MỤC LỤC
Mục lục......
Lời nói đầu.......
Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ TẢI 3,5 TẤN.........
1.1. Giới thiệu chung.........
1.2. Bố chí chung ô tô chiến thắng–CT3.5TD1............
Chương 2. PHÂN TÍCH KẾT CẤU, CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ........
2.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại, hệ thống phanh...........
2.1.1. Công dụng.........
2.1.2. Yêu cầu..........
2.1.3. Phân loại..........
2.2. Kết cấu chung hệ thống phanh.........
2.2.1. Cơ cấu phanh..........
2.2.2. Dẫn động phanh...........
2.3. Chọn phương án thiết kế...........
2.3.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống phanh chính..........
2.3.2. Kết cấu dẫn động phanh...........
2.3.3. Cơ cấu phanh.........
Chương 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH..........
3.1. Tính toán và thiết kế cơ cấu phanh............
3.1.1. Xác định mô men cần thiết sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở cầu trước và cầu sau.........
3.1.2. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh...........
3.1.3. Xác định lực đẩy cần thiết tác dụng lên các guốc phanh..........
3.1.4. Tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh.........
3.1.5. Tính toán kiểm tra bền một số chi tiết hệ thống phanh...........
3.2. Tính toán và thiết kế dẫn động phanh công tác............
3.2.1. Thiết kế xy lanh phanh công tác (bánh xe)..........
3.2.2. Thiết kế xy lanh tổng phanh (phanh chính).........
3.2.3. Xác định hành trình của bàn đạp............
3.2.4. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa trợ lực............
3.2.5. Lực trợ lực cần thiết của bộ trợ lực..........
3.2.6. Đường kính xy lanh của bầu trợ lực...........
3.2.7. Tính lại hành trình bàn đạp............
Chương 4. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG..............
4.1. Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra hiệu quả phanh............
4.2. Bảo dưỡng kỹ thuật .............
4.2.1. Các dạng bảo dưỡng............
4.2.2. Nội dung một số công việc trong bảo dưỡng kỹ thuật............
4.2.3. Quy trình bảo dưỡng một số chi tiết hệ thống phanh...........
KẾT LUẬN.............
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, ô tô chiếm một vị trí quan trọng trong ngành kính tế quốc dân. Nó đảm bảo khả năng vận chuyển hàng hóa cũng như hành khách từ mọi nơi trên thế giới.
Ở Việt Nam, phương tiện ô tô ngày càng phát triển và đa dạng. Nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách tăng theo sự phát triển của ngành kinh tế. Tuy nhiên, ngành công nghiệp chế tạo ô tô thì chưa đáp ứng được các đòi hỏi của thị trường. Do vậy việc phát tiển ngành công nghiệp ô tô đang được Đảng và Nhà nước rất quan tâm và tạo điều kiện để phát triển ngành công nghiệp ô tô.
Đối với người kỹ sư việc thiết kế là một công việc rất quan trọng. Qua đó đánh giá được khả năng, năng lực làm việc của người kỹ sư. Đồ án tốt nghiệp là cơ sở để đánh giá năng lực làm việc, kiến thức của sinh viên. Nó thể hiện được khả năng sáng tạo của người kỹ sư tương lai trước các vẫn đề kỹ thuật thường gặp sau này.
Hệ thống phanh trên ô tô là một hệ thống quan trọng. Giúp nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của xe. Hơn thế nữa, nó còn thực hiện nhiệm vụ là đảm bảo sự an toàn cho người và hàng hóa trên xe.
Do vậy, đề tài “ Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải 3.5 tấn ” là một đề tài quan trọng và rất cần thiết. Nội dung của đồ án tốt nghiệp bao gồm:
Chương 1 : Giới thiệu chung về ô tô tải 3.5 tấn.
Chương 2 : Phân tích chọn phương án thiết kế hệ thống phanh ô tô tải 3.5 tấn.
Chương 3 : Tính toán thiết kế hệ thống phanh.
Chương 4 : Hướng dẫn sử dụng.
Trong quá trình làm đồ án em nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: GS, TS……….., cùng các thầy giáo trong bộ môn. Nhưng do trình độ bản thân còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn!
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nôi, ngày…tháng…năm 20…
Học viên thực hiện
……………..
Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ô TÔ TẢI 3,5 TẤN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Đất nước ta đang trong quá trình thay đổi với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế đặc biệt kể từ khi chúng ta là thành viên của tổ chức thương mại quốc tế WTO. Để đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế trong lĩnh vực vận tải, đi lại và sản xuất nhiều loại phương tiện hiện đại không những được sản xuất trong nước mà còn được nhập khẩu từ nhiều Quốc gia khác nhau.
- Khối lượng bản thân ô tô: G = ∑Gi = 3520 (kg)
- Khối lượng hàng hóa chuyên chở không phải xin phép: Q = 3300 (kg)
- Khối lượng người lái trong buồng lái : 03 người Gkl = 195 (kg)
- Khối lượng toàn bộ ô tô : G0 = G + Q + Gkl = 7015 (kg)
Chương 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU, CHỌN PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ
2.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHANH
2.1.1. Công dụng
Đối tượng chọn để thiết kế là hệ thống phanh chính cho ô tô tải 3,5 tấn. Xe do công ty Chiến Thắng sản xuất và lắp ráp dựa trên cơ sở phối hợp các tổng thành nhập khẩu.
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đấy. Ngoài ra hệ thống phanh còn bảo đảm giữ cố định xe trong thời gian dừng xe.
2.1.2. Yêu cầu
- Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. Muốn có quãng đường phanh ngắn nhất cần gia tốc chậm dần cực đại.
- Phanh êm dịu trong trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn.
- Thời gian nhảy cảm bé nghĩa là truyền động phanh có độ nhảy cảm lớn.
- Phân bố mô men phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kỳ trường hợp nào.
2.2. KẾT CẤU CHUNG HỆ THỐNG PHANH
Hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:
- Cơ cấu phanh: được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm bánh xe khi phanh ô tô.
Dẫn động phanh: dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ khí, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí.
2.2.1. Cơ cấu phanh đĩa
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa gồm:
- Một đĩa phanh được lắp với moay ơ của bánh xe và quay cùng bánh xe.
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe.
Hai má phanh dạng phẳng được đặt hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của xi lanh bánh xe.
2.2.2. Dẫn động phanh
Dẫn động phanh thường dùng hiện nay có ba loại chính: Cơ khí, chất lỏng thủy lực và khí nén. Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu suất thấp (h=0,4÷0,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe. Hệ thống phanh của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là: thủy lực và khí nén.
Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiển phanh cũng như hành trình bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở moomen phanh cần sinh ra và các thông số dẫn động phanh.
1. Dẫn động phanh cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, đòn, dây cáp... Trên ô tô hiện nay thường dùng dẫn động phanh cơ khí điều khiển bằng tay ở hệ thống phanh dừng (khi xe đỗ ở đường bằng hoặc ngang dốc) ta thường gọi là phanh tay.
Phanh tay có thể có dạng tang trống, dạng đĩa và đặt ở phần truyền lực hoặc ở các bánh xe của cầu sau.
2. Dẫn động phanh thủy lực
Dẫn động phanh thuỷ lực áp dụng rộng rãi trên các hệ thống phanh chính của ô tô con, ô tô quân sự và xe bọc thép bánh hơi. Trong dẫn động phanh thuỷ lực, lực tác dụng từ bàn đạp được truyền đến cơ cấu phanh bằng chất lỏng (dầu). Do vậy, dẫn động phanh thuỷ lực đơn giản được áp dụng trên các xe có trọng tải không lớn.
3. Dẫn động phanh khí nén
Phanh khí sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người lái không cần mất nhiều lực để điều phanh.
Máy nén khí 1 được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí nén qua bình lắng nước và dầu 2 đến bình chứa khí nén 3. Áp suất của khí nén trong bình chứa xác định theo áp kế 8 đặt trong buồng lái. Khi cần phanh người lái tác dụng vào bàn đạp phanh .
2.3. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Qua quá trình phân tích cùng với yêu cầu của hệ thống vì ô tô tải nhỏ nên ta lựa chọn hệ thống phanh có cơ cấu phanh dạng tang trống cho cả 4 bánh xe, dẫn động thủy lực tách dòng trợ lực chân không .
2.3.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống phanh chính
Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh chính: Khi người điều khiển đạp vào bàn đạp phanh đòn của bàn đạp đến tì vào đệm xu đẩy piston thứ nhất của xi lanh chính sang trái tiếp tục đẩy, piston thứ hai sang trái.Quá trình dịch chuyển piston thứ nhất và thứ hai lấp các lỗ dầu từ bình chứa 1,2 nên dầu được đẩy với áp suất cao theo hai đường.
2.3.2. Kết cấu dẫn động phanh
Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh và làm các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh.
Dẫn động phanh bao gồm: Xy lanh phanh chính, trợ lực phanh, bộ điều hòa lực phanh chính.
2.3.3. Cơ cấu phanh
1. Kết cấu của cơ cấu phanh bánh trước
Cơ cấu phanh trước loại trống - guốc có hai xi lanh phanh, mỗi một xi lanh là một piston, hai xi lanh đặt ngược chiều .
Ưu điểm: Kết cấu nhỏ gọn nhưng vẫn tạo được lực phanh lớn (do đường kính xi lanh bằng nhau và lực ma sát cùng chiều với lực đẩy lên guốc phanh), cơ cấu phanh ở đây được cân bằng và độ mài mòn các má phanh như nhau, dễ bảo dưỡng sửa chữa, vì vậy cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía được áp dụng trên xe tải có tải trọng trung bình và cầu trước xe con.
2. Kết cấu của cơ cấu phanh bánh sau
Cơ cấu phanh sau cũng có tác dụng tạo ra mô men phanh cần thiết và giữ ổn định về chất lượng phanh trong quá trình sử dụng.Cơ cấu phanh bánh sau của xe là cơ cấu phanh guốc có chốt tựa một phía, lực đẩy lên guốc phanh bằng nhau.
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
3.1. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH
3.1.1. Xác định mô men cần thiết sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở cầu trước và cầu sau
Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh của ôtô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ôtô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
- Khoảng cách từ tâm cầu trước và cầu sau đến trọng tâm ô tô.
+ Khoảng từ trọng tâm đến cầu trước:
a = 1757 (mm)=1,757 (m).
+ Khoảng từ trọng tâm đến cầu sau:
b = L - a = 2500 -1757 = 743 (mm)= 0,743(m).
Từ kí hiệu lốp: 7,5 – 16 ta có:
+ Đường kính trong lốp: d=16.25,4= 406,4 [mm]
+ Chiều rộng lốp: B=7,5.25,4=190,5[mm]
Do ôtô có cơ cấu phanh của hệ thống phanh công tác đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe nên mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh của một bánh xe ở các cầu là:
- Đối với bánh xe cầu trước.
Mp1= Pp1.rk [Nm]
- Đối với bánh xe cầu sau.
Mp2= Pp2.rk [Nm]
3.1.2. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh
Hệ thốnh phanh thiết kế cho xe ô tô khách, có đặt cơ cấu phanh guốc ở tất cả các bánh xe. Ngoài ra trên xe còn sử dụng chung cùng một loại lốp để tiện cho việc thay thế trong quá trình sử dụng.
Việc lựa chọn bán kính của trống phanh (Rt), được chọn theo kích thước của vành bánh xe.
3.1.3. Xác định lực đẩy cần thiết tác dụng lên các guốc phanh
Khí tính toán thiết kế cơ cấu phanh, cần phải thiết lập sự phụ thuộc giữa moomen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực cần thiết (P) tác dụng lên guốc phanh trước và guốc phanh sau của một cơ cấu phanh, để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước (Mpg1) , duốc phanh sau (Mpg2) bằng mô men phanh cần thiết tác dụng lên mối cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
3.1.5. Tính toán kiểm tra bền một số chi tiết hệ thống phanh
1. Tính bền cho trống phanh.
Để kiểm tra bền cho trống phanh ta dựa vào áp suất trên bề mặt tấm ma sát. Trong phần kiểm khả năng làm việc của cơ cấu phanh ta xác định được áp suất tác dụng lên các tấm ma sát của cơ cấu phanh trước lớn hơn áp suất tác dụng lên các tấm ma sát của cơ cấu phanh cầu sau. Do vậy khi kiểm tra bền cho trống phanh ta kiểm tra bền cho trống phanh cầu trước
3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH CÔNG TÁC
Khi tính toán thiết kế dẫn động phanh, trước tiên ta cần xác định đường
kính xy lanh làm việc ở bánh xe (cơ cấu phanh), dựa trên cơ sở số liệu mô men phanh cần thiết sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh của cầu trước (Mp1), cầu sau (Mp2) và các thông số hình học của cơ cấu phanh, ta xác định được lực dẫn động phanh cần thiết.
Hành trình bàn đạp không vượt quá giới hạn cho phép là 180(mm) với xe tải.
Chương 4
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
4.1. MỘT SỐ TIÊU CHUẨN TRONG KIỂM TRA HIỆU QUẢ PHANH
Các quốc gia khác nhau đều có tiêu chuẩn riêng cho phù hợp với mức độ phát triển kinh tế, chính vì vậy các tiêu chuẩn sử dụng đều không giống nhau. Tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh của ECE R13 Châu Âu, và của TCVN 6919-2001 Việt Nam trong trường hợp lắp ráp, xuất xưởng ô tô.
- Thử trên mặt đường bê tông nhựa hoặc bê tông xi măng bằng phẳng và khô, hệ số bám không nhỏ hơn 0,6.
Hiệu quả phanh được đánh giá bằng một trong hai chỉ tiêu quãng đường phanh Sp (m) hoặc gia tốc chậm dần lớn nhất khi phanh Jpmax (m/s2 ) với chế độ thử phương tiện không tải ở tốc độ 30km/h .
4.2. BẢO DƯỠNG KỸ THUẬT
4.2.1. Các dạng bảo dưỡng
a. Kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên
Công tác kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên do người sử dụng thực hiện hàng ngày hay sau mỗi hành trình dài của xe. Thông thường, đối với xe du lịch, khối lượng công việc bảo dưỡng thường xuyên được giảm tối thiểu cho người sử dụng và có nội dung chi tiết trong sách hướng dẫn sử dụng đi kèm theo xe.
Trong quá trình sử dụng, cần tạo thói quen kéo phanh tay mỗi khi dừng xe, đạp thử phanh chân trước khi hạ phanh tay và cho xe khởi hành.
4.2.2. Nội dung một số công việc trong bảo dưỡng kỹ thuật
Công tác kiểm tra bảo dưỡng kỹ thuật đối với hệ thống phanh cần chú ý các nội dung sau :
- Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp phanh.
- Điều chỉnh khe hở má phanh và tang phanh.
- Xả khí trong dẫn động thủy lực.
c. Xả khí trong dẫn động thủy lực
Đối với hệ thống phanh dẫn động thủy lực, nếu trong đường ống có lẫn các bọt khí có độ đàn hồi cao, lực bàn đạp sẽ không được truyền tới các guốc phanh. Do đó, khi tiến hành sửa chữa hay thay thế, cần tiến hành xả khí đúng quy trình tại tất cả các vị trí có vít xả khí theo nguyên tắc : ‘‘từ xa về gần, từ thấp lên cao’’.
4.2.3. Quy trình bảo dưỡng một số chi tiết hệ thống phanh
1. Bảo dưỡng xy lanh phanh chính
a. Chuẩn bị
Bộ dụng cụ đo cần đẩy trợ lực, cờ lê vặn đai ốc nối dầu phanh 10-12 mm, dầu phanh, khay hứng dầu, ống tiêm và ống nhựa, kìm phanh, mỡ Glycol gốc xà phòng Liti, bộ chi tiết của xy lanh phanh chính .
b. Tiến hành
- Xả dầu trong xy lanh
+ Dải một miêng giẻ bên dưới xy lanh phanh chính sao cho dầu phanh không dính vào bất cứ chi tiết hay bề mặt sơn nào thậm trí nó bắn ra.
+ Dùng xy lanh rút dầu phanh ra khỏi bình chứa của xy lanh phanh chính
2. Thay má phanh
+ Dùng cờ lê, giữ bạc trượt của càng phanh và tháo bulông.
+ Tháo càng phanh đĩa và dùng sợi dây treo vào lò xo hoặc thanh đòn.
Không kéo hay bẻ cong ống cao su mềm. Ống cao su mềm không cần phải tháo ra khi thay thế .
- Tháo má phanh :Tháo các chi tiêt sau ra khỏi càng phanh đĩa: má phanh, tấm chống ồn, tấm đỡ má phanh.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu tham khảo tài liệu, với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: GS, TS…....……..,cùng các thầy trong Bộ môn Ôtô Quân sự, Khoa Động lực - Học viện Kỹ thuật Quân sự và các bạn cùng lớp em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp được giao với các nội dung cơ bản sau:
- Tìm hiểu về xe thiết kế.
- Nghiên cứu các đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh ôtô tải Chiến Thắng 3,5 tấn
- Tính toán thiết kế, kiểm nghiệm cơ cấu phanh xe ô tô tải Chiến Thắng
- Đưa ra những lưu ý về kiểm tra, điều chỉnh và cách khắc phục các hư hỏng thông thường của hệ thống phanh ôtô trong quá trình sử dụng.
Hệ thống phanh trên xe Chiến Thắng được bố trí hệ thống phanh theo một sơ đồ bố trí tương đối phổ biến, được sử dụng trên nhiều loại xe. Trong kết cấu có nhiều đặc điểm đặc biệt đòi hỏi người sử dụng phải nắm chắc trong quá trình khai thác sử dụng xe. Để tiện cho việc khai thác, sử dụng hệ thống phanh đề tài đã nêu ra một số chú ý trong quá trình tháo lắp bảo dưỡng hệ thống phanh xe Chiến Thắng
Bản thân em đã cố gắng trong việc tìm kiếm tài liệu và khảo các xe tương tự để hoàn thành nhiệm vụ được giao, tuy nhiên do khả năng và thời gian có hạn nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi được thiếu sót. Rất mong các thầy và các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên,….Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo.. NXB Đại học và THCN. Hà Nội- 1971.
[2]. Vũ Đức Lập. Kết cấu tính toán ô tô. Tập 2. NXB QĐND. 2015
[3]. Văn bản pháp quy của Cục Đăng Kiểm Việt Nam về thiết kế ô tô. (E mail: www.vr.org.vn)
[4]. Vũ Đức Lập. Hướng dẫn thiết kế môn học kết cấu tính toán ô tô. Tập 5. Hệ thống phanh. NXB HVKTQS. Hà Nội Năm 1999.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"