng 11 tấn (xe thiết kế) là một loại xe có tính cơ động cao, trọng tải chuyên chở tương đối lớn. Hiện nay nó là loại xe tải được sử dụng khá phổ biến ở nước ta, sử dụng trong dân sự nơi địa hình tương đối khó khăn như ở các công trình xây dựng… Do nhu cầu sử dụng ở địa hình bằng phẳng hoặc ở các công trình xây dựng, nơi đông dân cư… 

3.2. Phương án thiết kế

Trong hệ thống dẫn động phanh ta tận dụng triệt để các cơ cấu của xe tham khảo và tính toán thiết kế 1 số cụm cơ cấu của hệ thống dẫn động .

Khi nghiên cứu kỹ xe tham khảo là xe HUYNDAI -11 tấn trong hệ thống xe có hệ thống dẫn động liên hợp có các cụm cơ cấu đảm bảo an toàn khi chuyển động cho xe hoạt động trên đường.

Trong phần thiết kế hệ thống dẫn động em tính toán và kiểm nghiệm một số cụm như sau:

- Tổng van phanh

- Cụm cơ cấu piston-xy lanh bánh xe

- Cụm cơ cấu piston thủy lực tại cụm chuyển đổi của khí nén  thủy lực

- Pistong màng của bầu khí nén

II. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

1. Xác định mômen phanh theo điều kiện bám

Mô men 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: G - trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải, G = 218000 (N)

a, b, h_g - toạ độ trọng tâm của ôtô (mm);

- tTrọng lượng tĩnh trên cầu trước;

G₁= 30%G = 0,3 . 218000 = 65400(N)

- Trọng lượng tĩnh lên cầu sau;

G₂= 70%G = 0,7 . 21800 = 152600 (N)

L - Chiều dài cơ sở của ôtô, L = 5950 (mm) = 5,95 (m);

=> Bán kính làm việc trung bình của bánh xe:

r_bx=  l . (H+d¤2), (l = 0,93 là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp)

r_bx  = 0,93(280 + 508/2) = 496 mm = 0,496 (m).

2. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ

2.1. Xác định góc φ ở các cơ cấu phanh

Khi đã chọn trước các thông số kết cấu (β₁, β₂, β₀, r_t) chúng ta tính được góc ma sát và bán kính  nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N₁ (lực N₁ hướng vào tâm 0).

Với  là hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống, thường  = 0,3. Như thế là chúng ta đá xác định được góc φ ≈ 16^º41’,  nghĩa là xác định được hướng của R₁. Góc φ má phanh trước và má phanh sau đều bằng nhau vì có cùng hệ số ma sát như nhau.

2.3 Tính góc (δ) và bán kính (r) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

Với: r_t - bán kính của tang trống (tuỳ theo cỡ lốp xe, vành bánh xe, có thể tham khảo xe tương tự)  r_t = 205 mm

2.4. Xây dựng họa đồ lực phanh

Phanh dẫn động bằng thủy lực với một xi lanh công tác chung cho cả hai pistong dẫn động các guốc phanh trước và sau thì các lực tác động bằng nhau:

P_t = P_s = P

Trên hình vẽ, lấy 2 đoạn P bằng nhau đặt song song ngược chiều. Từ các lực P này dựng các tam giác lực cho các guốc phanh bằng cách vẽ các đường song song với các lực R và U đã có trên họa đồ.

+ Cơ cấu phanh cầu trước:

Từ họa đồ lực phanh ta đo được:

P = 52 (mm) ; U_t’= 189 (mm) ; U_s’= 37(mm).

Ta tính được các lực còn lại:

P = 52x874  =  45448  (N);

U_t’= 189x874 = 165186 (N);

U_s’= 37x 874  = 32338 (N).

+ Cơ cấu phanh cầu sau:

Ta tính được các lực còn lại:

P   = 52x1220 = 63440 (N);

U_t” = 189x1220 = 230580 (N);

U_s” = 37x1220 = 45140 (N);

4. Xác định các kích thước má phanh

Đối với phanh guốc, kích thước má phanh được xác định dựa trên các điều kiện: Công ma sát riêng; áp suất lên bề mặt má phanh; Tỷ số p; Chế độ làm việc của cơ cấu phanh.

5. Tính bền một số chi tiết

5.1. Tính bền guốc phanh

 Để đơn giản ta coi guốc phanh như một thanh cong và bán kính thanh cong bằng bán kinh của tang trống. Như vậy thì khi kiểm bền guốc phanh ta quy về bài toán của tính toán bền của thanh cong.

Tham khảo kích thước guốc phanh xe HUYNDAI - 11 tấn ta có:

a = 170mm; b = 10mm; c = 30mm; d = 60mm

Thay số vào ta có kích thước chế tạo guốc phanh Y₂ = 0,5. (10+60) = 35mm

F₁: diện tích phần trên chữ T: F₁ = a.b = 170.10 = 1700 mm²

F₂: diện tích phần dưới chữ T: F₂ = c.d = 60.30 = 1800mm²

Thay số vào công thức của bán kính giới hạn ta có R_th = 179 mm

R_G: là kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh.

R_G = R''₂ = R'₁ - Y_c1 = 181,7mm

* Kiểm tra bền guốc phanh

Khi kiểm tra bền guốc phanh ta đi tìm tiết diện nguy hiểm nhất, muốn tính được dễ dàng hơn ta chia guốc phanh thành 2 nửa.

Các vị trí đặt cực R và lực U ta phân tích thành 2 lực R = N + T còn U = U_1x + U_1y.

Với cầu sau và guốc trái (guốc xiết) có lực và mô men phanh lớn hơn má sau (guốc nhả) nên ta chỉ cần kiểm bền của guốc trước.

Có P''₁ = 29200 N

U''₁ = 103660 Nm

U''₂ = 20440 Nm

Đặt các giá trị lực này vào guốc phanh và tại R''₁ ta tách thành

R''₁ = N''₁ + T''₁

Khi tại điểm B có: = 66 độ thì

N''_a1 = -P''₁ . cos (15 + 66) = - 2920. (0,156) = - 4555,2 N

Q''₁. sin (15 +66) = -2920.0,9945 = -28840 N

M''_u = - P''₁(160 - 194,7.cos81) = - 3782630 Nmm

* Xét tại điểm C ta có:  ' = 0

Vậy ta có: N''_z2 =-U''_1x. cos - U''_1y

Q''_y2 = - U''_1x. cos  - U''_1y

M''_u2 = 0

Ta xác định các giá trị của:

U''_1x = U''₁. sin 70,6 = 12354. sin 70,6 = 116520 Nmm

U''_1y = U''₁ . cos 70,6 = 12354. cos70,6 = 410350 Nmm

* Thay số vào ta có các lực tại điểm C: có ' = 0

N''_z2 = - 116520.sin6 = - 12180N

Q''_y2 =- 116520.cos6 - 41035 = 156920N

M''_u2 = 0(Nm)

5.2. Tính bền trống phanh

Ta tính bền cho cơ cấu phanh cầu sau ta có mô men tác dụng lên cầu sau được tính ở phần trên:

Mp = M''p = 10210 Nm = 10210000Nmm

Thay số vào công thức kiểm bền ta có: q = 2,3 N/mm²

5.3. Tính bền cho đường ống dẫn động phanh

Coi đường ống dẫn động phanh là đường ống khép kín 2 đầu và có chiều dài khá lớn, ta kiểm bền đường ống theo ứng tiếp và ứng suất pháp.

So sánh với ứng suất tương đương tính toán ở phần trên và các thông số đã chọn thì đường ống dẫn động phanh tính toán đảm bảo đủ bền khi làm việc áp suất đã chọn.

5.4. Tính toán kiểm bền chốt phanh

Khi làm việc thì guốc phanh quay quanh chốt phanh và khi đó chốt phanh chịu các ứng suất chèn dập và ứng suất cắt.

Vậy ta kiểm bền theo 2 ứng suất trên hơn nữa khi  làm việc mô men phanh sinh ra tại cầu sau và lực tác dụng của chốt phanh đã tính toán phần họa đồ lực phanh. Ta chọn một số thông số như là:

d: đường kính chốt phanh d = 42mm = 4,2cm.

l: chiều dài làm việc của chốt phanh l = 45mm = 4,5cm

Theo tính toán ta thấy với vật liệu và thông số ta đã chọn để chế tạo chôt phanh tì đảm bảo độ bền khi làm việc thoả mãn theo ứng suất chèn dập và ứng suất cắt.

III. TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH

1.Tính toán dẫn động phần thủy lực

Nhiệm vụ của quá trình tính toán dẫn động phanh thủy lực bao gồm việc xác định các thông số cơ bản của nó: đường kính xi lanh công tác, đường kính xi lanh chính, tỉ số truyền dẫn động.

2.2. Bình chứa khí nén

Bình chứa khí nén chế tạo bằng cách hàn thép lá, bên ngoài và bên trong có sơn để chống rỉ. Các bình chứa được đặt ở vị trí thấp nhất của hệ thống phanh để cho nước có thể ngưng tụ lại, nhờ có van đặt ở dưới đáy bình mà nước có thể ngưng thoát ra ngoài. 

2.3. Van phân phối khí

Van phân phối dùng để đóng mở hệ thống phanh (cung cấp khí nén hoặc ngừng cung cấp) theo yêu cầu của người lái.

Van phân phối khí là bộ phận rất quan trọng của truyền động phanh bằng khí, nó đảm bảo độ nhậy của truyền động, cho áp suất không khí trong dẫn động tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên bàn đạp và quá trình phanh được tốt.

Điều kiện cân bằng của cơ cấu tùy động

Van và lò xo số 1 (không kể ma sát và các lò xo phụ) thể hiện như sau:

Q = C₁.S

Lực của bàn đạp tỷ lệ thuận với dịch chuyển của bàn đạp, nghĩa là hiện tượng tùy động tiến hành theo chuyển dịch.

Bởi vì:

Q = Q_bđ.i_bđ = S.C₁

2.4. Van bảo vệ 2 ngả

+ Cấu tạo và nguyên lý làm việc của van bảo vệ 2 ngả.

Van bảo vệ 2 ngả có nhiệm vụ phân phối khí nén từ máy nén khí theo 2 mạch dẫn động tương ứng. Trong trường hợp một trong các mạch có hư hỏng thì các van có nhiệm vụ ngắt mạch hư hỏng ra khỏi hệ thống đảm bảo cho sự làm việc bình thường của mạch còn lại.

Khi làm việc bình thường:

Ban đầu thì lò xo của van 1 chiều (3) có tác dụn đóng van 1 chiều lại lò xo này bị nén lại khi áp suất tác dụng trên bề mặt van tạo thành lực cân bằng với lực nén của lò xo.

Ta có phương trình cân bằng.

P.S = F_1xc

* Tính toán lò xo của piston chặn.

Chọn hệ số đường kính là; C = D /d = 6

K = 12

[t]= 60000 N/cm²  đối với thép 65

Vậy ta chọn d = 2,5mm.

Đường kính vòng lò xo từ C = D /d = 6 => D = C .d = 6.2,5 = 15mm.

Đường kính vòng lò xo là D = 15mm

* Tính toán lò xo của piston trung tâm:

Chọn hệ số đường kính là C = D /d = 8

Vậy ta chọn d = 3,1 mm.

Đường kính vòng lò xo từ C=D/d=8=>D=C.d=8.3,1=24,8mm =2,48 cm.

Đường kính vòng lò xo là D = 24,8mm

CHƯƠNG III

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHẾ TẠO CHI TIẾT THIẾT KẾ

I. PHÂN TÍCH 

Khi thiết kế các chi tiết ta có các kích thước thiết kế và hiểu được chức năng làm việc của chi tiết ta thiết lập quy trình công nghệ chế tạo các cụm chi tiết. Chương này em chỉ thiết lập quy trình công nghệ của một chi tiết điển hình trong các chi tiết đã thiết kế tình toán ở phần trên. Cụ thể là thiết lập quy trình gia công thiết kế chi tiết piston khí dạng màng của bầu phanh chính.

Như phần tính toán thiết kế ta có các thông số cơ bản như sau:

+ Đường kính của piston: D = 234mm.

+ Độ bóng bề mặt làm việc của piston đạt: Ra = 1,25

+ Độ nhám bề mặt bên của piston đạt Rz = 2,5

+ Đường kính lỗ lắp thanh đẩy: d = 10mm.

1. Chức năng làm việc của chi tiết

Là chi tiết chuyển động di trượt trong bầu phanh chính khi có lực tác dụng của khí nén lên bề mặt của piston.

2. Điều kiện làm việc của piston

Không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu áp lực của lực khí nén từ bình khí nén xuống và sự phản hồi của lò xo, không phải chịu va đập lớn, piston cần độ dầy để có khả năng dẫn hướng do vậy không cần gân trợ lực. 

Tính sơ bộ thể tích của chi tiết là V = 0,12dm².

Vậy khối lượng của chi tiết là Q = 0,12.7,852 = 0,8kg.

II. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Ta có thể dùng phôi đúc để chế tạo vì phối đúc có thể tạo được hình thù gần giống như chi tiết và ta có thể gia công thêm trên các máy đơn giản.

III. CÁC NGUYÊN CÔNG CƠ BẢN

1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu mặt đầu thứ nhất

* Định vị: Chi tiết được định vị ba bậc qua mặt đáy bằng phiền tì, hai bậc được định vị bằng khối chữ V cố định còn bậc còn lại định vị bằng khối chữ V di động.

* Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng ký hiệu máy 6H12.

Tra chế độ cắt:

* Bước 1: Gia công thô với chiều sâu cắt t = 3,04mm

Lượng chạy dao răng           Sz = 0,24mm/răng

 Lượng chạy dao vòng      Sv = 10.0,24 = 2,4mm/vòng.

* Bước 2: Gia công bán tinh: Chiều sâu cắt t = 0,3mm

Lượng chạy dao răng           Sz = 0,24mm/răng

Lượng chạy dao vào         Sv = 10.0,24=2,4mm/vòng

3. Nguyên công 3: Tiện bề mặt làm việc của piston màng

* Định vị: Khi tiện ta định vị bằng mâm kẹp 3 chấu. Bể rộng của piston không đủ để kẹp chi tiết lên mâm kẹp 3 chấu ta sử dụng trục dẫn hướng để lồng vào lỗ vừa khoan trên nguyên công khoan.

* Chọn máy: Vì kích thước của chi tiết gia công không lớn nên ta có thể chọn loại máy với công suất và nhỏ không cần những loại máy vạn năng, ta chọn loại máy có ký hiệu là 1603 của liên xô sản xuất.

Tra lực cắt theo tài liệu công nghệ chế tạo máy ta có: Pb = 510.

Tính lại lực cắt theo công thức sau: Pc = Pb.kp1.kp2 trong đó kp1,kp2: Hệ số chỉnh lực cắt theo tài liệu công nghệ chế tạo máy kp1=0,9 và kp2=1.

Thay số vào công thức ta có Pc = 510.0,9.1 = 459N.

4. Nguyên công 4: Kiểm tra

Nguyên công kiểm tra là nguyên công cuối cùng của quy trình công nghệ chế tạo chi tiết do vậy ta cần kiểm tra chi tiết gia công bằng đồng hồ đo.

Cụ thể là ta tiến hành kiểm tra độ đồng trục của bề mặt làm việc của piston với đường tâm sai lệch này chỉ cho phép không vượt quá 0,02mm.

Độ côn ô van không cho phép vượt quá 0,02 mm.

Đảm bảo độ nhám bề mặt làm việc của chi tiết.

CHƯƠNG IV

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH

I. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

1. Khi xe chưa nổ máy

Khi xe ô tô không chuyển động và chưa nổ máy thì ta cần kiểm tra hệ thống an toàn, ta cần kiểm tra xem các ống nối và các đường ống có kín khít hay không và khi mà các khớp nối bằng ống nối bị dò rỉ thì sẽ gây cho áp suất trong hệ thống bị giảm và kéo theo hiệu quả phanh bị giảm sút gây nguy hiểm cho người và xe.

Khi kiểm tra ta quan sát các đường ống trong phần dẫn động bằng thuỷ lực, kiểm tra các phớt làm kín.

2. Khi xe nổ máy

Trước hết ta cần kiểm tra áp suất khí và dầu trong hệ thốn bằng cách quan sát đồng hồ áp suất trên buồng lái (cáplô), trên đồng hồ chỉ áp suất khí nén cho phép xe chạy vào khoảng 5,2-5,4 KG/m  trở lên. 

4. Chú ý khi sử dụng hệ thống phanh

Trong khi sử dụng hệ thống phanh cũng như hệ thống nào trên xe ô tô thì không nên đột ngột tác dụng lực vào hệ thống. Hệ thống phanh cũng như vậy không nên tác dụng đột ngột lên phanh chân hay phanh tay làm cho xe bị giật và làm cho bị lết bánh xe dẫn đến mòn lốp không đều và hiệu quả phanh không cao.

II. ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG PHANH

1. Điều chỉnh phanh dừng

2. Điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp

Điều chỉnh bằng cách thay đổi chiều dài thanh kéo. Lúc này cần dẫn động phải ép vào đế tựa lắp trên khoá phanhvà hành trình tự do của bàn đạp là phanh 15-25mm.

4. Xả không khí (xả air) trong hệ thống dẫn động bằng thuỷ lực

Ta có trình tự xả như sau:

- Tháo mũ (nắp) cao su ra khỏi van thông của cơ cấu xy lanh bánh xe rồi chụp lên van một ống cao su còn đầu kia của ống thì đặt vào một hộp hay một chai chứa dầu phanh không ít hơn 0,2 lít.

- Đạp bàn phanh cho đến khi nào có cảm giác phanh có tác dụng thì vặn van xả ra khoản 1/2-3/4 vòng ren (chú ý vặn từ từ) làn như thế nhiều lần cho đến khi không khí trong hệ thống được xả hết thì thôi.

III. NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG

1. Bàn đạp phanh bị hẫng do các nguyên nhân chính sau đây

a. Không khí lọt vào trong hệ thống dẫn động thuỷ lực hoặc do mức dầu phanh ở bình chức của xy lanh chính bị giảm, có thể do không kín khít bị dò rỉ dầu phanh khi đó thì phanh không nhậy vì bàn đạp bị hẫng :

Để khắc phục hiện tượng trên thì ta cần kiểm tra lại các đường ống dẫn động và tiến hành xả không khí trong hệ thống ra ngoài ở các cơ cấu phanh bánh xe và xy lanh chính.

c. Dầu phanh bị chảy:

Do khi làm việc cấc đường ống dẫn dầu bị nứt hay vỡ làm cho dầu trong hệ thống bị chảy ra hay các đầu nối không khít, cuspen xy lanh bị hong, xy lanh bánh xe mòn hay bị dỗ.

Để khắc phục hiện tượng này ta cần kiểm tra lại và tìm ra chỗ hư hỏng để sửa chữa.

d. Piston của xy lanh chính bị kẹt:

Thường do bị bụi bẩn khi vận hành ô tô và trong quá trình sửa chữa không thật tốt.

2. Phanh ăn đột ngột

Khi phanh mà ăn không từ từ mà ăn đột ngột có thể do các nguyên nhân sau:

a. Lò xo kép guốc phanh bị gẫy:
Nếu lò xo guốc phanh bị gẫy thì các guốc phanh luôn ở trạng thái doãng mặc dù không ép vào trống phanh. Khi đó ta đạp bàn đạp phanh thì các guốc phanh ép tức thì vào trống phanh nên gây ra hiện tượng phanh đột ngột.

c. Hành trình bàn đạp không đúng quy định:

Khi hành trình bàn đạp không trong giới hanh cho phép thì khi phanh sẽ bị giật.

d. Khe hở của má phanh và trống phanh không đúng quy định:

Khi khe hở giữa má phanh và trống phanh bị nhỏ quá so với quy định thì khi phanh xe lại sẽ bị giật do quá trình tác dụng của hệ thống phanh nhanh, một nguyên nhân nữa đó là có thể có hiện tượng tự phanh xe lại khi không tác dụng vào bàn đạp.

3. Phanh bị dính dầu

Cơ cấu phanh bị dính dầu thì hiệu quả phanh không đạt hiệu quả cao.Nguyên nhân là do khi đổ dầu vào quá quy định hay là do các vòng chắn dầu của cơ cấu bị hỏng.

5. Má phanh bị mòn nhiều

Khi hoạt động trên đường mà không chú ý bảo dưỡng phanh cho nên má phanh mòn quá giới hạn quy định làm cho các đầu đinh tán trồi lên và gây hiện tượng xước bề mặt tang trống khi đó gây ra tiếng kêu ken két của phanh, hiệu quả phanh kém đi.

7. Phanh không tác dụng hay không làm việc ở một bánh xe

Khi đó nguyên nhân gây nên là:

a. Piston của bánh xe không làm việc đó bị kẹt:

Do làm việc lâu ngày nên đóng bụi bẩn hay lò xo của piston bánh xe không làm việc.

Khắc phục hiện tượng này là tháo piston ra và tiến hành sửa chữa làm vệ sinh lại cho sạch và có thể tiến hành thay thế lò xo. Còn trong trường hợp mà pitôn quá rỉ thì thay mới.

c. Điều chỉnh sai phanh bánh xe:

Khi điều chỉnh sai thì cũng gây hiện tượng phanh không ăn ở một bánh xe.

Khi đó cần khắc phục lại khe hở giữa má phanh và trống phanh cho đúng khoảng cho phép.

d. Phanh ở một bánh xe không làm việc bịndính dầu:

Do sự dò rỉ dầu trong cầu xe qua các vòng chắn dầu hoặc trong quá trình bảo dưỡng và sửa chữa thì dầu bị dính vào trong cơ cấu.

8. Có tiếng kêu trong trống phanh

a. Các đầu đinh tán bị trồi lên:

Khi có hiện tượng bị kêu ở trống phanh thì là do má phanh quá mòn nên các đầu đinh tán trồi lên và chạm vào bề mặt làm việc của trống phanh làm cho bề mặt của trống phanh bị xước theo vòng đồng thời làm rung động các chi tiết gây ra tiếng kêu lớn.

c. Lò xo trả lại của guốc phanh bị gẫy:

Các lò xo hay bị gãy do làm việc gây ra hiện tượng mỏi kim loại cho nên các mảnh kim loại của lò xo rơi vào trong cơ cấu nên gây ra tiếng kêu.

Khắc phục cần thay lò xo mới

10. Phanh xiết (bó phanh) do

a. Lỗ bổ xung của xy lanh phanh chính bị bẩn:
Khi không thực hiện quá trình phanh thì dầu được hồi về xy lanh phanh chính nhờ các lỗ bổ xung cho nên khi lỗ bổ xung dầu bị tắc thì dầu không về được bình dầu do vậy guốc phanh bị giữ nguyên trạng thái đang làm việc nên phanh bị bó. 

c. Piston của xy lanh chính bị kẹt:
Piston bị kẹt là do dầu phanh lâu ngày không thay và các tạp chất nằm giữa pitôn và bề mặt trong của xy lanh.

KẾT LUẬN

Được giao đề tài tốt nghiệp là:"Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô tải 11 tấn cơ sở xe tải HYUNDAI nhập khẩu". Ngay sau khi nhân được đề tài em đã bắt tay ngay vào công việc tính toán thiết kế. Hệ thống phanh cho xe tải ngày nay ngoài đảm bảo các yêu cầu về hiệu quả phanh còn phải đáp ứng các yêu cầu của quy định, tiêu chuẩn...

Sau thời gian gần 3 tháng em đã hoàn thành đồ án, qua việc thực hiện đồ án đã giúp em hiểu hơn và biết thiết kế tính toán một hệ thống cụ thể trên xe. Quá trình làm đồ án, với thời gian có hạn nhưng bản thân em đã có cố gắng tìm hiểu thực tế và giải quyết các nội dung kĩ thuật hợp lý. Đây là bước khởi đầu quan trọng giúp cho em có thể nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ôtô hiện nay của nước ta.

Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng được sự giúp đỡ của các thầy, cô giáo trong Bộ môn ôtô -Trường Đại Học Bách Khoa và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của :TS…………. đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Qua đồ án này em kính mong nhân được sự đóng góp ý kiến của các Thầy,cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đề tài tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn :TS…………. cùng toàn thể các Thầy, cô giáo trong Bộ môn ôtô - Trường Đại Học Bách Khoa.

Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo

Dương Đình Khuyến (1995).

2. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo

Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên (1987).

3. Lý thuyết ô tô máy kéo

Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái,

Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998).4. Bài tập sức bền vật liệu

Nguyễn Văn Vượng, Bùi Trọng Lựu (2004).

5. Dung sai và đo lường cơ khí

An Hiệp - Trần Vĩnh Hưng (1999).

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"