MỤC LỤC
Mục lục.....................................................................................................1
Lời nói đầu ...............................................................................................3
Chương I. Tổng quan về hệ thống phanh………………………………..5
I. Công dụng phân loại……………………………………………………….5
II. Kết cấu của hệ thống phanh……………………………………………….5
1. Cơ cấu phanh ……………………………………………………………..5
2. Dẫn động phanh …………………………………………………………..7
Chương II. Hệ thống phanh của xe ép chở rác…………………………12
I. Đặc điểm chung …………………………………………………………..12
II. Cơ cấu phanh………………………………………………………………14
III. Dẫn động của hệ thống phanh xe ép chở rác……………………………..16
IV. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van phanh điều khiển khí nén………….18
V. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động van điều khiển thuỷ lực………….21
Chương III. Tính toán thiết kế hệ thống phanh theo tiêu chuẩn ECE…..24
I. Các thông số của xe chở ép rác…………………………….………………..24
II. Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán………………..…. 24
2.1 Đối với tất cả mọi chế độ tải trọngcủa ô tô...........................................25
2.2. Các qui định với xe tải N3......................................................................25
2.3. Quan hệ giữa lực phanh,trọng lương bám , hệ số bám...........................26
2.4. Lực phanh tính theo lý thuyết và vấn đề hiệu quả phanh.........................26
2.5. Sự phân chia lực phanh theo gia tốc đơn vị..........................................27
2.6. Giải thích sự ổn định của ôtô theo tiêu chuẩn ECE..............................31
III. Xác định tỉ số i với xe chở ép rác theo tiêu chuẩn ECE………………..…31
IV. Thiết kế hệ thống phanh…………………………………………….……33
4.1. Tính toán lực ,mômen tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh trước…….33
4.2. Tính toán lực ,mômen tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh sau ……..53
4.3. Bản vẽ chi tiết…………………………………………………………….58
Kết luận………………………………………………………………………60
Tài liệu tham khảo…………………………………………………………..61
LỜI MỞ ĐẦU
Trong nền công nghiệp hiện nay thì giao thông vận tải đóng một vai trò hết sức quan trọng và trong đó ôtô đã thành phương tiện vận chuyển không thể thiếu về hành khách và hàng hoá cho các nghành kinh tế. Không chỉ ở các nước phát triển mà ngay ở nước ta hiện nay ôtô cũng dần đang trở thành một phương tiện cá nhân thiết yếu khi mà nền công nghiệp ôtô nước ta cũng đang ở những bước đầu phát triển .
Hiện nay mật độ ôtô trên đường tốc độ chuyển động ngày càng cao do điều kiện kinh tế phát triển và hệ thống giao thông đường xá ngày càng được cải thiện tốt hơn. Cho nên khi đề cập đến vấn đề giao thông vận tải chúng ta không thể không nói đến vấn đề tai nạn giao thông. Đây là vấn đề mà hiện nay đang rất được quan tâm. Nhà nước ta cùng các cơ quan chức năng đang không ngừng ra sức giảm thiểu tỷ lệ tai nạn giao thông ở nước ta bởi tai nạn giao thông hàng năm không những gây thiệt hại rất lớn về người và của mà còn gây thiệt hại lớn cho tài sản Nhà nước
Trong tất cả các nguyên nhân kỹ thuật gây ra tai nạn giao thông thì tai nạn do hư hỏng hệ thống phanh chiếm tỷ lệ cao nhất (Theo một số liệu thống kê, tỷ lệ tai nạn giao thông do phanh chân chiếm 52,2%-74,4%, tỷ lệ tai nạn do phanh tay chiếm 4,9%-16,1%). Điều đó cũng thật dễ hiểu vì chúng ta có thể thấy rằng khi ôtô vận hành trên đường trước nguy cơ xảy ra thì biện pháp duy nhất để ngăn chặn tai nạn mà người lái phải nghĩ đến là phanh. Khi đó hệ thống phanh vì một lý do nào đó mà kém hiệu quả hoặc mất tác dụng thì tai nạn xảy ra là điều không thể tránh khỏi. ý thức được tầm quan trọng của nó hiện nay hệ thống phanh ngày càng được chú trọng cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế , chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Vấn đề rác thải là một vấn đề lớn không chỉ trong các thành phố ở Việt Nam mà trên toàn thế giới.cùng với sự gia tăng dân số con người ngày càng thải ra nhiều rác trong sinh hoạt và sản xuất hơn .Chính vì vậy việc vận chuyển và xử lý rác thải là một vấn đề bắt buộc. Xe ép chở rác ra đời để phục vụ cho mục đích vận chuyển rác thải đến nơi xử lý.
Các xe ép rác có sự phân bố tải khác với xe cơ sở nên dẫn đến việc thay đổi phân bố tải trọng .Em được giao đề tài “Thiết kế hệ thống phanh cho xe ép chở rác 15 tấn theo tiêu chuẩn R13”. Nội dung chính của đề tài gồm:
+ Tổng quan về hệ thống phanh:
- Công dụng, phân loại.
- Kết cấu của hệ thống phanh.
+ Hệ thống phanh của xe ép chở rác:
- Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh trên ô tô ép chở rác.
- Tính toán thiết kế hệ thống phanh theo tiêu chuẩn ECE.
- Thiết kế,tính toán các cơ cấu phanh trên xe.
Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp.Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng đề tài vẫn còn sai xót nhỏ mong hội đồng và các thầy giúp đỡ và chỉ bảo. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo : PGS.TS………………. và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Hà Nội ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………………
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
I. Công dụng phân loại
1. Công dụng.
Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển động của ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống phanh 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 và phanh tay.
- Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở trục truyền động (sau hộp số).
II. Kết cấu của hệ thống phanh sử dụng trên xe tải vừa và lớn.
1. Cơ cấu phanh.
Cơ cấu phanh có nghĩa vụ tạo ra Mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô.
1.1. Cơ cấu phanh guốc.
1.1.1. Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn động bằng nhau.
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 sử dụng cho phanh khí nén
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.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.
2. Dẫn động phanh.
Đối với dẫn động phanh 1 dòng khi có chỗ nào bị rò (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.
2.1. 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 vừa.
- 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.
2.2. Dẫn động phanh khí nén
Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn và trung bình, đặc biệt lớn. Để dẫn động các cơ cấu phanh người ta sử dụng năng lượng của khí nén, lực của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng van phanh do đó mà giảm được sức lao động của người lái, tuỳ theo liên kết của xe rơ moóc mà dẫn động phanh khí nén có thể là một dòng hoặc 2 dòng.
2.3. Dẫn động phanh khí nén và thuỷ lực.
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.
CHƯƠNG II. HỆ THỐNG PHANH CỦA XE ÉP CHỞ RÁC
I. Đặc điểm chung:
1. Yêu cầu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây.
+ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp 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.
2. Yêu cầu của hệ thống phanh xe ép chở rác
+ Tải trọng 15 tấn.
+ Phân bố lực phanh theo ECE.
3. Chọn phương án cho xe ép chở rác
Có 2 phương án lựa chọn
+ Phương án 1: khí né
Sơ đồ hệ thống phanh khí nén 2 dòng: Như hình 6.
+ Phương án 2: thuỷ lực điều khiển bằng khí nén: Như hình 7.
II. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh ở phía trước và sau dùng cho xe ép chở rác có sơ đồ kết cấu giống nhau ,nhưng khác nhau về kích thước. Cấu tạo cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua trục, nằm gọn trong lòng bánh xe.
Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh được chia làm các trạng thái : khi không phanh, khi phanh, khi thôi phanh.
+ Khi không phanh , toàn bộ dầu điền đầy vào trong xy lanh bánh xe ở áp suất rất nhỏ ,( áp suất dầu chỉ cao hơn áp suất chỉ cao hơn khí quyển bằng chiều cao cột áp dầu từ bình chứa dầu tới chỗ đặt xy lanh bánh xe ). lò xo hồi vị 7 có nhiệm vụ kéo các guốc phanh thu gọn vào tâm bánh xe .Các bánh xe được lăn trơn , hiện tượng ma sát trong cơ cấu phanh không xảy ra.
+ Khi phanh quá trình có thể chia thành 2 giai đoạn nhỏ :
Giai đoạn đẩy má phanh sát vào tang trống :dầu được nối thông với buồng kín của xy lanh chính . Tại xy lanh chính thể tích dần dần bị thu hẹp (do kết quả của việc di chuyển bàn đạp phanh),dầu được đẩy tới các xy lanh bánh xe.
II. Dẫn động của hệ thống phanh xe ép chở rác
- Cấu tạo: Qua sơ đồ cấu tạo, ta có thể nhận thấy hệ thống phanh được chia thành ba cụm chính:
+ Phần cung cấp khí nén: Gồm máy nén khí, các bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khí nén trước khi cung cấp khí nén vào các bình chứa và các van một chiều.
+ Phần điều khiển bằng khí nén: Các đường ống dẫn khí từ các bình chứa khí nén qua van điều khiển khí nén 18 và đến van điều khiển thuỷ lực . Qua van điều khiển thuỷ lực, áp suất khí nén chuyển thành áp suất dầu.
IV. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van phanh điều khiển khí nén
Kết cấu van điều khiển khí nén như hình 10.
+ Cụm bàn đạp: Bàn đạp phanh 21 có cơ cấu hoạt động kiểu đòn bẩy với một đầu là vít điều chỉnh 18, đầu kia là trục lăn 20. Vít 18 tì vào nắp 17 để hạn chế hành trình của trục lăn 20 khi nhả phanh.
+ Cụm điểu khiển dòng phanh sau: Piston chính 15 được cân bằng bởi các lò xo đỡ 13, lò xo hồi vị 2 và lò xo chính 14. Dưới tác dụng của lực căng lò xo 11, đế van 12 tiếp xúc với thân van phanh, đóng đường cung cấp khí nén từ C sang A.
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THEO TIÊU CHUẨN ECE
I. Các thông số của xe chở ép rác
+ Chiều dài cơ sở : 4,28 (m)
+ Trọng lượng không tải :79050 (N)
+ Trọng lượng đầy tải : 150000(N)
Khi xe không tải:
Trọng lượng xe: G0 = 79050 (N).
Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: a0 = 1,95 (m).
Chiều cao trọng tâm xe: hg0 = 0,83(m).
Khi xe đầy tải:
Trọng lượng xe: G = 150000 (N).
Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: a = 2,73 (m).
Chiều cao trọng tâm xe: hg = 1,45 (m).
II. Cơ sở lý luận và công thức tính toán theo tiêu chuẩn ECE:
ECE là tiêu chuẩn chung của Châu Âu trong đó ECE R-13 là tiêu chuẩn cho hệ thống phanh. Vấn đề phân chia lại lực phanh đối với xe không trang bị ABS được nói riêng, ở đây ta chỉ đề cập đến xe 2 cầu.
2.1. Đối với tất cả mọi chế độ tải trọng của ôtô
(Kiểm tra từ chế độ không tải đến chế độ đầy tải của xe) hệ số tận dụng trọng lượng bám ở cầu trước phải lớn hơn ở cầu sau: h1 > h2.
2.2. Các qui định đối với xe tải N3.
- Với mọi cách phân chia lực phanh nằm trong vùng 0,15 ¸ 0,5 của hệ số bám: h1 > h2.
- Nếu thoả mãn điều kiện sau đây:
+ x = 0,15 ¸ 0,3: h1,h2 không được vượt ra ngoài đường j = x ± 0,08.
+ x = 0,3 ¸ 0,61: h1,h2 không được vượt quá đường j = (x - 0,21)/0,74.
thì cũng được chấp nhận
2.3. Quan hệ giữa lực phanh, trọng lượng bám, hệ số bám.
G: Trọng lượng ôtô (N).
G/g: Khối lượng ôtô (kg).
Z1, Z2 : biến đổi phụ thuộc b/L, a/L, j , hg/L.
Ký hiệu x=a/L; b/L = 1- x; y = hg/L (1.3)
1.2.5. Sự phân chia lực phanh theo gia tốc phanh đơn vị .
Xe đi trên đường j khác nhau có lúc xảy ra bó cứng ở bánh trước, bánh sau. Bó cứng cầu trước làm suy giảm hiệu quả phanh nhưng đảm bảo ổn định hơn so với bó cứng cầu sau, bó cứng cầu sau làm mất tính ổn định của xe. Phân chia lực phanh theo 1 tỉ số nhất định , hiện tượng sử dụng trọng lượng xảy ra ở xKr (Gia tốc phanh đơn vị nguy hiểm). Khi phanh dưới gia tốc xKr bó cứng cầu trước nhưng ổn định. Khi phanh lớn hơn xKr bó cứng cầu sau và mất ổn định.
Sử dụng 2 công thức trên và biểu diễn trong quan hệ giữa ử và ợ với các đường bao giới hạn theo .
Đồ thị so sánh hiệu quả phanh như hình 1.25.
2.6. Giải thích sự ổn định của ôtô theo tiêu chuẩn ECE.
a. Giới hạn của lực bám
Điều kiện của đường: luôn luôn bánh xe lăn trên đường (lực dọc + lực ngang).
X-> Xmax->Y->0 (bánh xe chịu lực dọc max không tiếp nhận lực ngang)
Y-> Ymax-> X-> 0 (bánh xe chịu lực bên max thì bánh xe sẽ không còn khả năng tiếp nhận lực dọc).
b. Khảo sát sự bó cứng bánh xe trên các cầu.
Trong thực tế khi phanh luôn luôn tồn tai xảy ra bó cứng cầu 1 trước, hoặc xảy ra bó cứng cầu 2 trước.
- Bó cứng cầu 1 trước. Mt cùng chiều quay a, gây lên trục dọc quay giảm góc a. Vậy giảm góc quay tạo nên trạng thái ổn định.
III. Xác định tỉ số i với xe chở ép rác theo tiêu chuẩn ECE
- Các số liệu:
Khi xe không tải: G0 = 79050 (N); a0 = 1,95 (m); hg0 = 0,83 (m).
Khi xe đầy tải: Gtt = 150000 (N); att = 2,73 (m); hgtt = 1,45 (m).
Với các điều kiện trên không phù hợp với tiêu chuẩn ECE, Ta đi tìm i cho phù hợp với tiêu chuẩn ECE. Dùng công cụ Matlap ta tìm được với
Mặt khác:
Fp1 + Fp2 = G. x = 150000 (N)
(lấy x = j = 0,72)
Fp1 + Fp2 = 108000(N)
Từ đó ta tính được Fp2 =45680 (N), Fp1 = 62320(N)
Ta có mô men phanh trên mỗi cơ cấu phanh ở cầu trước và sau là:
Mp1 = 15980(N.m)
Mp2 = 11720 (N.m)
IV. Thiết kế hệ thống phanh
Các bước tiến hành:
+ Vẽ hoạ đồ cơ cấu phanh, từ đó xác định các lực tác dụng lên cơ cấu phanh và mô men sinh ra trên cơ cấu phanh.
+ So sánh mô men sinh ra trên cơ cấu phanh với mô men phanh yêu cầu, kết luận về khả năng đáp ứng mô men của cơ cấu phanh.
+ Kiểm tra bền cơ cấu phanh trên cơ sở mô men phanh yêu cầu.
Tính toán hệ thống phanh với chế độ đầy tải.
4.1. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh trước
4.1.1. Xác định góc ọ của lực tổng hợp đặt trên má phanh
Mt=54320N,chọn P=300000(N/m2)
FZ = 0,18 (m)2
=> b = 0,098 (m)
4.1.3 Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp hoạ đồ
Từ họa đồ lực phanh ta đo được:
P = 0,112 (m) ; Ut’=0, 339 (m) ; Us’=0,063 (m).
Ta tính được các lực còn lại:
P=0,112.340000=38080(N)
Ut’=0,339.340000=115260(N)
Us’=0,063.340000=21420(N)
Ta có bảng giá trị các lực tác dụng trên cơ cấu phanh trước
+ Hành trình pittong xi lanh bánh xe
Khe hở của má phanh và trống phanh d = 0,0003(m),sẽ thay má phanh mới nếu má bị mòn cỡ 0,0025(m). Nh vậy hành trình tự do của mỗi má phanh là
S = 0,0025 + 0,0003 = 0,0028(m). Theo sơ đồ tính toán lực phanh, hành trình của mỗi piston bánh xe sẽ là:
Xylanh bánh xe là loại xylanh đối xứng 2 piston: S1=0,0056.2=0,011(m)
* Tính lò xo hồi vị piston khí nén.
Lò xo hồi vị piston khí nén được tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén.
[t] : ứng suất giới hạn, với lò xo làm bằng thép 60C2: [t] = 1000 (MPa)
Fmax = 1781 (N). Chọn c = 9 => k = 1,03, nên đường kính dây lò xo có giá trị là:
Từ đó tính được đường kính trung bình: D = c.d = 9.0,007=0,0 63(m).
- Số vòng toàn bộ của lò xo:
n0 = 6 +2 = 8 vòng.
Chiều cao lò xo lúc các vòng sít nhau.
Hs = d(n0 - 0,5) = 0,007(8 - 0,5) =0,025 (m).
- Bước của lò xo khi chưa chịu tải:
t = (0,15 - 0,3)D
Chọn t = 0,3.D => t = 0,021(m)
- Chiều cao tự do của lò xo:
H0 = n0.t
-> H0 = 8.0,021 = 0,168 (m).
4.1.4. Tính bền guốc phanh
a. Tính toán các kích thước
Mặt cắt ngang guốc phanh :
Các thông số:
a = 0,185( m); b =0,008( m); c = 0,001(m); d =0,005(m)
Ta có:
Diện tích phần 1: F1 = a
b = 1,48.10-3 (m)
Diện tích phần 2: F2 =2xcxd = 10-3 (m2 )
Khoảng cách giữa trọng tâm của 2 phần y2 = 0,029(m)
Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh: rG = 0,185 (m)
b. Kiểm tra bền guốc phanh.
Do việc tính toán chính xác guốc phanh là rất phức tạp do vậy ở đây dùng phương pháp tính gần đúng để xác định tiết diện nguy hiểm của guốc phanh phải vẽ được biểu đồ nội lực. ở phần trên chúng ta đã xác định được các giá trị P, U1, R1 khi ta xây dựng hoạ đồ lực phanh. Đặt các giá trị vào guốc phanh , tại điểm đặt lực tổng hợp R1 ta phân tích thành hai thành phần lực N1 và T1. Coi lực phân bố đều trên guốc phanh ta tính được các lực NX , TX đặt tại góc b/2 .
- Lực tác dụng lên guốc phanh bao gồm:
+ Lực đẩy P xi lanh: P = 38040 (N) .
+ Phản lực tác dụng lên điểm tựa UX , UY .
- Xét sự cân bằng của đoạn trên ta có:
NZ1 + Pcos(bX +a) + TX.cos(bX/2) + NX.sin(bX/2) = 0
QY1 + Psin(bX + a) - NX.cos(bX/2) + TX.sin(bX/2) = 0
MU1 - P.d + NX.d’ - TX.d’’ = 0
Với: d = a - rt.cos(a + bX)
d’ = rt.sin(bX/2)
d’’ = rt - rtcos(bX/2) = rt[1 - cos(bX/2)]
- Xét sự cân bằng tại điểm A ta có:
Khi đó góc a = 21°
NZ1 + Pcosa = 0 Þ NZ1 = - 3804 cos21° = -2065 0(N)
QY1 + Psina = 0 Þ QY1 = - 3804 sin21° = - 31610 (N)
MU1 = 0(N.m)
- Xét sự cân bằng tại điểm C ta có :
b2 = 74° ; NX = 1520N ; TX = 490N
NZ1 + Pcos(b2 + a) + TX.cos(b2/2) + NX.sin(b2/2) = 0
QY1 + Psin(b2 +a) - NX.cos(b2/2) + TX.sin(b2/2) = 0
MU1 - P.d + NX.d’ - TX.d” = 0
- Tại điểm E: b = 165°
NZ1 = - U1X .sinjt - U1Y. .cosjt
QY1 = - U1X .cosjt + U1Y .sinjt
MU2 = 0
Qua biểu đồ nội lực và mômen ta thấy điểm D là điểm nguy hiểm cần kiểm tra bền
NZ = -39620 (N)
QY = - 108810 (N)
MU = - 87
4.1.6. Tính công ma sát riêng
Công ma sát riêng được xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ năng lượng của ô tô chạy với vận tốc V0 nào đó khi bắt đầu phanh.
+ m: số má phanh. m = 4
+ õ0i: góc ôm má phanh thứ i. Các má phanh của cơ cấu phanh trước có góc ôm = 120˚.
+ rt: bán kính trống phanh, rt =0, 22 (m)
+ bi: bề rộng của má phanh thứ i
Thay số được: L = 770 (J/cm2) < [L]
4.1.8. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh, động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra ngoài.
Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, có thể bỏ qua phần năng lượng mất mát do truyền nhiệt ra môi trường xung quanh. Ta có: t0 = 7,50 < [t0]
4.2. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh sau
Do cơ cấu phanh trước và sau cùng là phanh tang trống và có hai guốc phanh đối xứng qua trục nên cách tính toán đối với cơ cấu phanh sau hoàn toàn tương tự như đối với cơ cấu phanh trước.
a. Xác định các lực bằng phương pháp hoạ đồ
Ta tính được các lực còn lại:
P=0,112.25.104=28000(N)
Ut’=0,339.25.104=84750(N)
Us’=0,063.25.104=15750(N)
+ d2: Đường kính xi lanh phanh sau: d2 = 43,24(mm) = 0,043 (m)
+ Hành trình pittong xi lanh bánh xe
Khe hở của má phanh và trống phanh d = 0,0003(m),sẽ thay má phanh mới nếu má bị mòn cỡ 0,0025(m). Nh vậy hành trình tự do của mỗi má phanh là
b. Tính toán trong xy lanh khí nén thuỷ lực
Chọn d=0,025(m)
Ptl=190bar
Pkn=7,5bar
Dkn=0,110(m)
Hành trình pittong trong xy lanh khí nén thuỷ lực: Stl= 0,033 (m)
- Số vòng toàn bộ của lò xo:
n0 = 6 +2 = 8 vòng.
Chiều cao lò xo lúc các vòng sít nhau.
Hs = d(n0 - 0,5) = 0,007(8 - 0,5) =0,025 (m).
- Bước của lò xo khi chưa chịu tải:
t = (0,15 - 0,3)D
Chọn t = 0,3.D => t = 0,021(m)
- Chiều cao tự do của lò xo:
H0 = n0.t
e. Tính toán nhiệt trong quá trình phanh
Sử dụng công thức (3.35), với mt = 25 kg ta được: t0 = 150 < [t0]
4.3. Bản vẽ chi tiết
Cụm chi tiết quan trọng mang tính đặc trưng nhất của hệ thống là xy lanh khí nén thuỷ lực.
Đề tài chọn cụm cơ cấu này để thiết kế các chi tiết điển hình.Các chi tiết điển hình được chọn là:
- Pittong dầu
- Pittong khí
- Trục tuỳ động
- Lò xo
Các chi tiết được chế tạo từ phôi đúc,sau đó đưa lên máy gia công để đạt được các kích thước như trên bản vẽ.
KẾT LUẬN
Em đã hoàn thành đồ án tốt ngiệp với đề tài “Thiết kế hệ thống phanh cho xe ép chở rác 15 tấn theo tiêu chuẩn ECE”, các nội dung cơ bản đã được giải quyết:
+ Hệ thống phanh được thiết kế theo tiêu chuẩn ECE , tiêu chuẩn về phân chia lực phanh, tìm ra được tỉ số phân chia lực phanh hợp lí. Hệ thống phanh không sử dụng bộ điều hoà.
+ Chọn phương án dẫn động tối ưu cho xe: thuỷ lực điều khiển bằng khí nén.
+ Thiết kế,tính toán lực mô men tác dụng lên cơ cấu phanh,xác định các lực bằng phương pháp hoạ đồ.
+ Tính toán cho xy lanh khí nén thuỷ lực bao gồm đường kính xy lanh,hành trình pittong, lò xo hồi vị pittong khí nén .
Đường kính xy lanh khí nén: D=107(mm).
Đương kính xy lanh thuỷ lực: d=25 (mm).
+ Tính đường kính xy lanh bánh xe .
Cho cầu trước: d1=51(mm).
Cho cầu sau : d2=43 (mm).
+ Tính bền cho guốc phanh.Thoả mãn điều kiện bền.
+ Bố trí hệ thống phanh trên xe ép chở rác.
+ Xây dựng được các bản vẽ chi tiết điển hình.
Với những tính toán,lựa chọn phương án dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén và sau khi kiểm nghiệm cho thấy hệ thống phanh thiết kế là phù hợp với yêu câù của chiếc xe.
Phương án dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén có ưu điểm thời gian chậm tác dụng nhỏ phù hợp với chiếc xe ép chở rác thường xuyên di chuyển trong thành phố ,nơi có mật độ phương tiện lớn.
Cách bố trí hệ thống phanh trên xe hợp lí tăng tính hiệu quả của phanh. Các kết cấu hợp lý có thể lắp ráp được trên xe.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo
Dương Đình Khuyến (1995)
2. Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo
Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên (1987)
3. Lý thuyết ô tô máy kéo
Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998)
4. Hướng dẫn sử dụng Matlab phần cơ sở
Trần Văn Nghĩa (2000)
5. Sức bền vật liệu
Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghi, Vũ Đình Lai
6. Dung sai và đo lường cơ khí
An Hiệp - Trần Vĩnh Hưng (1999)
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"