MỤC LỤC

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

I/ Công dụng - Phân loại- Yêu cầu:

1/ Công dụng

2/ Phân loại

3/ Yêu cầu

II/ Kết cấu của hệ thống phanh

1/ Cơ cấu phanh

2/ Dẫn động phanh

3/ Bộ trợ lực phanh

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH XE TẢ (DỰA VÀO XE HUYNDAI)

I/ Giới thiệu về xe huyndai và hệ thống phanh của xe tham khảo Huyndai

1/ Các thông số cơ bản về xe Huyndai

2/ Giới thiều về hệ thống phanh xe Huyndai-11 tấn

II/ Thiết kế cơ cấu phanh

1/ Xác định mômen sainh ra tại các cơ cấu phanh

2/ Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh

3/ Xác định kích thước má phanh

III/ Tính bền một số chi tiết

1/ Tính bền guốc phanh

2/ Tính bền cho đường ống dẫn động phanh

3/ Tính toán kiểm bền chốt phanh

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG PHANH

III.1. Đặt vấn đề và nêu ra phương án thiết kế

III.1.1. Đặt vấn đề

III.1.2. Phương án thiết kế

III.2. Tính toán một số cơ cấu dẫn động phanh

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHẾ TẠO CHI TIẾT THIẾT KẾ

I./ Phân tích

1/ Chức năng làm việc của chi tiết

2/ Điều kiện làm việc của pistôn

II./ Phương pháp chế tạo phôi

III./ Các nguyên công cơ bản:

1/* Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất

2/* Nguyên công 2: Khoan lỗ

3/* Nguyên công 3: Tiện bề mặt làm việc của Pistôn màng

4/* Nguyên công 4: Kiểm tra

CHƯƠNG V: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH

I/ Hướng dẫn sử dụng

1. Khi xe chưa nổ máy

2. Khi xe nổ máy

3. Khi xe đang chạy trên đường

4. Chú ý khi sử dụng hệ thống phanh

II/ Điều chỉnh hệ thống phanh

1. Điều chỉnh phanh dừng

2. Điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp

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

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

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:

2. Phanh ăn đột ngột

3.Phanh bị dính dầu

4. Phanh bị ướt

5. Phanh bị mòn nhiều

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

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

8. Có tiếng kêu trong trống phanh

9. Mức dầu phanh bị giảm liên tục

10. Phanh xiết (bó phanh)

IV/ Những hư hỏng của hệ thống phanh dừng

1. Guốc phanh bị dính dầu

2. Hành trình điều kiển của đòn tay phanh quá lớn

3. Phanh ăn đột ngột

4. Không cố định được đòn điều kiển tay phanh.

LỜI NÓI ĐẦU

Công cuộc đổi mới đất nước của nhân dân ta đã thu được thành tựu to lớn có ý nghĩa quan trọng, những tiền đề cho công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã được hoàn thành về cơ bản, nước ta chuyển sang thời kỳ mới, thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa.

Để có được những tiền đề trên ngành công nghệ chế tạo nước ta trong những năm gần đây đã có những tiến bộ nhanh chóng, trong đó không thể không nói đến sự tiến bộ nhảy vọt của nền công nghiệp ô tô. Chỉ trong khoảng 10 năm trở lại đây, trên thị trường Việt Nam đã xuất hiện ngày càng nhiều các loại xe lắp ráp trong nước và nhập từ nước ngoài, với kiểu dáng thẩm mỹ, tiện nghi sang trọng, tốc độ cao, độ an toàn lớn, hiệu quả về kinh tế. Đặc biệt các loại xe này phần lớn được lắp ráp tại Việt Nam và trong đó tỷ lệ nội hóa ngày càng nhiều.

Sau 5 năm học tại trường em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống phanh xe tải. Hệ thống phanh là hệ thống quan trọng và rất phức tạp, đặc biệt do có hệ thống giao thông tốt, xe hiện đại vì vậy vận tốc chuyển động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh nhằm đảm bảo tính an toàn cao cho sự chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết.

Trong phần tính toán về thiết kế này em dựa chủ yếu về số liệu của xe tải HYUNDAI, các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tính toán.Tuy vậy do trình độ còn hạn chế về khả năng thiết kế nên đồ án này vẫn còn nhũng hạn chế nhất định mặc dù đã được sự hướng dẫn tận tình của cán bộ hướng dẫn. Em mong rằng với sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo trong bộ môn sẽ giúp em vững vàng hơn trong bước đường công tác của mình sau này.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                           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 dộng 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 boả cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được những tai nạn xẩy ra trên đường.

2./ Phân loại.

- phân loại theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân va phanh tay.

- Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh ma 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.

- Phân theo phương thức dẫn động có: dẫn động phanh bằng cơ khí, chất lỏngl, khí nén, hoặc liên hợp.

3./ Yêu cầu.

Hệ thống phanh la một bộ phân 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 đó là.

- Quãng đường phanh ngắn

- Thời gian phanh ít nhất.

- Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh.

+./ Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh.

+./ Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái.

+./ Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.

+./ Đảm bảo việc phân bố Mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.

+./ Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết.

+./ Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt.

+./ Có hệ số ma sát cao và ổn định.

+./ Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh.

+./ 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.

Việc dùng cả hai phanh chính và phụ là bảo đảm cho độ an toàn ôtô khi chuyển động và khi dừng hẳn, hệ thống phanh có 2 phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh.

1./ Cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh có nghĩa vụ toạ 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.

Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các gốc phanh bố trí bên trong được sử dụng rộng rãi. Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phải đảm bảo yêu cầu sau, như Mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (như tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trường)

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.

Hình 1: Cơ cấu phanh bánh trước xe GAZ-53A

1: Cam lệch tâm                2: Chốt có vòng đệm lệch tâm

Với các bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thi 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.

Cơ cấu phanh này được gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cường độ hao mòn của tấm ma sát trước lớn hơn tấm ma sát sau rất nhiều. Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát, khi sửa chữa có thể thay thế cùng một lúc, người ta làm tấm ma sát trước dài hơn tấm sau. Kết cấu.

Của loại cơ cấu phanh này ở (hình 1) khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định.

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.

Hình 2: Kết cấu phanh xe ZIL-131

1: Cam quay                             4: Trống phanh

                     2: Lò xo                                    5: Chốt lệch tâm

                                                                       6: Bầu phanh

Cơ cấu phanh này (hình 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.

Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu trục vít, bánh vít nhằm thay đổi vị trí của Cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định.

1.1.3. Cơ cấu guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau.

Hình 3: Kết cấu phanh xe UAZ-452

       1: Xy lanh                                       3: Cam lệch tâm

                 2: ốc xả khí                                     4: ốc xả khí

                                                                        5: Chốt cố định

Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cường độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh như nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau.

Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm và chốt lệch tâm.

1.1.4. Cơ cấu phanh loại bơi.

Cơ cấu phanh này dùng hai xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên dầu 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 đảy 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).

Hình 4: Sơ đồ và kết cấu phanh hơi

1: Xi lanh phanh                                  2: Lò xo

1.1.5. Cơ cấu phanh tự cường hoá.

Hình 5: Cơ cấu phanh xe GAZ

       1: Lò xo                                      3: Lò xo

                         2: Xi lanh                                    4: ốc điều chỉnh

Theo kết cấu thì guốc phanh sau được tỳ vào chốt cố định và bản thân guốc phanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trước. Lực dẫn động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trước thông qua chốt kỳ trung gian, từ điều kiện cân bằng theo phương ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trước có thể xác định được lực tác dụng lên guốc trước.

Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh sau sẽ lớn hơn guốc phanh trước rất nhiều, khi xe lùi Mômen phanh Mp sẽ giảm đi nhiều. Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trước nên tấm ma sát gốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trước.

Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren trong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này.

1.2. Cơ cấu phanh loại đĩa.

Hình 6: Cơ cấu phanh đĩa bánh trước Xe VAZ-2101

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.

Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa là khó giữ được sạch trên các bề mặt ma sát.

Trên hình 6, là kết cấu phanh đĩa loại hở, đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm ma sát 2 và 5 khi phanh, áp lực dầu trong các xi lanh 3 và 6 tăng lên, đẩy các piston 4 và 7 ép tấm ma sát vào đĩa.

1.3. Phanh dừng (phanh tay).

Hinh 7: Phanh tay kiểu tang trống

1: Má phanh                                                        7: Vành rẻ quat.     

2: Tang trống                                                       8: Ti

3: Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới     9: Cần  

4:Trục thứ cấp hộp số                                          10: Răng rẻ quạt  

5: Lò xo hồi vị                                                     11: Tay hãm

6: Trục quả đào                                                    12: Tay kéo phanh

Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí. Hình 7 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểu tăng trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ hí và điều khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo.

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.

Khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng.

Hình 8: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.

     1:Tay phanh              5:Trục                    8,9:Dây cáp dẫn động phanh

     2;Thanh dẫn              6:Thanh kéo           10:Giá

     3:Con lăn dây cáp     7:Thanh cân bằng   11,13:Mâm phanh

     4:Dây cáp                                                 12:Xilanh phanh bánh xe

Nguyên lý làm việc. Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được truyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc phanh, vị trí của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2.

* Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài.

* Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lực không cao, thời gian phanh lớn.

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 cá 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. Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các trống phanh. Dẫn động phanh dầu có các ưu điểm sau.

- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế.

- Có hiệu suất cao.

- Độ nhậy tốt.

- Kết cấu đơn giản.

- Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.

Nhược điểm:

- Không thể tạo được tỷ số truyền lớn, vì thế phanh đầu không có cường hoá chỉ dùng ô tô có trọng ượng toàn bộ nhỏ.

- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.

- Đối với dẫn động phanh1 dòng khi có chỗ nào bị ròi (chảy dầu) thì tất cả hệ thống phanh đều không làm việc, để khắc phục khuyết điểm này người ta dùng loại dẫn động hai dòng, loại này cơ ưu điểm là khi 1 dòng bị hỏng thì dòng còn lại vẫn làm việc bình thường tuy nhiên hiệu quả phanh có giảm, đảm bảo an toàn khi chuyển động.

* Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng.

Hinh 9: Sơ đồ dẫn đông phanh thuỷ lực một dòng

        1: Bàn đạp                            3: Đường ống dẫn

                     2: Xilanh chính                    4: Cơ cấu phanh

Nguyên lý làm việc:

 Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đảy 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 xuất lớn ở các xi lanh bánh xe sẽ thắng lực của lò xo và tiến hành ép guốc vào trống phanh.

Khi không phanh nữa người lái không tác dụng voà bàn đạp các lò xo hồi vị của bàn đạp, của viston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị kéo guốc phanh vào vị trí cũ.

   * Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng:

Hình 10: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng.

I: Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe trước

                II: Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe sau

                           1: Bàn đạp                                     4,6: Van

                   2: Tổng phanh                               5: Cơ cấu xy lanh bánh xe                                

                 3: Bộ phận chia dòng             

a) Sơ đồ nguyên lý                          b) Cấu tạo cua xy lanh

Hình 11: Xy lanh chinh hai piston

Cấu tạo: Cơ cấu gồm có piston chính 1 được nối với bàn đạp, và piston trung gian 2 được đặt tự do ở phía giữa của xilanh, piston 2 chia không gian xilanh thành hai khoang riêng biệt để nối với các dòng dẫn động phanh, mỗi dòng được cung cấp dầu bởi 1 bầu chứa riêng.

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.

Khi xẩy ra hư hỏng ở một dòng nào đó thì piston sẽ chuyển dịch một cách tự do cho đến khi chạm vào piston trung gian hoặc chạm vào đáy của xilanh, sau đó trong buồng xilanh của dòng không hư hỏng sẽ tạo nên áp suất làm việc khi đó xe vẫn được phanh nhưng hiệu quả không cao người lái sẽ cảm thấy hư hỏng của hệ thống vì hành trình bàn đạp tăng lên.

Bộ chia dòng: Dùng để phân tách hoạt động của hai dòng.

                              a) Sơ đồ                                       b) Cấu tạo

Hình 12: Bộ chia

        1: Piston                                 3: Đầu nối tới dòng trước

                    2:Đầu nối tới dòng sau           4: Từ xy lanh chính tới                                   

Khi phanh chất lỏng tư xilanh chính bị dồn đến khoang A gây lên lực tác dụng lên các piston 1 và trong dòng I và II áp suất làm việc tăng lên cho đến khi cân bằng với áp suất trong khoang, khi xẩy ra hư hỏng ở một dong nào đó thì còn thứ II vẫn làm việc bình thường song hiệu quả phanh của cả xe có giảm và người lái cũng nhận biết về phía hành trình bàn đạp tăng.

2.3. Dẫn động phanh khí nén (Còn gọi là phanh hơi).

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.

  * Dẫn động phanh khí nén 1 dòng:

Hình 13: Sơ đồ cấu tạo của phanh hơi

                    1: Máy nén khí                                    4: Bầu phanh

                    2: Bình chứa                                        5: ống dẫn hơi

                    3: Van phân phối                                 6: Bàn đạp phanh

                                                                                7: Đồng hồ kiểm tra áp suất 

         Nguyên lý:

         Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua dẫn động tổng van 3 mở cho khí nén từ bình chứa khí nén 2 theo đường ống tới đầu phanh 4 để tiến hành phanh.

Khi thả bàn đạp, tổng van phanh ngắt liên hệ giữa bình chứa khí nén với đường ống dẫn và mở đường ống của bầu phanh thông với không khí bên ngoài, khí nén thoát ra ngoài và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh.

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung.

- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn.

- Có khả năng cơ khí hoá  quá trình điều khiển ô tô.

- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí.

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén.

- Số lượng các cụm khá nhiều, kích thước và trọng lượng của chúng khá lớn, giá thành cao.

- Thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái tác dụng vào bàn đạp khá lớn.

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 rơmoóc.

Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp dụng cho xe nhiều cầu như: Xe URAL, 375  D, URAL - 4320….

Hình 14: Phanh khí nén thuỷ lực ôtô URAL-4320

         1: Máy nén khí                                 2: Bộ điều chỉnh áp suất

         3: Van bảo vệ 2 ngả                         4: Van bảo vệ 1 ngả

         5: Bình chứa khí nén                        6: Phanh tay

         7: Khoá điều khiển phanh rơ moóc  8: Van tách

         9: Đầu nối                                        10: Đồng hồ áp suất

        11: Tổng van phanh                          12: Xy lanh khí nén

        13: Cơ cấu xy lanh piston bánh xe   14: Đầu nối phân nhánh

        15: Xy lanh cung cấp nhiên liệu      16: Bàn đạp phanh

* Nguyên lý làm việc:

Khi phanh người lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh 16 để mở van phanh lúc này khí nén từ bình chứa 5 đi vào hệ thống qua tổng van phanh vào cơ cấu.

Piston xi lanh khí, lực tác động của dòng khí có áp suất cao (8 dến 10kg/cm²) đẩy piston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong xi lanh thuỷ lực có áp suất cao như các đường ống đi vào xi lanh bánh xe thực hiện quá trình phanh van bảo vệ 2 ngả có tác dụng tách dòng khí thành hai dòng riêng biệt và tự động ngắt 1 dòng khí nào đó bị hỏng để duy trì sự làm việc của dòng không hỏng.

Trong hệ thống phanh dẫn động khí nén - thuỷ lực thì cơ cấu dẫn động là phần khí nén và cơ cấu chấp hành là phần thuỷ lực, trong cơ cấu thuỷ lực thì được chia làm hai dòng riêng biệt để điều khiển các bánh xe trước và sau.

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực.

- Kết hợp được nhiều ưu điểm của 2 loại hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắc phục được những nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập.

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực.

- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp,

rất khó khăn khi bảo dưỡng sửa chữa.

- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc cho nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới cơ cấu dẫn động khí nén.

- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành cũng rất cao và có rất nhiều cụm chi tiết đắt tiền.

3. Bộ trợ lực phanh.

Để tạo cho người lái xe không phải tác dụng 1 lực lớn vào bàn đạp phanh người ta bố trí và thiết kế các bộ phận trợ lực phanh.

Ngày này trên các xe hiện đại có thiết kế nhiều hệ thống điều khiển để giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, làm cho người lái ít bị phạm phải các sai phạm kỹ thuật, đảm bảo cho sự an toàn chuyển động ít sẩy ra các tai nạn giao thông. Thiết kế các bộ trợ lực cho hệ thống lái, ly hợp. Hệ thống phanh cũng là cần thiết.

Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực được thực hiện theo nhiều phương án..

- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén.

- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.

Dưới đây xin giới thiệu bộ trợ lực chân không

Tác dụng: Để giảm nhẹ lực của người lái.

Yêu cầu: Khi hỏng cường hoá thì hệ thống phanh phải làm việc bình thường tuy nhiên lực đạp có lớn hơn.

- Đảm bảo nguyên tắc chép hình đạp ít thì hiệu quả phanh ít, đạp nhiều thì hiệu quả phanh tăng lên và dừng ở vị trí nào thì phanh ở vị trí đó.

Trên hình 15: Giới thiệu kết cấu bộ cường hoá chân không - thuỷ lực dùng trên xe Fa3 - 66 và FA3 - 53A.

Hình 16 là sơ đồ nguyên lý của bộ cường hoá chân không thuỷ lực.

Nguyên lý làm việc: Lợi dụng sự chênh lệc áp suất giữa họng hút của động cơ 0.5KG/cm² và áp suất khí trời 1 KG/cm².

Hình 15. Kết cấu bộ cường hoá chân không-thuỷ lực

dùng trên xe Gát 66, Gát 53 A

1: Bầu bộ trợ lực phanh                                 2: Đĩa màng ngăn

3: Màng ngăn bộ trợ lực phanh                     4: Cơ cấu đẩy của piston

5: Lò xo của màng                                        6: Van chân không

7: Màng của tổng van phanh                         8: Van không khí

9: Nắp của thân                                             10: Tổng van phanh

11: Lò xo của tổng van phanh                       12: Piston của tổng van phanh

13: Van chuyển                                             14: Xy lanh thuỷ lực phụ

                                      Hình 16: Sơ đồ nguyên lý làm việc

               1: Bầu cường hoá                                   2: Màng ngăn

               4: Ty đẩy cường hoá                              5: Lò xo hồi vị màng

     6: Van chân không                                 7: Lò xo van không khí

     8: Van không khí                                    11: Lò xo van chân không

     12: Màng tuỳ động                                 15: Van bi một chiều

     16: Piston công tác                                 17: Ty đẩy van

     23: Piston điều khiển

         Tạo ra lực cường hoá giảm nhẹ lực của bàn đạp.

Khi chưa phanh van không khí 8 được đóng vai lại, van chân không 6 được mở ra nhờ lo xo đẩy màng tuỳ động 12 mang theo piston điều khiển 23 đi xuống. Buồng B thông với buồng C và D qua đường ống dẫn thông với buồng A, như vậy áp suất ở buồng A và B bằng nhau và bằng áp suất chân không ở họng hút đường ống nạp, lò xo 5 đẩy màng cường hoá 2 về vị trí trái, ty đẩy 4 kéo piston lực 16 làm cho ty đẩy 17 tỳ vào thành xi lanh do vậy piston tiếp tục sang trái làm cho ty đẩy van 15 mở ra.

Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp phanh 1 lực cần thiết qua hệ thống đòn, đẩy piston ở xi lanh chính đi áp suất phía sau piston tăng lên khoảng 5KG/cm² qua ống dẫn lên xi lanh của bộ cường hoá, áp suất này tác dụng lên pison 16 của bộ cường hoá đẩy piston 16 sang phải khi đó ty đẩy 17 tách khỏi thành xi lanh làm cho van 15 đóng lại ngăn cách buồng trước và sau của piston 16, tiếp tục đạp thì đẩy tới xi lanh bánh xe, đồng thời áp suất dầu lớn đẩy piston điều khiển 23 đi làm cho van chân không 6 đóng lại, buồng C và D ngăn cách với nhau mà D lại thông với buồng A, buồng C thông với buồng B do đó 2 buồng A và B ngăn cách nhau, tiếp tục đạp thì thông qua cần nối 6 và 8 làm cho van không khí 8 bắt đầu mở không khí từ ngoài qua bầu lọc gió vào buồng E, D và vào buồng A. ở buồng A có áp suất khí trời 1 KG/cm², còn buồng B nối với họng hút động cơ có áp suất 0.5KG/cm² do đó tạo được lực cường hoá thắng lò xo 5 đẩy piston 16 sang phải tạo ra khoang trước của piston 16 thêm áp lực mới làm cho dầu dồn về xi lanh bánh xe đẩy các má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại.

Khi giữ nguyên bàn đạp ở một vị trí nào đó thì áp suất ở khoang bên trái của piston 16 không đổi nhưng lúc này van không khí 8 van đang mở, dẫn đến không khí tiếp tục vào buồng A và tiếp tục đẩy màng và ty 4 đẩy piston 16 tăng lên làm cho áp suất giảm đi điều này làm cho piston điều khiển 23 đi xuống làm cho van không khí 8 đóng lại, không khí khôing vào buồng A nữa làm cho piston 16 dừng lại van chân không 6 vẫn đóng vẫn tồn tại một lực cường hoá.

Khi người lái trực tiếp đạp bàn đạp, lực đạp tăng lên khi sự mất cân bằng lại diễn ra, áp suất ở xi lanh cường hoá tăng lên lại tác dụng lên piston điều khiển nâng màng 12 đi lên van không khí 6 lại mở ra và quá trình lại làm việc như khi phanh.

Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí cũ, lò xo ở xi lanh chính đẩy piston về vị trí cũ đầu hồi về xi lanh chính lò xo côn của bộ cường hoá đẩy piston về vị trí cũ (bên trái) piston 23 đi xuống do áp suất giảm, van không khí 8 đóng lại van chân không 6 được mở ra làm cho buồng A và Buồng B thông nhau và bằng áp suất của họng hút. Qua ty đẩy 4 kéo piston 16 sang trái làm hco ty đẩy 17 tỳ vào đáy xy lanh, piston 16 chuyển động nữa thì mở van 15 lúc đó dầu hồi từ xi lanh bánh xe qua lỗ van 15 về xy lanh chính.

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH XE TẢI

        I. GIỚI THIỆU VỀ XE HUYNDAI VÀ HỆ THỐNG PHANH CỦA XE THAM KHẢO :

1./ Các thông số cơ bản về xe Huyndai:

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.

Với đề tài được giao là nghiên cứu và tính toán thiết kế hệ thống phanh dùng cho xe tải loại 11 tấn dựa trên cơ sở là xe Hyundai do hãng Hyundai của Hàn Quốc sản xuất.

Hình 17: Sơ đồ bố trí chung xe Huyndai

Thông số cơ bản về xe Huyndai - 11 tấn

- Kiểu động cơ: Động cơ diegen, 4 kỳ, phun nhiên liệu trực tiếp, làm mát bằng nước.

- Số xy lanh                                                                   8

- Công suất lớn nhất                             290KW/2200v/p

- Mômen xoắn lớn nhất                        100KGm/1400v/p

- Khoảng cách từ tâm bánh xe đến piston xy lanh bánh xe       160mm

- Khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm tựa chốt quay   170mm

2./ Giới thiệu về hệ thống phanh xe Huyndai 11 tấn.

2.1. Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe huyndai 11 tấn.

Hình 18: Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Huyndai

1: Đồng hồ áp suất                    12: Van ba ngả

2: Cơ cấu phanh bánh xe          13: Cơ cấu phanh bánh xe

3: Máy nén khí                         14: Cơ cấu phanh bánh xe                    

4: Bình lọc hơi nước                 15: Bầu phanh chính của cầu giữa và trước

5: Bình nén khí                         16: Bầu phanh chính của phanh cầu sau

6: Cơ cấu phanh bánh xe          17: Bình dầu            

7; Cơ cấu phanh xe                   18: Van chuẩn đoán             

8: Van phân phối                      19: Van xả nhanh       

9: Cơ cấu phanh bánh xe          20: Bình ngưng tụ hơi nước      

10: Bầu phanh tay                     21: Van an toàn

11 Van xả khí                           22:  Bàn đạp phanh       

         *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 thực hiện quá trình phanh thì ta đạp bàn đạp phanh làm cho van phân phối 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 pitôn màng trong bầu phanh chính đẩy pitôn dầu trong bầu phanh chính và đư dầu tới các xy lanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh.

Khi không phanh thì nhờ các lực lò xo hồi vị kéo các guốc phanh lại và dầu hồi về bình dầu lúc này khí nén không hồi về bình chứa mà thông với khí quyển và áp suất trong buồng phanh giảm, lò xo hồi vị trong bầu phanh đẩy pitôn màng dịch chuyển về vị trí ban đầu và dừng quá trình phanh.

2.2. Máy nén khí.

Máy nén khí là để tạo 1 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 nénlại và có áp suất cao sau đó được đưa tới bình chứa khí nén qua các ống dẫn động.

Hình 19. Sơ đồ máy nén khí

2.3. Bộ điều chỉnh áp suất.

Hình 20: Bộ điều chỉnh áp suất

Bộ điều chỉnh áp suất đặt trên khối xylanh của máy nén khí, nó có tác dụng giữ nguyên áp suất khí nén trong một giới hạn nhất định là trong khoảng (0,6 - 0,77Mpa). Áp suất này bảo đảm cho luồng khí nén từ các bình chứa vào các bầu phanh với tốc độ giới hạn không đổi và với lưu lượng trong một giây lớn nhất do vậy bảo đảm được thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh là ngắn nhất.

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. Van bố trí gần nén khí và được điều chỉnh nhờ áp suất quá lớn mở van khoảng 0,9 - 0,95Mpa. Van được điều chỉnh nhờ áp suất khí và được hãm lại nhờ lò xo.

Hình 21: Van an toàn

1: Đế van                                    2: Thân van

                       3: Bi                                            4: Lò xo van                               

                       5: Đai ốc hãm                             6: Ty điều chỉnh    

2.5. Cơ cấu phanh bánh xe.

Hình 22: Cơ cấu phanh bánh xe.

1: Má phanh                                            2: Nắp của mâm phanh

        3: Vỏ xy lanh bánh xe                            4: Xy lanh bánh xe                                    

        5: Phớt chắn dầu                                     6: Chốt đẩy   

        7: Đệm cao su                                        8: Lò xo định vị    

        9: Cam                                                   10: Guốc phanh      

        11: Mâm phanh                                     12: Chốt định vị      

        13: Chốt guốc 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.

II. THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH.

1./ Xác định mô men sinh ra tại các cơ cấu phanh.

Khi người lái tác dụng một lực vào bàn đạp thì ở cơ cấu phanh sẽ sinh ra một mômen ma sát hay còn gọi là mômen phanh Mp nhằm hãm bánh xe lại lực đó ở bánh xe xuất hiện phản lực tiếp tuyến Pp ngược chiều chuyển động của bánh xe và lực này gọi là lực phanh:

Ta có: Pp = Mp/r_bx

r_bx: là bán kính làm việc của bánh xe

Khi phanh thì bánh xe chuyển động chậm dần vậy có mômen quán tính Mjp tác dụng mômen này có chiều chuyển động cùng chiều với chiều chuyển động của ôtô.

Khi phanh thì ta có lực quán tính cùng chiều với chiều chuyển động của ôtô vậy ta có:

 trong đó thì Jp: là gia tốc chậm dần khi phanh.

Khi phanh thì các lực tác dụng của không khí Pw và Pf có thể bỏ qua vì không ảnh hưởng nhiều tới các chỉ tiêu phanh.

Để sử dụng hết trọng lượng bám của ôtô thì các cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe trước và sau.

Vậy để đảm bảo điều kiện phanh tối ưu là phải tận dụng hết trọng luợng bám của xe mặt khác lực phanh lớn nhất mỗi bánh xe lại hạn chế bởi điều kiện bám là:

 trong đó  là hệ số bám.

Vậy ta có lực phanh tổng hợp của cầu trước và sau phải thỏa mãn điều kiện là:

 trong đó G: là trọng lượng toàn bộ của xe khi đầy tải.

Ta làm một suy luận nhỏ là:  (1)

Mặt khác lại có theo cân bằng lực kéo thì ta có:  (2)

Từ (1) và (2) ta có: J = g.  (3)

Như vậy ta có mối quan hệ giữa gia tốc chậm dần và hệ số bám trong quan hệ đó thì thông số thay đổi theo lực phanh là gia tốc chậm dần và thông số cố định là trọng lượng của ôtô khi đầy tải là G.

Vậy theo phân tích ở trên ta chỉ có thể chọn thông số đó là hệ số bám của mặt đường.

Hệ số bám của mặt đường theo giáo trình của LT ôtô máy kéo (I).

 = (0,6 - 0,7)

Nếu hệ số bám quá nhỏ bánh xe có thể bị trượt quay ta chọn hệ số bám mặt đường là:

 = 0,65

Theo (3) ta có J = .g = 0,65 . 10 = 6,5m/s² ta lấy g = 10m/s².

Theo xe tham khảo thì cỡ lốp xe thiết kếlà 11 - 20 chọn = 0,930.

Ta có r₀ = (B + d/2) , 25,4

Thay số vào ta có r₀ = 533,4 (mm).

Áp dụng công thức tính lực phanh lớn nhất tại 1 bánh của cầu trước và sau:

Trong đó có:

G = 217KG              = 6,5m/s²

L = 7,05                   = 0,65

a = 4,9m                  h_g = 1,2m

b = 2,15                  g = 10m/s²

Thay số vào ta có

Lực phanh tổng hợp lên toàn bộ xe là:

P = P_pt + P_p2 = 2.2931 + 4.2060 = 14102 (KG).

Xét theo điều kiện bám thì ta có P < G.  = 21700. 0,65 = 14104 (KG).

Vậy lực phanh sinh ra trên toàn bộ xe thỏa mãn điều kiện bám.

Mômen sinh ra theo tính toán ở 1 cơ cấu phanh cầu trước và sau là:

M_p1 = P_p1 . r_bx = 2931. 0,496 = 1454 (KGm).

M_p2 = P_{p2  .} r_bx = 2060 . 0,496 = 1021 (KGm).

2./ Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh.

a. Xác định góc  và bán kính  của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

Với loại lốp xe thiết kế có ký hiệu 11 - 20 đơn vị ở đây là tính theo insow ta có

d_lop = 20insow = 20.260/9 = 578 (mm).

Chọn đường kính tang trống r_t = 410 (mm) dựa theo xe tham khảo.

Theo tài liệu (I) ta có:

(1)

Trong đó : là góc tính từ tâm chốt quay của phanh đến chỗ tán tấm ma sát và ₁ = (14 -16) độ.

₀: góc ôm tấm ma sát và 100 độ ₀  120độ.

₂ = ₀ + ₁

Để chọn được góc ôm tấm ma sát ta làm một suy luận như sau:

Đối với 2 má ta phân tích mômen phanh tác dụng vào 2 guốc.

Vì đặc điểm của 2 guốc phanh thiết kế là loại một xy lanh điều khiển 2 guốc như vậy thì khi phanh thì các lực tác dụng lên guốc phanh tạo một má nhả và một má xiết.

P_p: lực phanh.

F_n: phản lực hướng tâm (pháp tuyến)

F_t: phản lực tiếp tuyến.

Ta có F_t = F_n ta tính mômen tại điểm 0' và 0" trong đó hệ số là hệ số phụ thuộc vật liệu.

Theo phương trình lực ta có:  và

Vậy mômen của mã xiết (guốc trái) và mômen tác dụng vào má nhả (guốc trái) là:

So sánh hai giá trị ta thấy mômen tác dụng của guốc trái và guốc phải khác nhau cụ thể là mômen sinh ra trên má trái lớn hơn má phải do vậy để đảm bảo mòn đều cho 2 má khi làm việc thì chế tạo má dài hơn má phải.

Theo phân tích trên thì ta chọn góc ôm 2 má phanh cũng khác nhau và cụ thể hơn là góc ôm má xiết hơn má nhả.

* Đối với má trước:

= 120độ = 2,09 rad

 = 20 độ.

₂ = 20 + 120  = 140 độ.

Thay số vào công thức (1) ta có:

Vậy

* Đối với má sau:

 = 90 độ = 1,57 rad

 = 35 độ

= 20 + 120  = 125 độ.

Thay số vào công thức (1) ta có:

Vậy

Vậy  và

* Bán kính ₁ đối với má trước theo công thức trong tài liệu (I) là:

Đối với má trước thay các thông số ta có:

Đối với má sau thay các thông số ta có:

b. Xác định lực cần tác dụng lên má phanh bằng phương pháp họa đồ:

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

Các thông số kết cấu đã chọn ₀, ₁, ₁, r_t

Ta có: N + T = R

Trong đó N: Lực hướng tâm

                      T: Lực tiếp tuyến

R: Lực tổng hợp các lực ma sát đặt tại điểm giữa guốc phanh và má phanh

Ta có công thức công nhận:               

               : Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh theo tài liệu (I) ta có:     = 0,3.

Vậy ta xác định góc ma sát

Ta có góc ma sát  tức là má trước và má sau có góc ma sát bằng nhau.

Bán kính  công thức công nhận tài liệu (I)

Các giá trị đã có ở phần trên thay thông số vào ta có

* Má trước

* Má sau:

Theo công thức công nhận (2 - 4) trong tài liệu (I) ta có với cơ cấu phanh có góc ôm khác nhau thì mô men phanh sinh ra trong một cơ cấu là:

Mp = R1.r₀₁ + R2.r₀₂

Ta xác định được U, R, P theo phương pháp họa đồ lực phanh

P: Lực do piton xy lanh bánh xe tác dụng vào guốc phanh

U: Lực tổng hợp

Xác định U, R, P theo phương pháp họa đồ lực phanh khi đã biết góc ma sát góc ma sát là góc tạo bởi lực R và lực N.

III. CÁCH XÂY DỰNG HỌA ĐỒ:

Khi guốc phanh làm việc 2 má sẽ ép chặt vào trống phanh lực ép  này là do lực P tác dụng vào 2 guốc phanh vì 2 guốc  phanh chịu sự điều khiển của một piton nên ta có guốc chịu 2 lực đẩy guốc phanh giống nhau P.

Góc  là góc tạo bởi (X, N) muốn xác định được X ta chọn góc chọn góc  = 15 độ.

Từ vị trí đặt lực P nối với tâm quay cố định của 2 guốc ta có trục Y từ đó ta có trục X theo tính toán ta có ₁, ₂ và có  vậy từ đây ta xác định được vị trí đặt lực N có phương hướng vào tâm 0.

Ta dựng  tạo bởi (N và R) ta có phương R₁ và R₂ từ đây ta có U₁ và U₂ do má trước là má xiết và má sau là má nhả cho nên U₁  hướng vào còn U₂ hướng ra xa.

Khi xây dựng xong hoạ đồ ta xây dựng đa giác lực bằng cách sau:

Lấy 2 đoạn thẳng biểu diễn P₁ và P₂ bằng nhau sau đó rời các vec tơ U₁ và U₂ nối vào P sau đó rời tiếp các véc tơ R₁ và R₂ ta được các tam giác lực khép kín.

Từ đây ta xét tỷ lệ của R₁/R₂ = x nào đó vậy ta R₁ = x. P₂ thay vào phương trình mô men của cầu trước và cầu sau ta tìm được R₂ rồi xem biểu diễn bằng bao nhiêu (mm) a có tỷ lệ xích suy ra được P, U₁, U₂ và giá trị R₁.

* Theo biểu đồ

a. Đối với mô men phanh sinh ra ở một guốc phanh cầu trước theo phương trình đối với bán kính r₀₁ và r₀₂ khác nhau.

M'p = R₁.r₀₁ + R₂.r₀₂ = 1454 (KGm)

R₁/R₂ = 2,78

Thay số vào ta có: 0,07.R₁ + 0,66 . R₂ = 1454 (1)

R₁ = 2,78.R₂

Giải hệ phương trình trên ta có:          R' ₂ = 5579 KG

                                                  R' ₁ = 15511 KG

Tỷ lệ xích                                   k = 5579/32 = 174

Vậy ta có                                   P' = 20.174 = 3480 KG

                                                  U'₁ = 71.174 = 12354 KG

                                                  U'₂ = 14.174 = 2436 KG

b. Đối với mô men sinh ra một guốc phanh ở cơ cấu phanh cần sau:

áp dụng hệ phương trình trên ta có:

M'' p = R₁.r₀₁ + R₂.r₀₂ = 1021 (KGm)

Thay số vào ta có hệ phương trình:

0,07.R₁ + 0,66 . R₂ = 1021 (1)

R₁ = 2,78.R₂                        (2)  

Giải hệ phương trình ta có: R''₂ = 4670 KG

R''₁ = 12984 KG

Tỷ lệ xích  k = 4670/32 = 146KG/mm

Vậy ta có:

P'' = 20.146 = 2920 KG

U''₁ = 71.146 = 10366 KG

U''₂ = 14.146 = 2044 KG                   

Hoạ đồ lực phanh

 3./ Xác định kích thước má phanh:

Kích thước má phanh chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn của các má phanh và hạn chế độ làm việc của phanh.

3.1. Công ma sát riêng L: xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ôtô chạy với tốc độ khi bắt đầu phanh

Theo tài liệu (I) công thức (2 - 39) ta có:

Trong đó G = 21700 KG

Vo = 55km/h = 15,3m/s vì khi phanh thì xe đã giảm tốc độ và giảm ga

g = 10m/s²

F: diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các bánh xe.

Ta có công thức tính diện tích là:

_0i: góc ôm má phanh thứ i

b_i: bề rộng của má phanh thứ i

r_t: bán kính trống phanh

m: số lượng của má phanh

Tham khảo xe huyndai 11 tấn là loại xe có 3 cầu vậy

m = 12

r_t = 205mm

Theo phân tích của phần trên ta có góc ôm của má trước lớn hơn góc ôm của má sau:

* Cầu trước

b₁ = b₂ = b₃ = b₄ = 140mm

₀₁ = ₀₂ = 120⁰ = 2,09 rad

₀₃ = ₀₄ = 90⁰ = 1,57 rad

=> Ft = 2.2,09 .140.205 + 2.1,57 .140 .205 = 210084 mm²

* Cầu sau

b₅ = b₆ = b₇ = b₈ = b₉ = b₁₀ = b₁₁ = b₁₂ = 140mm

₀₅ = ₀₆ = ₀₇ = ₀₈ = 120⁰ = 2,09 rad

₀₉ = ₁₀ = ₁₁ = ₁₂ = 90⁰ = 1,57 rad

Thay số vào ta có:

=> Fs = 4.140. 205.2,09 + 4.140 . 205.1,57 = 420168mm²

Diện tích toàn bộ của má phanh trên ô tô:

F = Ft + Fs =  210084 + 420168  = 630252 mm² = 6303 cm²

Thay vào công thức (*) ta có:

Vậy má phanh chọn thoả mãn toàn bộ năng lượng khi phanh bánh xe

Với kích thước má phanh ta chọn như trên thì ta xét tiếp đến khả năng phục vụ của nó khi làm việc.

3.2. Đánh giá khả năng phục vụ của má phanh:

Khi muốn biết thời gian phục vụ của má phanh hay tuổi thọ của nó thì ta xét đến áp suất trên bề mặt ma sát dựa vào thông số q

Theo tài liệu (I) công thức (2.42)

Theo công thức (**) ta thấy khi muốn xét đến thông số q thì phụ thuộc vào góc ôm má phanh và mô men phanh sinh ra tại cơ cấu phanh vậy ta chỉ xét đến má phanh có gốc ôm lớn và chịu mô men phanh lớn.

Xét cầu trước vì cầu trước chịu mô men phanh lớn hơn cầu sau và ta xét đối với má trước vai má trước chịu mô men phanh lớn hơn má sau

Má trước có = 0,3

₀ = 120 độ = 2,09 rad

r_t = 205 mm

b = 170 mm

Với cấu trước mô men sinh ra tại một cơ cấu phanh là:

Mp = 145 KGm = 1454.10^-6 MN/m²

Thay số vào ta có:

Với cầu sau và cầu giữa thì có mô men phanh nhỏ hơn cầu trước vậy để dễ thay thế và sửa chữa ta thiết kế và chọn bề dày, chiều rộng các má phanh giống nhau.

Khi thiết kế má phanh ta xét đến khả năng chịu nhiệt hay khả năng bền nhiệt khi phanh, động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng tại má phanh và trống phanh vậy ta tính toán sao cho nhiệt sinh ra không làm hỏng má phanh và trống phanh trong điều kiện làm việc.

Theo tài liệu (I) công thức (2 - 44) nhiệt độ tính toán khi thiết kế đảm bảo nhỏ hơn hay bằng 15 độ C.

Khi phanh thì một phần động năng biến thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra ngoài không khí.

Ta có công thức tính nhiệt độ thoát ra khi phanh.

Phương trình cân bằng nhiệt

G: trọng lượng ô tô khi đầy tải

g: gia tốc trọng trường g = 10m.s²

V₁, V₂: tốc độ đầu và tốc độ cuối khi phanh ta có

m_t: khối lượng của trống phanh và các chi tiết khác bị nung nóng khi phanh.

m_t : 120kg

C: nhiệt rung riêng chi tiết bị nung nóng (thép và gang)

C = 500J/kg.độ = 50m/độ.

Ft: diện tích làm mát của trống phanh.

Kt: số truyền nhiệt

t: thời gian phanh

Do đặc điểm khi phanh thì thời gian phanh ngắn do vậy mà phần năng lượng thoát ra ngoài không khí không đáng kể cho nên ta có thể bỏ qua phần năng lượng này.

 (không tính đến)

Ta có:  trong đó V₂ = 0

Từ đây ta xác định được nhiệt độ khi phanh

Vậy với nhiệt độ theo các thông số đã chọn là khối lượng trống phanh khi bị nung nóng, vận tốc đầu khi phanh sinh ra khi phanh đảm bảo chế độ nhiệt.

3.3. Kiểm tra hiện tượng tự xiết:

Hiện tượng tự xiết là hiện tượng khi má phanh ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động của lực P là lực của pitôn tác dụng vào guốc phanh khi thiết kế ta chánh không xảy ra hiện tượng tự xiết này vì nó sẽ gây nguy hiểm khi xe chuyển động trên đường.

Trong trường hợp như vậy mô men phanh Mp đứng về phương diện lý thuyết mà nói thì khi xảy ra hiện tượng mô men phanh tiến tới vâ tận.

Theo công thức ta có mối quan hệ giữa lực P và mô men phanh theo phương pháp giả tích thì ta có:

Mô men phanh là mô men phanh sinh ra ở guốc trước lý do ta xét ở góc trước là vì khi làm việc theo chứng minh má sau không xảy ra hiện tượng tự xiết.

: hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh trong phần tính toán ta chọn hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh là = 0,3.

: góc hợp giữa lực N và trục X

: bán kính tính toán khi tính mô men phanh.

a: khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm đặt lực P.

c: khoảng cách giữa trục X và lực tổng hợp U.

Theo công thức trên thì khi mô men phanh tiến tới vô tận thì xảy ra hiện tượng tự xiết và khi đó ta có:

Với hệ số ma sát như trên sẽ xảy hiện tượng tự xiết ta thay số các giá trị đã tính toán ở phần trên vào công thức ta có:

: 6 độ

 = 245 mm

c = 170 mm

Ta thấy rằng khi chọn hệ số ma sát như trên không xảy ra hiện tượng tự xiết.

IV. TÍNH BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT

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.

Vì khi làm việc thì guốc phanh ép chặt vào trống phanh do vậy mà phản lực của trống phanh sẽ phân bố đều trên toàn bộ bề mặt của guốc phanh, dưới đây ta chỉ xét guốc phanh như một thanh cong chịu tác dụng của các lực tập chung.

Theo tính toán các lực tổng hợp tác dụng lên guốc phanh trong phần hoạ đồ lực phanh ta xác định được vị trí của phàn lực R, vậy ta sẽ kiểm bền guốc phanh tại vị trí đặt lực R.

Ta lấy mặt cắt của guốc phanh tại vị trí đặc lực R và mặt cắt guốc phanh trong thiết kế là hình chữ II xong khi tính toán ta quy về hình chữ T để tính toán cho dễ dàng hơn.

Nội lực của guốc phanh khi xét tại mặt cắt gồm có: lực cắt Q, lực dọc N và một mô men uốn Mu.

Tính kích thước đến trọng tâm G của guốc phanh:

Hình 23. Sơ đồ tải trọng G

        Vì ta đã đơn giản guốc phanh mặt cắt là chữ T cho nên ta áp dụng công thức tính toán theo tài liệu (I):

Công thức:

Trong đó có Y₂: kích thước chế tạo guốc phanh ta có

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 = 180mm²

Vậy ta thay số vào có Y_c1 =  đó ta có

Y₂ = Y_c1 + Y_c2

* Ta tính bán kính đường trung hòa:

R_th =

R'₁: bán kính trọng tâm của phần diện tích trên kính đến tăng trống.

R'₂: bán kính trọng tâm của phần diện tích dưới tính đến tang trống.

Chiều dầy má phanh chọn là: 1_mp = 10mm

Khe hở giữa má phanh và trống phanh chọn  là  = 0,3mm

Bán kính trống phanh ta đã chọn là r_t = 205mm

Vậy thay số vào ta có: R'₁= r_t - 1_mp -  - b/2

Thay số vào ta có R'₁= 205 - 10-0,3 = 198,7mm

R''₂ = 198,7 - 35 = 163,7mm

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.

        * Xét nửa trên guốc phanh:

Hình 24. Hình nửa trên của guốc phanh

Ta có tại vị trí mặt cắt có N_Z1 và Q_Y1 và mô men uốn . Theo họa đồ                         lực phanh tác dụng lên guốc phanh ta xác định được các lực cơ cấu phanh trước

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 = 2920 KG

U''₁ = 10366 KGm

U''₂ = 2044 KGm

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

R''₁ = N''₁ + T''₁

Cắt guốc phanh thành 2 nửa thay vào mặt cắt đó ta có N''_zl, Q_y1, M''_u1,

        Xét cân bằng trên guốc phanh ta có: chiếu lực P lên phương của N_z1và Q_y1ta có:

N''_z1+ P''₁ . cos (+ +) = 0

Q''_y1 + P''₁ . sin (+ +) = 0

M''_u1 + P''₁ [- R_t . cos (++)] = 0

Đặt góc = +

Trong đó R_t là khoảng cách từ điểm đặt cực đếm tâm 0

R_{t- 1t - 1mp} -  = 205 - 0,3 - 10 = 194,7 mm

Ta xét cân bằng lực tại điểm A ta có các phương trình hình chiếu của lực P lên các phương của lực N và Q.

Khi = 0 vậy

N''_z1 = -P''₁. cos

Q''_y1 = -P''₁. sin

M''_u = 0

Thay số vào ta có N''_z1 = - 2920 . cos 15 = -2820 KG

Q''_y1 = -2920. sin 15 = - 755,75 KG                               M''_u = 0

Khi tại điểm B có = 66 độ thì

N''_a1 = -P''₁ . cos (15 + 66) = - 2920. (0,156) = - 455,52 KG

Q''₁. sin (15 +66) = -2920.0,9945 = -2884 KG

M''_u = - P''₁(160 - 194,7.cos81) = - 378263 KGmm

Ta có bảng sau:

 * Xét nửa dưới guốc phanh ta có:            

Hình 25. Hình nửa dưới của guốc phanh

Ta cũng tính toán tương tự như nửa trên ta có các lực tác dụng lên guốc phanh và tìm các mặt cắt nguy hiểm.

Xét cân bằng cho nửa dưới của guốc phanh.

Q''_z2 = -U''_1x . cos - U''1y . cos ('+')

N''z2= - U''_1x . sin- U''1y. sin (' + ')

M''_u2 = -U''_1x [C-Rt. sin'= 9^o; ' = 75^o; Đặt góc ' = ' + '

Q''_z2 = - U''_1x. cos- U''_1y. cos (' + ')

N''_z2 = - U''_1x. sin- U''_1y. sin  (' + ')

M''_u2 = -U''_1x [C-Rt.sin] + U''_1y. Rt. cos

* 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 = 11652 KGmm

U''_1y = U''₁ . cos 70,6 = 12354. cos70,6 = 4103,5 KGmm

* Thay số vào ta có các lực tại điểm B:

N''_z2 = -11652.sin6 - 4103,5.sin (84) = -5299KG

Q''_y2 =- 11652. cos6 - 4103,5 . cos (84) = -12017KG

M''_u2 = - 11652 [170 - 194,7 . sin 6] + 4103,5 .170.cos6

        = -1049928 KGmm

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

N''_z2 = - 11652.sin6 = - 1218KG

Q''_y2 =- 11652.cos6 - 4103,5 = 15692Kg

M''_u2 = 0(KGmm)

Ta lập được bảng sau:

Nhìn vào bảng ta có biểu đồ lực cắt và mô men uốn sinh ra trên guốc phanh là:

                      Lực N                    Lực Q                Mô men M

Hinh 26. Biểu đồ lực N, Q, Mômen

    Ta tính ứng suất tại mặt cắt ứng với điểm đặt lực R''1

Tại đó có:

N''_z2 = - 5299KG

Q''_y2 =- 12017KG

M''_u2 = - 1049928 KGmm

+ Ứng suất do lực cắt và mô men uốn sinh ra như sau:

Trong đó:

F: diện tích của tiết diện tính toán F = 3500mm²

R_th: bán kính đường trung hòa

Ri: bán kính tại điểm đang xét

: khoảng cách từ đường trung hòa đến trọng tâm của mặt cắt

= R_G - Rth = 181,7 - 179 = 2,7 mm

Xét tại 2 điểm trên tiết diện hình chữ T của mặt cắt guốc phanh ta có

+ Tại điểm 1:

Khi Ri = Rt=205mm

Thay số vào ta có

Tại điểm 2:

Khi Ri = Rt -  =205 - 10 =195mm

Thay số vào ta có

+ Tại điểm 3:

Khi Ri = Rt - R1=205 -70 =135mm

Thay số vào ta có:

+ Ứng suất do phản lực vuông góc gây ra:

Trong đó có sản xuất: mô men tĩnh phần bị cắt đối với trục quán tính trung tâm

Jx: mô men quán tính phần tiết diện

B: chiều dầy phần bị cắt.

Nx: cắt theo bảng trên và Nx = N''z = - 5299KG

Xác định mô men quán tính Jx:

Ta có công thức tính là:

Thay các thông số có sẵn ta tính được:

Jx = 1233583mm³

Xác định mô men tĩnh tại tiết diện mặt cắt Sx.

S_x =

Y: tọa độ trọng tâm phần bị cắt đối với trục trung hòa Y = 35mm

-> S_x =Fc . Y₂= 1700.35= 59500mm²

Thay các thông số đã tính ở trên ta có:

+ Ứng suất tổng hợp tại 3 điểm trên là:

* Tại điểm 1:

* Tại điểm 2:

* Tại điểm 3:

Ta có bảng sau:

Hình 27: Biểu đồ phân bố ứng suất trên guốc phanh

2. Tính bền trống phanh.

* Áp suất sinh ra trong trống phanh khi làm việc được tính theo công thức sau:

Trong đó:

 Mp: mô men phanh đặt vào cầu cần kiểm tra.

: hệ số ma sát chọn =0,3

b: bề rộng má phanh b = 170mm = 17cm

n: bán kính trống phanh r_t  = 205mm

: góc ôm tấm ma sát  = 2,09rad

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 = 1021 KGm = 1021000KGmm

Thay số vào công thức kiểm bền ta có:

q = 0,23 KG/mm²

* Ứng suất hướng tâm tính theo công thức:

* Ứng suất tiếp tuyến tính theo công thức:

a: bán kính trong của trống phanh a = 205mm

b: bán kính ngoài của trống phanh b = 218mm

r: khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính

Khi r = a thì ứng suất hướng tâm đạt giá trị lớn nhất vậy khi a = 205mm thì đạt giá trị ứng suất hướng tâm lớn nhất.

Vậy thay số vào ta có:

* Ứng suất tương đương tính theo:  thay số vào ta có:

Vật liệu chế tạo trống phanh chủ yếu làm bằng gang ký hiệu là (CH18 -36) và ta cũng chọn vật liệu làm bằng gang có các ứng suất cho phép là:

[] = 18KG/mm²

[] = 38KG/mm²

Theo tính toán như trên và so sánh với các ứng suất cho phép của vật liệu của trống phanh thi trống phanh thiết kế với các thông số tính toán vậy ta kết luận trống phanh đảm bảo điều kiện bền.

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.

* Ứng suất tiếp được tính theo công thức:

Trong đó có P: áp suất trong đường ống P = 80 KG/cm²

S: bề dầy của đường ống S = 0,5mm = 0,05cm

R: bán kính bên trong của đường ống R = 5mm = 5cm

Vậy thay số vào ta có:

 = 800 KG/cm²

* Ứng suất pháp: khi cắt bằng mặt phẳng vuông góc với trục của ống thì ứng suất pháp sinh ra tác dụng lên thành vỏ ống phải cân bằng với áp suất của chất lỏng tác dụng lên diện tích của mặt cắt ngang.

Thay số vào ta có   = 400KG/cm²

* Ta có ứng suất tương đương tác dụng lên đường ống là:

 thay số vào ta có  = 894KG/cm²

Vật liệu làm đường ống thường là vật liệu hợp kim đồng có                                                         [] = 2600KG/cm²

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.

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

Vậy ta có công thức tính ứng suất cắt là:

 ở đây U: Lực tác dụng của chốt phanh lên guốc U = 234KG

thay số vào ta có

* Công suất tính ứng suất chèn dập:

thay số vào ta có

Vật liệu chế tạo chốt phanh ta chọn là thép 30 có các ứng suất và ứng suất chèn dập cho phép là [] = 400KG/cm² và [] = 800KG/cm²

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.

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG PHANH

         III.1. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NÊU RA PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.

III.1.1. Đặt vấn đề.

Xe HUYNDAI nói chung là xe tải cỡ lớn với tải trọng 11 tấn (xe thiết kế) nói riêng 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, dùng 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. Để đảm bảo an toàn cho nên ta phải thiết kế loại xe có trọng lượng tương đương nhưng đạt hiệu quả khai thác hệ thống cao và đặc biệt là hệ thống đảm bảo an toàn cao.

Thiết kế phanh tốt nhằm nâng cao độ an toàn chuyển động, góp phần nâng cao tốc độ kỹ thuật và nâng cao năng suất vận chuyển, tức là tăng được hiệu quả kinh tế.

Ta biết rằng xe HUYNDAI -11 tấn có hệ thống phanh dẫn động liên hợp phần dẫn động là phần khí nén. Có dẫn động một dòng cho cầu trước và cầu sau còn cầu giữa lại dẫn động bởi 1dòng khác, các cơ cấu phanh đặt ở tất cả các bánh xe trong cơ cấu phanh xe có thể là loại có một hoặc hai xy lanh bánh xe, nếu là loại một xy lanh bánh xe thì 2 guốc phanh được điều khiển chung 1 xy lanh còn đối với loại 2 xy lanh thì mỗi guốc phanh chịu sự điều khiển bởi 1 xy lanh, đối với 1 cơ cấu phanh có 1 xy lanh bánh xe thì tọa ra một má xiết và một má nhả, má nhả thì chịu mô men phanh nhỏ hơn mô men phanh tác dụng lên má xiết do vậy khi thiết kế thì ta chế tạo má xiết có chiều dài lớn hơn má nhả xong hiện nay chúng ta để tạo sự dễ dàng cho sửa chữa và thay thế thì chế tạo 2 má có cùng kích thước, còn đối với cơ cấu phanh có 2 xy lanh bánh xe thì cả guốc phanh đều là guốc xiết do vậy mà mô men tác dụng lên 2 má giống nhau trong phần tính toán thiết kế thì em thiết kế loại cơ cấu phanh có 1 xy lanh điều khiển 2 guốc phanh. Trong hệ thống dẫn động và trợ lực phanh ta vận dụng triệt để của xe cơ sở HUYNDAI - 11 tấn, thiết kế van bảo vệ 2 ngả đặt trước tổng phanh điều khiển dẫn động phanh cho cầu trước và cầu sau. Tổng phanh ta thiết kế dạng 2 tầng có tác dụng khi hỏng 1 tần trên của phanh, tầng dưới vẫn hoạt động nhờ điều khiển nhờ cơ khí qua bu lông chặn và cần đẩy của van khi hỏng tầng dưới và ngược lại. Còn với bầu phanh dẫn động phanh cho trục trước và trục sau của xe ta thiết kế cơ cấu dẫn động phanh để đảm bảo an toàn và khắc phục các tính năng của xe HUYNDAI - 11 tấn. Vì vậy việc thiết kế 1 loại xe có tải trọng 11 tấn có đủ tính năng an toàn là 1 việc làm cần thiết.

III.1.2. 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 (hình 15).

Khi nghiên cứu kỹ xem tham khảo là xe HUYNDAI -11 tấn trong hệ thống xe có hệ thống dẫn động liên hợp phanh trong hệ thống 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

- Van bảo vệ 2 ngả

- Cụm cơ cấu piston-xy lanh bánh xe

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

- Piston màng của bầu khí nén.

Tổng van phanh có nhiệm vụ là cung cấp khí nén cho hệ thống và tổng van phanh có cấu tạo 2 tầng trong đó tầng trên cung cấp khí nén tới cơ cấu phanh trước và giữa còn một tầng cung cấp khí nén cho cơ cấu phanh cầu sau. Khi không làm việc thì khoang thông với nhau và thông với khí quyển qua van xả. 16 Trong quá trình phanh thì tải trọng tác dụng lên các cầu là khác nhau do lực quán tính khi phanh th Trong ì trọng lượng dồn về cầu trước, gia tốc chậm dần của xe khi phanh càng lớn thì tải trọng tác dụng lên cầu xe càng lớn. Do vậy bộ điều hòa lực phanh có nhiệm vụ là tự điều chỉnh áp lực phanh ở các bánh xe cho thích hợp để tăng hiệu quả phanh.

III.2. Tính toán một số cơ cấu dẫn động phanh.

III.2.1. Tổng van phanh:

Hình 28: Tổng van phanh

   1: Bu lông                                                  2: Nửa dưới

   3: Phớt                                                       4: Lò xo của píton trên

   5: Vòng cao su của van                             6: Van tầng trên

   7: Phớt                                                       8: Phớt

   9: Lò xo                                                    10: Vòng cao su của van tầng dưới

   11: Van                                                     12: Vòng hãm van xả

   13: Thân van xả                                        14: Đinh tán

   15: Nửa trên                                 : Piston tầng trên

   17: Thanh nối                                            18: Piston tầng dưới

* Nguyên lý làm việc:

        Khi làm việc thì cửa I và cửa II thông với bình khí nén tương ứng với bầu phanh của cơ cấu phanh cầu trước và cầu sau còn cửa III và cửa IV thông với cầu giữa, bình thường thì các khoang trong tổng phanh được thông với khí trời qua van xả (13).

Khi làm việc thì người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh, qua các đòn dẫn động thì đẩy piston tầng trên đi xuống thẳng các lò xo của tầng trên mở van tầng trên và dòng khí nén đi từ bình khí tới đi qua cửa I đến cửa II đi đến bầu phanh chính của cơ cấu phanh trước và sau, piston của tầng trên (16) di chuyển xuống nhờ liên kết mềm của 2 piston nên tác động lên piston tầng dưới  mở van tầng dưới và dòng khí nén đi từ cửa III đến cửa IV đến bầu phanh chính của cơ cấu phanh cầu giữa và thực hiện quá trình phanh bánh xe tại các cơ cấu phanh bánh xe.

Khi giữ bàn đạp phanh ở một vị trí nhất định dòng khí nén vẫn tiếp tục được cung cấp tới các bánh xe khi đó dòng khí nén từ cửa I và cửa III đi vào phí dưới của Piston (16) và Piston (18) lúc này thì cộng với các lực của lò xo nén tầng trên và dưới đẩy piston tầng trên lên với một lực cân bằng với lực đặt của bàn đạp phanh. Khi mà người lái tiếp tục đạp bàn đạp nhanh thì sự cân bằng trên bị phá vỡ dòng khí nén lại được cung cấp vào hệ thống.

Khi nhả bàn đạp thì từ các cơ cấu phanh bánh xe các lò xo hồi vị kéo mà phanh về vị trí ban đầu, đồng thời các lò xo trong tổng van cũng đẩy các pitôn đi chuyển lên phía trên đóng các van lại khí nén được xả qua cửa xả (13) hệ thống phanh dừng làm việc.

* Phần tính toán:

Trong hệ thống dẫn động phanh liên hợp thì tổng van phanh tiếp nhận 2 dòng khí từ bình khí nén vào để mở van phanh trong đó 1 dòng dùng để dẫn động cơ cấu phanh cầu trước và còn dòng còn lại thì dùng để động cơ cấu phanh cầu sau.

Trong tổng van phanh thì em chỉ dựa trên cơ sở và đặc điểm làm việc của tổng phanh tính toán các piston trong hệ thống. Tổng van phanh trong hệ thống dẫn động ta thiết kế là tổng van phanh 2 tầng và nhiệm vụ của tổng van phanh là mở van để đưa khí nén từ bình khí nén vào cụm chuyển đổi khí nén - thủy lực.

Van phân phối có tác dụng đảm bảo cho áp suất dòng khí dẫn động tỷ lệ thuận với lực tác dụng lên bàn đạp.

Điều kiện cân bằng của cơ cấu tùy động: van, màng và lò xo thể hiện như sau:

Q = S.C

Lực bàn đạp tỷ lệ với dịch chuyển của bàn đạp nghĩa là hiện tượng tùy động tiến hành theo chuyển dịch. S: độ dịch chuyển của lò xo để mở van.

Q = Q_bđ.ibđ = S.C               C: Độ cứng của lò xo

Chọn C = 6 KG.

Ta chọn lực tác dụng lên bàn đạp là Q_bđ = 15 KG

_ibd: Tỷ sổ truyền của các cơ cấu bàn đạp chọn = 5,6

Thay số vào ta có S =

Hành trình bàn đạp phanh theo tính toán ta thấy đảm bảo với quy định là nhỏ hơn 180mm. Dựa vào hành trình toàn bộ của bàn đạp phanh ta chọn hành trình tự do của bàn đạp phanh là:

So = 50mm

Khi làm việc thì ta xét sự cân bằng của tầng lên khi làm việc thì lực bàn đạo Q_bđ tác dụng của người điều khiển thắng các lực lò xo và áp suất tác dụng vào phần dưới của piston.

Ta có phương trình cân bằng lực của tầng trên:

Q_bđ. i_bđ = F_lx1+ F_lx2+S₁.P

Trong đó có Q_bđ: là lực tác dụng của người lái tác dụng vào bàn đạp phanh và do tác dụng của tổng van chỉ có tác dụng để mở van nên ta chọn lực bàn đạp nhỏ để cho người lái không khó khăn.

Qbđ = 15 (KG)

i_bđ: Tỷ số truyền của các cơ cấu bàn đạp chọn = 5,6

F_1x1: Lực lò xo của ta chọn lực này = 6 KG

F_1x2: Lực lò xo con ta chọn = 3 KG

P: áp suất trong hệ thống P = 6KG/cm²

Theo cân bằng của phương trình cân bằng lực thì ta tính được diện tích của pitôn của tầng trên là.

S­₁.P = 15.5,6-3-6= 75 => S₁ = 75/6 = 12,5cm²

Từ đây ta suy ra được đường kính của piston:

d=

Còn ở tầng dưới thì ta không tính theo cân bằng lực mà xét khi 1 tầng bị hỏng như vậy thì áp suất không đi vào tầng trên mà chỉ đi vào tầng dưới cho nên qua đòn dẫn động thì lực bàn đạp tác dụng vào cơ cấu thanh đẩy và ta xét sự cân bằng lực của tầng dưới cũng như ở tầng trên thì lực bàn đạp cân bằng với các lực lò xo của tầng dưới và áp suất tác dụng vào phần dưới của pitôn tầng dưới.

Ta có phát triển cân bằng lực của tầng dưới là:

Q_bd'.i_bd = F'_x1 + F'_x2 + S₂P

Trong đó:

F'_x1: lực của lò xo chọn bằng = 6KG

F'_x2: lực lò xo chọn bằng = 8 KG

ibđ: tỷ số truyền của bàn đạp và của các cơ cấu thanh truyền chọn là = 5,6.

Q_bđ': khi 1 dòng bị hỏng thì lực bàn đạp phải thắng các lực của lò xo tầng trên như vậy thì lực bàn đạp này phải lứon hơn một lượng nào đó và lúc này thì lực bàn đạp là Q_bđ' lực này phải lớn hơn tổng các lực lò xo tầng trên cộng lại

 Q_bđ' = 25KG

Theo phương trình cân bằng lực ta có:

S₂P = 25.5,6-8-6=126 => S₂=126/6=21cm²

                        d₂ =

* Tính toán lò xo tầng trên của tổng phanh.

Chọn hệ số đường kính là C = D/d = 8

                                          K =1,2

                                          = 6000 KG/cm² đối với thép 651

Đường kính lò xo tính theo công thức:

d

Với các thông số đã có ở trên ta có  d

Vậy ta chọn d = 3,5mm

Đường kính vòng lò xo từ C=D/d=8 => D=C.d = 8.35=28mm

Đường kính vòng lò xo ta lấy là D = 30mm.

Độ cứng của lò xo: C₁= trong đó : độ dịch chuyển của lò xo  =  9mm

Thay số vào ta có C₁=

ứng suất lò xo KG/cm²

ứng suất lò xo theo tính toán nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo lò xo.

Số vòng làm việc của lò xo

Trong đó G: mô đun đàn hồi trượt G = 8.10⁵KG/cm²

Thay số vào ta có: n₀ = = 8 vòng

Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén n = n₀ + 2=8+2=10 vòng

Bước của lò xo t = 0,2.D = 0,2.30 = 6mm.

Độ lún của lò xo:

l =

* Tính toán lò xo của tầng dưới tổng phanh.

Chọn hệ số đường kính là C = D/d=8

K = 1,2

= 6000 KG/cm² đối với thép 651

Đường kính lò xo tính theo công thức:

d

Với các thông số đã có ở trên ta có  d

Vậy ta cọn d = 2,5mm

Đường kính vòng lò xo từ C=D/d=8 => D=C.d=8.2,5 = 20mm

Độ cứng của lò xo C₁= trong đó : độ dịch chuyển của lò xo  =  9mm

Thay số vào ta có C₁=

ứng suất lò xo KG/cm²

ứng suất lò xo theo tính toán nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo lò xo.

n₀ =

Trong đó G: mô đun đàn hồi trượt G =8.10⁵KG/cm

Thay số vào ta có n₀ == 6 vòng

Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén n = n₀+2=6+2=8 vòng

Bước của lò xo t = 0,2.D=0,2.30=6mm

Độ lún của lò xo.

= 9,8mm

III.2.2. Van bảo vệ 2 ngả.

III.2.2.1. 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.

Hình 29: Sơ đồ van bảo vệ 2 ngả

1: Thân van                                                 2: Piston trung tâm

3: Van một chiều                                        4: Piston chặn   

5: Lò xo của piston chặn                            6: Lò xo của piston trung tâm   

7: Lò xo của van một chiều

I: Cửa dòng khí từ bình khí nén

II: Cửa dòng khí đến bình khí nén

III: Cửa dòng khí nén tới bình chứa

* Nguyên lý làm việc:

Khi máy nén khí làm việc thì cấp khí nén tới các bình chứa khí nén và trước khi tới các bình khí thì đi qua van bảo vệ 2 ngả từ van bảo vệ này thì dòng khí được chia làm 2 dòng tới 2 bình chứa khí nén khác nhau. Khí nén vào cửa I của van bảo vệ nhờ áp lực của dòng khí đã được nén áp suất sao cho nên mở van 1 chiều (3) và đi tới bình chứa.

Lúc đầu khi trong hệ thống làm việc bình thường thì piston trung tâm (2) ở vị trí giữa của hai van 1 chiều (3). Cho đến khi mà trong hệ thống phanh có  1 dòng nào đó bị hỏng thì van 1 chiều của bên đó tự động đóng ngắt dòng khí đi vào trong hệ thống của dòng đó như vậy đảm bảo sự làm việc bình thường của dòng còn lại.

II. TÍNH TOÁN MỘT SỐ CHI TIẾT TRONG VAN BẢO VỆ HAI NGÃ.

Trong tính toán van bảo vệ thì dựa trên 2 trạng thái làm việc của van ta đi tính toán các pitôn trung tâm và các lò xo của pitôn đó.

* 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

Trong đó: P: áp suất để mở van P = 2 KG/cm²

S: diện tích của van.

F_lxc : lực của lò xo con chọn F_lxc = 4 KG

Như vậy phương trình cân bằng ta tính S của lò xo con là:

S = = 2 cm²

=> Đường kính của van d = 1,6cm

+ Xét lò xo của piston trung tâm:

Khi 1 bên bị hỏng thì piston trung tâm dịch chyển về bên bị hư hỏng do sự chênh lệch áp suất nhìn hình trên ta giả sử phải bị hỏng thì piston trung tâm dịch về bên phải ta lập được phương trình cân bằng như sau:

P.St = F_lxp

Trong đó:

 F_lxp: lực ép lò xo bên phải.

P: áp suất khí nén P = 6 KG/cm²

St: diện tích piston trung tâm.

Dựa vào phần tính toán của van 1 chiều ta dựa trên cơ sở đó để chọn đường kính piston trung tâm ta chọn:

                 Dt = 2,2 cm

                 Vậy St = 3,8cm²

Dựa vào phương trình cân bằng trên ta có:

                 F_lxp = 3,8 . 6 = 22,8 KG

+ Xét lò xo của piston chặn.

Khi áp suất khí lớn hơn hay bằng 7KG /cm ²  thì mở van 1 chiều ra và piston trung tâm dịch sang phải nhưng piston bị hạn chế bởi ụ hạn do đó mà lò xo của piston chặn bắt đầu làm việc ta lập lại  được phương trình cân bằng sau.

                 P.S = F_lxc

Trongđó: P = 7 KG/cm²

                => F_lx  = 7.2 = 14KG

* Tính toán lò xo của piston chặn.

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

K = 12

 = 6000 KG/cm²  đối với thép 65

Đường kính lò xo theo công thức:

                                          d

Với các thông số đã có ở trên ta có d  = 0,21 cm = 2,1mm

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

Độ cứng của lò xo      C₁ =  trong đó : độ dịch chuyển của lò xo .

 = 10mm

thay số vào ta có : C₁ =  = 1,4 KG/mm

Ứng suất lò xo     :

                              4107 KG/

ứng suất lò xo theo tính toán nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo lò xo.

Số vòng làm việc của lò xo n₀ =  = 8 vòng.

Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén n = n₀ + 2 = 8 = 2 = 10 vòng.

Bước của lò xo t = 0,2 .D = 0,2 . 15 = 3mm

Độ lún của lò xo.

* Tính toán lò xo của piston trung tâm:

Chọn hệ số đường kính là C = D /d = 8

                                          K = 1,2

                                          = 6000 KG/cm²  đối với thép 65

Đường kính lò xo theo công thức;

                      d

Với các thông số đã có ở trên ta có d  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

Độ cứng của lò xo             C₁ =  trong đó : độ dịch chuyển của lò xo

 = 20mm

Thay số vào ta có: C₁ =

ứng suất lò xo 

Ứng suất lò xo theo tính toán nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo lò xo.

Số vòng lam việc của lò xo. n₀ =

Trong đó: mô đun đàn hồi trượt G = 8. 10⁵ KG/cm²

Thay số vào ta có: n₀ =  vòng.

Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén. n = n₀ + 2 = 5 + 2 = 7 vòng.

Bước của lò xo t = 0,2. D = 0,2 .246,8 = 4,96 mm

Độ lún của lò xo.

l =

* Tính toán của lò xo của van một chiều.

Chọn hệ số đường kính là C = D /d = 10

                                        K = 1,2

 =  6000 KG/cm² đối với thép 65

Đường kính lò xo được tính theo công thức.

Với các thông số đã có ở trên ta có

Vậy ta chọn d = 2mm

Đường kính vòng lò xo từ  C = D /d = 10 => D = C . d = 10.2 = 20mm = 2cm

Đường kính vòng của lò xo là D = 20mm

Độ cứng của lò xo            C₁ =  trong đó  : độ dịch chuyển của lò xo

                                         = 10mm

thay số vào ta có:       =

Ứng suất lò xo 

Ứng suất lò xo theo tính toán nhỏ hơn ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo lò xo.

Số vòng làm việc của lò xo n₀ =

Trong đó G: môđun đàn hồi trượt G = 8. 10⁵ KG/cm²

Thay số vào ta có: n₀ = vòng.

Số vòng toàn bộ của lò xo chịu nén n = n₀ + 2 = 3+2 = 5 vòng.

Bước của lò xo t = 0,2 . D = 0,2. 20 = 4mm

Độ lún của  lò xo. l =

III.2.3. Tính toán đường kính piston xi lanh và thủy lực.

          Khi phanh làm việc thì cơ cấu chấp hành là gồm có piston thủy lực ở bầu phanh và cơ cấu dẫn động là gồm có các piston màng, thanh đẩy và piston thuỷ lực, dầu phanh lúc nào cũng có trong hệ thống, bầu phanh chính của các cơ cấu phanh cầu trước và sau có chung một bầu phanh còn cầu giữa được điều khiển bởi một bầu phanh riêng.

Hình 30. Sơ đồ cơ cấu dẫn động phanh.

1,5: Ống nối                     6. Thân van xả               13. Thanh đẩy

2. Bu lông                        7. Xi lanh thủy lực                   14. Lò xo thanh đẩy

3. Lò xo                            8. Ống cách                    18. Piston màng.

4. Vòng đệm                     12. Thân bầu khí          

* Nguyên lý làm việc:

Khi chưa làm việc thì piston (21) chịu tác dụng của lực lò xo đẩy lên trên không chạm vào van lúc này van được đóng lại và khoang trước của piston (18) được thông với khí quyển nhờ cửa xả của van xả (6). Và piston màng (18) ở vị trí bên trái và khoang trái của piston màng (18) thông vào bàn đạp phanh thì kkhí nén được đưa từ van phân phối đi qua ống nối (1) vào và đẩy piston (21) xuống mở van lúc này khí nén từ bình khí nén được cung cấp đi qua ống dẫn khí tác dụng vào piston màng (18) khi chưa làm việc thì piston màng ở vị trí bên trái khi làm việc thì khí nén tác dụng làm cho pistôn mang dịch chuyển sang bên phải tác dụng vào piston thủy lực sang bên phải lúc này dầu được cung cấp trong xi lanh dưới tác dụng của piston thủy lực đẩy dầu  tới các xy lanh bánh xe. Dưới tác dụng của áp suất dầu tác dụng vào piston bánh xe guốc phanh ép vào trống phanh tiến hành quá trình phanh.

Khi giữ bàn đạp phanh ở một vị trí nào đó thì mặt đáy của piston (18) dính với bề mặt của van và dưới tác dụng của lò xo và dòng khí tác dụng dưới đáy van đẩy van đi lên và đóng cửa van lại không cung cấp  khí nén vào trong hệ thống và áp suất này ta có sự cân bằng giữa lực tác dụng của khí nén từ van phân phối tới tác dụng lên trên bề mặt trên của piston và lực tác dụng của lò xo ở phía dưới van và dòng khí nén đi từ bình khí nén tới. Khi ta tăng lực bàn đạp thêm một chút thì phá vỡ sự cân bằng trên dòng khí nén được cung cấp tiếp vào trong hệ thống và lực phanh được tăng lên ở cơ cấu phanh bánh xe.

a. Tính toán thông số của cụm piston bánh xe.

Hành trình piston của các xy lanh làm việc ở cơ cấu phanh bánh xe là:

Áp dụng công thức tính như sau.

x =

Trong đó:

a: khoảng cách từ tâm trống phanh tới điểm đặt lựcP

a = 160mm

c. Là khoảng cách từ tâm trống phanh tới chốt cố định của má phanh c = 170mm

: là khe hở trung bình giữa má phanh và trống phanh ta chọn

 = 0,3mm

: là độ mòn hướng kính cho phép của má phanh ta chọn.

 = 2mm

Thay số vào ta có x =

Đường kính của piston phanh bánh xe được tính toán trên cơ sở áp suất trong xi lanh và lực tác dụng lên 2 má phanh.

Các thông số có là:

p: áp suất dầu chọn trong xi lanh bánh xe chọn là: p = 100KG/cm²

P: lực tác dụng lên guốc phanh ta tính được trên họa đồ lực phanh ta tính toán cho cả piston cơ cấu phanh cầu trước và sau rồi chọn một cái thích hợp cho tất cả cơ cấu phanh bánh xe.

Áp dụng công thức sau: P'' = 2920 KG

S =

Với cầu sau ta có P' = 3480 KG

S =

Khi tính toán xong là ta có 2 đường piston cho cơ cấu phanh cầu trước và cầu sau ta chọn chung cho tất cả các cơ cấu phanh bánh xe có đường kính piston phanh bánh xe là:

D₁ = 60mm

Ởp suất dầu trong xy lanh bánh xe bằng áp suất dầu trong xy lanh chính thủy lực.

Ta có tỷ số truyền thủy lực là itl = 1,14 (tham khảo)

Ta có quan hệ giữa lực tác dụng của áp suất dầu trong xy lanh bánh xe lên piston và lực tác dụng của áp suất lên piston thủy lực chính là:

Ptlc = Ptlbx/itl.

Thay số vào ta có Ptlc = 2920/1,14= 2565 KG

Vậy ta có đường kính của piston xi lanh thủy lực chính là:

Ptlc = p . Sltc = p .

Ta lấy đường kính của piston thủy lực chính D₂ = 44cm

Lực tác dụng lên piston thủy lực chính tác dụng của áp lực khí nén từ bình khí nén đến và cơ cấu thanh đẩy tác dụng lên piston màng.

Ta có Pk = Ptlc = 2565 KG.

Áp suất trong bình khí nén đến ta chọn Pk = 6KG/cm²

Vậy ta có đường kính của piston khí nén là:

điều kiện =

=> điều kiện = 2364mm

Sau khi tính toán được đường kính piston của cơ cấu bánh xe và đường kính của piston thủy lực của bầu phanh chính ta tính toán hành trình dịch chuyển của piston thủy lực của bầu phanh chính là:

X =

Như vậy thì khi phanh piston màng cũng dịch chuyển một đoạn là X = 8,29 mm.

b. Tính toán lò xo thanh đẩy.

Lò xo thanh đẩy có tác dụng hồi piston màng về vị trí cũ do vậy mà lực nén của lò xo không lớn lắm ta có thể chọn được thông số này.

Chọn lực nén của lò xo thanh đẩy là P₀   = 15KG

Theo công thức ta có đường của lò xo của thanh đẩy là d

Trong các thông số như sau:

                      K: hệ số tập trung ứng suất.

                      C: hệ số đường kính chọn C = D /d = 7.

Và k =

 : ứng suất cho phép của vật liệu.

vật liệu chế tạo lò xo ta chọn vật liệu thép 60 có  = 86 KG

=> d  = 1,3 cm = 13mm

Đường kính trung bình của vòng lò xo là:

C = D /d => D = C.d = 13.8 = 104mm

Độ cứng của lò xo là:

C₁=

Trong đó độ biến dạng của lò xo là:

Số vòng làm việc của lò xo là:

n₀ =

Trong đó G: mô đun đàn hồi của vật liệu G = 8.10⁴ (KG/mm²)

Thay số vào ta có n⁰ =  vòng.

Số vòng toàn bộ của lò xo:

n₁ = n₀+2 = 12 vòng.

Chiều dài làm việc của lò xo:

H' = n₁. d + n₀.

Trong đó khe hở giữa 2 vòng lò xo khi lò xo biến dạng cực đại chọn

Thay các thông số vào ta có:

H' = 12.13 + 10.0,3 = 159mm  H = H' + 30 = 159 + 30 = 189mm

Bước vủa lò xo khi CS lực căng ban đầu là:

t =

Biến dạng của lò xo khi có lực căng ban đầu:

Chọn lực căng ban đầu của lò xo là   = 3KG.

Vậy có biến dạng của lò xo là:

Chiều dài của lò xo khi ở trạng thái tự do:

Ho = H + =189 + 6 = 195 mm.

CHƯƠNG IV

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.

Ta có sơ đồ chi tiết của chi tiết điển hình.

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, pistôn cần độ dầy để có khả năng dẫn hướng do vậy không cần gân trợ lực. Vật liệu của chi tiết ta chọn loại vật liệu là thép 45 có trọng lượng riêng là  = 7,852 kg/dm³. Ta có thế áp dụng công thức sau để tính trọng lượng chi tiết là: Q = V. trong đó V: là thể tích của chi tiết.

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.

Tiến trình công nghệ chế tạo được thực hiện theo các nguyên công như sau:

Do đặc điểm của chi tiết là có các mặt đầu có cùng độ nhám do vậy mà nguyên công phay mặt đầu có thể áp dụng cho mặt đầu còn lại.

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.

Chọn dao: Chọn loại dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng thông số như sau:

- Đường kính dao: D = 1000mm

- Góc nghêng chính: =75 độ

- Số răng Z = 10

- Mác hợp kim: BK8

- Lượng dư gia công thô: 3,04mm

- Lượng dư gia công sau thô (bán tinh): 0,3mm

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.

Tốc độ cắt tra được là Vb = 141m/ phút vậy tốc độ tính toán là.

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5

Trong đó có: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng thép k1 = 1

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim k2=0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công k3=0,8

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay k4 = 1,13

k5: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính  k5 = 0,95

V = 141.1.0,8.0,8.1,13.0,95 = 97m/phút.

Tốc độ trục chính:nt = 1000.Vt/II.D = 1000.97/3,14.100 = 310 vòng.

Chọn tốc độ của máy nm = 300vòng/phút

 Tốc độ cắt thực tế là Vt = nm/100 = 3,14.100.300/1000 = 94,2m/phút.

Lượng chạy dao là: sản phẩm = 30002,4 = 720m/phút.

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

Tốc độ cắt tra được là Vb = 158m/phút vậy tốc độ tính toán là

Vt = Vb. k1.k2.k3.k4.k5

Trong đó có: k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng thép k1 = 1

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công k3 = 1

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay k4 = 1,13

k5: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính k5=0,95

V = 141.1.0,8.1.1,13..0,95=135,7m/phút.

Tốc độ trục chính: mt = 1000.Vt/II.D = 1000.135,7/14.100 = 432 vòng.

Chọn tốc độ của máy nm = 375 vòng/phút.

 Tốc độ cắt thực tế là Vt = .D.nm/100 = 3,14.100.375/1000 = 118m/phút.

Lượng chạy dao là: sản phẩm = 375.2,4 = 900m/phút.

Dựa vào tính toán trên ta có bảng chế độ cắt là:

Sơ đồ định vị của nguyên công phay mặt đầu của piston màng:

2. Nguyên công 2: Khoan lỗ 15 và 10:

Định vị: Chi tiết được định vị ba bậc tại mặt đáy bằng phiến tỳ còn 3 bậc nữa thì được định vị bằng 1 khối chữ V cố định và 1 khối chữ V di động.

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp cắt bằng đòn kẹp lực kẹp hướng từ trên xuống dưới.

Chọn máy: Máy khoan cần dùng để khoan lỗ này là phù hợp nhất nhưng vì có thể tận dụng được máy khoan đứng do vậy mà ta khoan bằng máy khoan đứng cũng có thể khoan được.

Chọn máy khoan đứng nhãn hiệu: K135 hay 2A135

Chọn dao: Mũi khoan hợp kim cứng đuôi côn, dùng loại ngắn có đường kính tra trong tài liệu công nghệ chế tạo máy có thông số như sau: dùng 2 mũi khoan.

D1=15 và D2=10 L =100mm 1=78mm.

Lượng dư không tính đến vì là ta khoan lỗ đặc.

Bước 1: Khoan lỗ có đường kính d1=15 độ sâu là t = 3mm.

Lượng chạy dao S=0,35mm/vòng có hệ số điều chỉnh k=1

Vậy lượng chạy dao thực tế là St = 0,35.1 = 0,35mm/vòng.

Tra trong bảng của tài liệu công nghệ chế tạo máy ta có lượng chạy dao của máy là: Sm = 0,28mm/vòng. Vậy ta có tốc độ cắt Vb = 82mm/phút.

Tốc độ cắt thực tế là: Vt = Vb. k1.k2

Trong đó k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ bền của mũi khoan k1=1

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của mũi khoan k2 = 1

Tốc độ cắt thực tế là: Vt = 82.1.1 = 82 mm/phút.

Số vòng quy của trục chính: nt = 1000.Vt/D 1=1000.82/15=5466 vòng/phút.

Chọn số vòng quay của máy là nm = 5400 vòng/phút.

Tốc độ cắt thực tế là: Vt = nm..Doanh nghiệp/1000 = 5400.3,14.15/ 1000 = 240mm/phút.

Lượng chạy dao là: Sp = 5400.0,28 = 1512 mm/phút.

Bước 2: Khoan lỗ có đường kính d2 = 10 độ sâu là t = 20 mm

Lượng chạy dao S = 0,35mm/vòng có hệ số điều chỉnh k=1

Vậy lượng chạy dao thực tế là St = 0,35.1 = 0,35mm/vòng.

Tra trong bảng của tài liệu công nghệ chế tạo máy ta có lượng chạy dao của máy là: Sm = 0,28mm/vòng. Vậy ta có tốc độ cắt Vb = 82mm/phút.

Tốc độ cắt thực tế là: Vt = Vb.k1.k2

Trong đó k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ bền của mũi khoan k1=1

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của mũi khoan k2 = 0,8

Tốc độ cắt thực tế là: Vt = 82.1.0,8 = 66mm/phút.

Số vòng quay của trục chỉnh: nt = 1000. Vt/D2 = 1000.66/10 = 6600 vòng/phút.

Chọn số vòng quay của máy là nm = 6000 vòng/phút.

Lượng chạy dao là: sản phẩm = 6000.0,28 = 1680mm/phút.

Ta có bảng thông số chế độ cắt như sau:

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.

Chọn dao: Chọn loại dao vật liệu là thép gió có kích thước cán đao là 16x25 và có bề rộng lưỡi dao là 8 mm.

Lượng dư gia công khi tiện thô là 3mm.

Bước tiến dao tra trong tài liệu công nghệ chế tạo máy ta có:

Sb = 0,12mmBước tiến dao tính toán là St = Sb.k; k: hệ số phụ thuộc vào điều kiện gia công ta chọn k = 1 vậy St = 0,12mm.

Tính toán chiều dài cắt theo công thức: L = Lct+Yc+Yvr.

Lct: Chiều dài gia công chi tiết

Yc: Chiều dài vào cắt tra bảng có: Yc = 3mm

Yvr: Chiều dài vào ra của dao tra bảng ta có: Yvr = 6mm.

Thay số vào công thức ta có: L =10+10+3+6 =10mm

Vận tốc cắt tra bảng trong tài liệu công nghệ chế tạo máy ta có: nt=1000/D.

Thay số vào ta có nt =1000/30.3,14=10,6mm/phút.

Chọn lại tốc độ quy trục chính dựa vào tốc độ quay của máy là nt=10mm/phút.

Ta tính lại tốc độ cắt là Vc =  thay số vào ta có

Vc = 3,14.30.10/1000mm/phút.

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.

Khi kiểm tra đô ô van của piston thì ta dùng trục kiểm lồng vào lỗ và kẹp chặt trục kiểm vào mâm cặp.

Dùng đồng hồ gắn với trục cố định và kim đồng hồ tỳ vào bề mặt làm việc của piston sau đó ta quay chi tiết.

Khi quay chi tiết và chỉ số nhẩy của đồng hồ là độ ô van của piston ta cần kiểm tra.

Sơ đồ cấu tạo của nguyên công kiểm tra độ ô van của piston.

CHƯƠNG V

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. Đồng thời khi muốn cho xe chạy cần đạp thử phanh xem độ làm việc của bàn đạp phanh và thử xem lực phanh trên bàn đạp bằng cảm giác nếu mà bàn đạp phanh không có cảm giác thì chứng tỏ dẫn động bị trục trặc và khi mà hành trình tự do của bàn đạp phanh lớn thì cần chỉnh lại hành trình tự do nếu để hành trình tự do lớn quá 180mm thì làm giảm quá trình tác dụng phanh do đó gây nguy hiểm cho người và xe đồng thời khi mà cảm giác hành trình tự do nhỏ hơn 120mm thì làm cho hệ thống phanh làm việc bị đột ngột và xe bị giật. Khi kiểm tra phanh chính cần kiểm tra phanh tay hơn nữa trong quá trình thử phanh không được cho xe chạy quá tốc độ 10-15km/h.

3. Khi xe đang chạy trên đường:

Khi xe đang hoạt động trên đường thì người lái cần thường xuyên chú ý đến đồng hồ báo áp suất hơi trong hệ thống. Khi quan sát thấy có hiện tượng sụt áp suất trong hệ thống phanh cần dừng xe lại để kiểm tra và sử lý kịp thời, khi hoạt động nếu phanh xe cảm giác khó ăn hơn và má phanh bị dính dầu, nước thì cần dà phanh để đảm bảo khả năng tin cậy khi phanh.

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.

Do đặc điểm hệ thống phanh là dẫn động bằng khí nén và dòng khì có áp suất cao là do máy nén khí cung cấp do vậy mà khi xuống dốc hay trong trưòng hợp nào đó không được phép tắt máy vì như vậy thì sẽ làm cho máy nén khí không làm việc đồng thời làm cho toàn bộ hệ thống dẫn động khí nén ngừng làm việc gây tụt áp suất khí nén trong bình khí nén gây hậu quả khôn lường. Khi xe bị hỏng cần kéo xe bằng cáp cứng và lúc đó hệ thống phanh không làm việc được.

Không giật mạnh phanh tay khi xe chưa dừng hẳn gây nguy hiểm.

Khi bảo dưỡng hay sửa chữa hệ thống phanh tuyệt đối không để dính dầu phanh vào mắt và da thịt vì trong dầu phanh có các hoá chất ảnh hưởng tới sức khoẻ và hệ tiêu hoá của con người.

II. ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG PHANH:
1. Điều chỉnh phanh dừng:

Vì đặc điểm phanh dừng chỉ có tác động chính khi xe dừng hẳn cho nên khe hở giữa má phanh và trống phanh không lơn cho phép khoảng 0,1-0,15mm.

Phanh dừng trong hệthống phanh xe thiết kế là dẫn động bằng cơ khí cho nên khi điều chỉnh cần biết chỉnh các đòn dẫn động và độ dài thanh kéo.

Điều chỉnh khe hở của chốt giữa cần và chạc của dẫn động phanh tay. Nếu điều chỉnh đúng thì kép phanh tay từ 5 - 6 răng.

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.

Việc điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp phanh rất quan trọng và nó làm cho người điều khiển có cảm giác về sự phanh.

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

* Khe hở của má phanh và trống phanh được điều chỉnh như sau:

- Dùng khích nâng bánh xe về phía trước và đồng thời quay chốt lệch tâm của guốc phanh trước cho đến khi bánh xe không quay được nữa thì dừng lại

- Xoay chốt lệch tâm theo chiều ngược lại vầ dần dần bánh xe theo chiều ngược lại khi nào bánh xe trong trạng thái tự do là được lúc đó dùng căn lá kiểm tra khe hở thuộc trong khoảng (0,1-0,15mm)

- Điều chỉnh bánh xe sau cũng làm tương tự nhưng chú ý là quay bánh xe theo chiều ngược lại tức là chiều lùi của xe.

* Chú ý:

Trong khi tháo tời toàn bộ cơ cấu phanh ra để điều chỉnh hay bảo dưỡng thì kiểm tra má phanh nếu mòn má phanh quá giới hanh cho phép là khoảng cách từ bề mặt má phanh đến đinh tán nhỏ hơn 0,5mm thì ta cần thay má phanh mới.

Kiểm tra độ kín khít của phần dẫn động khí nén được tiến hành khi áp suất khí nén định mức (7-7,5 KG/m) của các thiết bị được cung cấp khí nén đã bị ngắt (ngừng cung cấp khí nén) và mát nén khí ngừng làm việc. Độ kín khít của dẫn động khí nén được đảm bảo nếu độ giảm áp suất khí nén trong hệ thống sau 30 phút không quá 0,5 KG/ m. Chỗ dò rỉ nhiều khí nén xác định theo tiềng rò còng chỗ dò ít thì được xác định bằng nước xà phòng.

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.

- Trong khi xả khí ra khỏi hệ thống thì ta đạp bàn đạp phanh nhanh còn khi nhả bàn đạp phanh thì nhả từ từ.

- Đạp phanh xong ta giữ nguyên chân phanh lúc xiết chặt van xả tháo ống ra sau đó đậy nắp lại.

- Ta xả không khí ra khỏi hệ thống qua van xả với tất cả cá bánh xe theo một nguyên tắc là xả các cơ cấu phanh bánh xe ở vị trí xa nhất rồi tiến hành với cơ cấu phanh bánh xe gần xy lanh chính.

- Khi xả không khí ra khỏi hệ thống cần đổ thêm dầu vào bình chứa và mức dầu cách gờ của lỗ rót 10-20mm.

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. Khi đã xả xong không khí ra ngoài thì quan sát mức dầu đổ thêm vào để tránh hiện tượng lọt thêm không khí vào trong hệ thống.

Chất lượng xả không khí được đánh giá bằng sự làm việc của bàn đạp phanh, khi mà bàn đạp phanh có tác dụng ở hành trình tự do cho phép thì quá trình xả không khí hoàn toàn đạt hiệu quả tốt.

b/ Khe hở má phanh và trống phanh quá lớn:

Khi chuyển động trên đường đi thì cần phải phanh nhiều do vậy mà má phanh mòn một cách tự nhiên.

Để khắc phục hiện tượng này ta cần phục hồi bằng cách điều chỉnh lại cơ cấu điều chỉnh khe hở như là điều chỉnh bánh lệch tâm và chốt lệch tâm. Khe hở ở khoảng cho phép là 0,1-0,15mm và bánh xe quay được dễ dàng.

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.

Một số nguyên nhân nữa là do bị xước các gờ cho nên khi làm việc chịu áp suất cao nên bị kẹt, mặt khác có thể là do các hạt dầu khi làm việc bị bẩn bám vào cho nên khi làm việc dầu dẫn theo bụi bẩn.

Để khắc phục hiện tượng này ta cần tháo ra để kiểm tra và bảo dưỡng kỹ thuật  sau đó thay dầu phanh mới.

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.

Khi có hiện tượng này thì cần tháo cơ cấu phanh bánh xe ra và thay là xo mới.

b/ Má phanh bị gãy:

Má phanh khi làm việc chịu các lực ma sát lơn do vậy mà khi các đinh tán không chặt hay là để quá mòn thì sẽ bị gãy trên má phanh có các vết nứt hay các mảnh vỡ cong lại trongcơ cấy nên khi phanh gây hiện tượng kẹt phanh.

Khi gặp hiện tượng này thì nên thay má phanh mới và chú ý khi thay má phanh mới nên thay cả 2 má phanh của một cơ cấy phanh bánh xe vì như thế sec có sự hao mòn đều khi làm việc và tăng hiệu quả phanh.

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.

Để khắc phục hiện tượng này thì điều chỉnh lại hành trình bàn đạp đúng tiêu chuẩn bằng cách như sau:                     

  - Rút chốt ra khỏi càng nối và lấy ra khỏi cần của tổng phanh sau đó nới lỏng đai ốc hãm và quay càng để thay đổi chiều dài của thanh kéo tiếp theo nối thanh kéo với đòn gánh của tổng van phanh rồi kiểm tra lại trị số của hành trình tự do.nếu nằm trong giới hạn cho phép thì phải hãm lại bằng chốt trẻ nếu không đúng qui định thì lại điều chỉnh lại.

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.

Để khắc phục thì  cần chỉnh lại khe hở giữa má phanh  và trống phanh cho đúng.

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.

Khi mà hiện tượng này khi đang chuyển động trên đường thì dà phanh nhiều lần có thể loại bỏ dầu ra khỏi má phanh.

Khi mà có thời gian để sửa chữa thì tháo má phanh ra và ngâm vào trong săng khoảng 20- 30 phút. Sau khi ngâm xong thì mang má phanh ra để đánh bằng bàn chải sắt còn các bộ phận khác thì cũng đánh bằng bàn trải và rửa bằng xăng.

Tuyệt đối không cho má phanh lên lửa vì như vậy làm dầu ngấm vào má phanh và cũng có thể làm cho má phanh biến dạng.

4. Phanh bị ướt:

Cơ cấu phanh bị ướt có thể là do khi chuyển động trên đường ướt và lội qua những chỗ ngập nươc, cũng có thể do khi rửa xe nước lọt vào trong cơ cấu phanh.

Khi bị ướt thì ta khắc phục nó như sau:
Có thể là rà phanh liên tục để lợi dụng nhiệt sinh ra có thể làm khô hay có thể là xịt khô bằng khí nén để thồi nước ra ngoài.

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.

Khắc phục hiện tượng này cần tán lại má phanh hoặc là thay má phanh mới vì thay thế má phanh rẻ hơn trống phanh.

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

Có các nguyên nhân sau:

- Do má phanh bị mòn

- Má phanh mòn hay bị gãy vỡ

- Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanhkhông đúng quá lớn trống phanh tức là điều chỉnh lại khe hở giữa má phanh và trống phanh tức là điều chỉnh bánh lệch tâm và ốc lệch tâm. Vị trí của má phanh đúng là các ống phanh một khoản là 0,1-0,15mm.

Khi trống phanh mòn thì cần cho thêm máy tiện để láng lại bề mặt làm việc của trống phanh.

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.

b/ Má phanh và trống phanh cùng mòn:
          Khi làm việc thì má phanh và trống phanh mòn tự nhiên.

Khắc phục hiện tượng này thì tháo má phanh ra và thay mới. Chú ý khi tán má phanh vào guốc phanh cần có khoảng cách giữa bề mặt của má phanh cách đầu đinh tán là 2-3mm.

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.

Khắc phục hiện tượng này thì cần tháo ra và vệ sinh lại cho sạch các chi tiết của cơ cấu phanh.

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.

Để khắc phục hiện tượng này thì ta phải tán lại các đinh tán.

b/ Đầu bắt guốc phanh bị lỏng:
Do đầu bắt không chặt guốc phanh cho nên khi chuyển đoọng thì gây rung động nên có tiếng kêu khi làm việc và va đạp các chi tiết với nhau.

Khắc phục hiện tượng cân bắt chặt các đầu guốc phanh lại cho chặt.

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

9. Mức dầu phanh bị giảm liên tục:

a/ Xy lanh chính bị chảy dầu:

Do làm việc lâu ngày cho nên các bụi bẩn và các tạp chất khác đống thành các cặn bẩn đóng ở thành xy lanh chính và có tác động đến các vòng đệm cao su bị lão hoá và có thể bị rách nên không làm nhiệm vụ chắn dầu giữa pitôn và xy lanh, do vậy mà dầu bị chảy ra.

Cũng có thể là do xy lanh bị xước do các tạp chất có trong xy lanh làm cho dầu chảy theo các chỗ xước đó.

Khắc phục hiện tượng này cần rửa sạch xy lanh chính và thay dầu mới.

b/ Xy lanh bánh xe bị chảy dầu:
Do mòn các phớt chắn dầu, do các phớt bị lão hoá hay do xy lanh bánh xe bị mòn rỗ hay xước trong quá trình làm việc và do các tạp chất nên dầu chảy ra khỏi xy lanh bánh xe.

Khắc phục hiện tượng này thì cần thay thế các phớt cao su hoặc xy lanh phanh bánh xe.

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. Khi làm việc thì các bụi bẩn làm cho lỗ dầu hồi về bị tắc và đường dầu.

Để khắc phục hiện tượng này ta cần thông lại lỗ dầu và thay dầu mới.

          b/ Vòng cao su của xy lanh chính bị hở:

Do sử dụng lâu ngày hoặc dùng loại dầu phanh xấu có nhiều tạp chất. Trong trường hợp này thì khi nhả bàn đạp phanh thì guốc phanh vẫn bị ép vào trống phanh như vậy vẫn còn bó phanh lúc này nếu ta tăng khe hở giữa má phanh và troóng phanh cũng không khắc phục được hiện tượng này.

Giải quyết vấn đề ta cần tháo xy lanh bánh xe ra và rửa sạch lại bằng cồn để loại hết tạp chất ra và thay dầu phanh mới đồng thời thay vòng cao su mới tức là thay cupen.

          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.

Để khắc phục hiện tượng này ta cần tháo piston ra và vệ sinh hay thay dầu phanh mới.  

          IV. NHỮNG HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG PHANH DỪNG:

1. Guốc phanh bị dính dầu:

Nếu mức dầu trong hệ thống quá cao thì một phần dầu chảy tới guốc phanh làm cho hiệu quả phanh dừng kém đi.

Để khắc phục hiện tượng này phải rửa sạch bằng dầu hoả và xăng. Sau đó lau khô bằng dẻ và kiểm tra lại, điều chỉnh lại mức dầu trong hộp số cho đúng quy định.

2. Hành trình điều khiển của đòn tay phanh quá lớn:

Do điều chỉnh đòn điều chỉnh không đúng quy định.

Để khắc phục hiện tượng này phải điều chỉnh lại đòn điều khiển đúng quy định sao cho khi kéo phanh tay đòn điều khiển cần phanh tay lùi 4-6 răng của vành răng là phanh ăn và khi nhả phanh mà tang phanh không bị nóng là được.

3. Phanh ăn đột ngột

Đặt lò xo không đúng.

Đòn điều khiển phanh tay không có hành trình tự do.

Để khắc phục hiện tượng này phải điều chỉnh lại đòn điều khiển tay và đặt lại lò xo.

4. Không cố định được đòn điều khiển phanh tay:

Thanh kéo của bộ phận định vị bắt không chặt.

Bộ phận định vị bị hỏng.

Quạt khía bị hỏng.

Để khắc phục hiện tượng này phải kiểm tra lại và chỉnh lại. Nếu răng quạt khía bị quá mòn thì thay mới.

KẾT LUẬN

Sau ba tháng được sự hướng dẫn của Thầy giáo: ……………. … cùng các thầy giáo trong bộ môn cơ khí ôtô, em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải ".

Trong thời gian làm đồ án mặc dù em đã cố gắng tìm hiểu thêm trong sách và trong thực tế xong do hạn chế về trình độ và thời gian nên trong đồ án này em có rất nhiều sự thiếu sót trong tính toán và lựa chọn phương án, hơn nữa còn một số vấn đề mà em chưa thể đi sâu vào chi tiết được mà em chỉ dùng những thông số tham khảo của xe thực tế nên không thể không thiếu sót. Em mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa.

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo: …………….. cùng toàn thể các thầy giáo trong bộ môn cơ khí ôtô trực thuộc khoa cơ khí Đại học Bách Khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.

                                                                                      ….., Ngày.......Tháng.........Năm 20…..

                                                                                  Sinh viên thiết kế

                                                                                  …………………

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo

(tập I,II,III- Nguyễn Hữu Cẩn và Phan Đình Kiên- 1968)

2. Giáo trình "Thiết kế hệ thống phanh của ô tô máy kéo"

(Dương Đình Khuyến - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội)

3. Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí

(Tập I- Trịnh Chất và Lê Văn Uyển - NXBGD-1998)

4. Giáo trình "Chi tiết máy"

(Tập II- Nguyễn Trọng Hiệp - NXBGD -1994)

5. CATALOG xe HUYNDAI

6. Tài liệu tham khảo: Xe KAMAZ

(Bộ giáo dục và đào tạo)

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"