MỤC LỤC
MỤC LỤC.. 1
LỜI MỞ ĐẦU.. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1. 1. Công dụng, phân loại, yêu cầu. 5
1.1.1.Công dụng. 5
1.1.2 . Phân loại 5
1.1.3. Yêu cầu. 6
1.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh. 6
1.3. Cơ cấu phanh. 7
1.3.1. Cơ cấu phanh tang trống. 7
1.3.2. Cơ cấu phanh đĩa . 11
1.3.3 Phanh dừng (phanh tay). 14
1.4. Dẫn động phanh. 15
1.4.1. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực. 15
1.4.2. Dẫn động phanh chính bằng khí nén. 18
1.4.3. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ khí kết hợp. 18
Chương 2: KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo xe Forland FD350. 20
2.2. Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén. 21
2.3. Các bộ phận của hệ thống phanh. 22
2.3.1 Cơ cấu phanh. 22
2. 3.2 Dẫn động phanh. 23
2.3.3. Phân tích kết cấu. 25
2.3.3.1 Cơ cấu phanh. 25
2.3.3.2Dẫn động phanh. 27
Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI
3.1. Các thông số kĩ thuật của xe tham khảo Forland FD350. 35
3.2. Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh. 35
3.3. Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh dạng tang trống. 38
3.4. Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh. 41
3.5. Kiểm tra hiện tượng tự xiết. 43
3.6. Xác định chiều rộng má phanh. 44
3.7. Kiểm nghiệm má phanh. 45
3.8. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh. 46
3.9. Tính bền một số chi tiết trong hệ thống. 47
3.9.1. Tính bền trống phanh. 48
3.9.2. Tính bền chốt guốc phanh. 49
3.10.Thiết kế, tính toán hệ thống điều khiển dẫn động phanh . 49
3.11 .Tính toán van điều khiển. 51
3.11.1. Sơ đồ tính toán. 51
3.11.2. Tính toán buồng trên. 52
3.11.3. Tính toán buồng dưới 54
3.12. Thiết kế tính toán van chấp hành. 54
3.13. Kết cấu van chấp hành. 61
3.14. Tính toán tiết diện của Van điện từ. 62
3.15. Tính toán lực từ cuộn dây trong van chấp hành . 63
CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH
4.1. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa…..67
4.2. Chẩn đoán xe………69
4.3. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa……70
KẾT LUẬNVÀ KIẾN NGHỊ .........75
TÀI LIỆU THAM KHẢO………76
LỜI MỞ ĐẦU
Từ khi xã hội loài người bắt đầu bước vào thời kỳ hiện đại thì phương tiện di chuyển của con người ngày càng trở nên hiện đại hơn, đa dạng hơn về cả phương thức cũng như nguyên lý làm việc. Trên không thì có kinh khí cầu, tàu lượn, máy bay, tàu vũ trụ.trong môi trường nước thì có ca nô, tàu thủy, tàu ngầm. Trên bộ thì có tầu hỏa, tầu điện, ôtô xe máy. Trên đường bộ thì ôtô là phương tiện có rất nhiều ưu điểm nổi trội: đó là sự cơ động, tính an toàn tiện nghi.
Năm 1860 chiếc ô tô đầu tiên sử dụng động cơ đốt trong đã ra đời.Sự ra đời của ô tô sử dụng động cơ đốt trong đã thách thức các phương tiện vận tải thô sơ thời bấy giờ và ngày càng thúc đẩy ngành vận tải đường bộ phát triển.Thông qua nhu cầu tiêu thụ, lưu lượng vận chuyển của hàng hóa của các phương tiện giao thông là có thể đánh giá mức độ phát triển về kinh tế của một đất nước. Trước vấn đề bức thiết đó, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, ngành sản xuất chế tạo ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn đáp ứng khả năng vận chuyển, tốc độ, an toàn cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao...
Ngày nay ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, sự mạnh mẽ và vẻ đẹp của chiếc xe thể hiện sự lịch lãm tạo ra phong cách cho người chủ sử dụng. Tính tiện nghi cho người dùng và sự thân thiện với môi trường sống chung quanh là hai tiêu chí đặt ra hàng đầu mà tất cả các cường quốc về công nghiệp ôtô đều phải dựa vào đó để nghiên cứu phát minh để có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn. Tuy đất nước ta còn nghèo và nền kinh tế còn đang trên đà phát triển xong trong những năm gần đây đảng và nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển nghành ôtô để theo kịp với sự phát triển của thế giới.
Nhằm nâng cao khả năng tư duy cho sinh viên và khả năng hiểu biết về tính toán thiết kế mà em được giao nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén trên xe tải 3,5 tấn”. Em biết Hệ thống phanh là hệ thống quan trọng và rất phức tạp, đặc biệt do ngày nay hệ thống giao thông tốt, xe hiện đại có 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 và thiết kế này em dựa chủ yếu vào số liệu của xe tải THACO Forland FD350, các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tính toán thiết kế. Do lần đầu làm quen với thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp em còn có những mảng kiến thức em chưa được nắm vững nên mặc dù em đã cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những sai sót. Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em củng cố thêm kiến thức và hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức mà em đã học hỏi được.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy: TS………………. đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao.
Vĩnh Yên, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
(…)
………………
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1. 1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1.Công dụng
Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn xe ôtô hoặc giữ ôtô đứng yên trên đường có một độ dốc nhất định.
1.1.2 .Phân loại
* Theo công dụng
Theo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân)
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)
* Theo dẫn động phanh
Theo dẫn động phanh hệ thống phanh được chia ra
- Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
- Hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực
1.1.3. Yêu cầu
Hệ thống phanh trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh là ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động ôtô.
- Điều khiển nhẹ nhàng, có nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp phanh hay đòn điều khiển không lớn.
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao.
1.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh
Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả như sau:
Qua sơ đồ cấu tạo cho chúng ta thấy trên hệ thống phanh bao gồm hai phần chính
+ Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tiêu hao động năng ôtô trong quá trình phanh. Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ôtô. Hiện nay thường dùng cơ cấu phanh dạng ma sát (khô hoặc ướt) tạo ra ma sát giữa hai phần: quay và không quay.
+ Dẫn động phanh: là tập hợp các chi tiết dùng để truyền năng lượng từ cơ cấu điều khiển đến các cơ cấu phanh và điều khiển quá trình truyền năng lượng này trong quá trình truyền với mục đích phanh bánh xe với các cường độ khác nhau. Trên ôtô sử dụng các phương pháp điều khiển trực tiếp hay gián tiếp.
1.3. Cơ cấu phanh
Trên xe ôtô người ta thường sử dụng cơ cấu phanh dạng tang trống hoặc cơ cấu phanh đĩa.
1.3.1. Cơ cấu phanh tang trống
Cơ cấu phanh tang trống được phân chia phụ thuộc vào
- Theo dạng bố trí guốc phanh: đối xứng qua trục đối xứng, đối xứng qua tâm quay, các cơ cấu phanh tự lựa bơi, guốc phanh tự cường hoá.
- Theo phương pháp truyền năng lượng điều khiển: phanh thuỷ lực, phanh khí nén, phanh tay.
* Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục có nghĩa là hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ đồ hình 1.2a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh: Sơ đồ 1.2b là loại sử dụng xi lanh thuỷ lực để ép guốc phanh vào trống phanh.
* Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3 sự đối xứng qua tâm ở đây thể trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng nhau tâm. Mỗi guốc phanh được lắp thêm một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạch lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh.
* Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa
- Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai
- Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn (Hình 1.5 a) cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép (Hình 1.5 b).
1.3.2. Cơ cấu phanh đĩa.
Ngày nay cơ cấu phanh đĩa ngày càng được sử dụng rộng rãi phổ biến trên xe con và xe du lịch cỡ nhỏ thậm chí nó còn được sử dụng trên xe tải cỡ lớn.
Cơ cấu phanh đĩa được thể hiện như sau:
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa được được lắp với may 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
1.3.3. Phanh dừng (phanh tay).
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 8 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
1.4. Dẫn động phanh
Trên ôtô dẫn động phanh thường là thuỷ lực hoặc khí nén cũng có thể là sự kết hợp giữa khí nén và thuỷ lực.
1.4.1. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm:
Bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh) các ống dẫn, các xi lanh công tác.
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các xy lanh công tác của các cơ cấu phanh để tạo lên lực ép má phanh và trống phanh hoặc đĩa phanh.
a. Dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
* Cấu tạo (hình vẽ)
- Nguyên lí làm việc
Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp (4) một lực sẽ đẩy piston của xilanh chính (2), do đó dầu được ép và áp suất dầu tăng lên trong xilanh và các đường ống dẫn dầu, chất lỏng với áp suất lớn ở các xilanh bánh xe sẽ thắng lực lò xo và tiến hành ép guốc phanh vào với trống phanh.
b. Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
- Cấu tạo (hình vẽ)
- Nguyên lý làm việc :
+ Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (4), sẽ tác dụng đến piston ở xilanh chính (3)làm việc, đẩy dầu vào bộ chia dòng (2), từ bộ chia dòng (2) này sẽ phân chia ra hai đường dầu I và II.
+ Đường dầu I sẽ dẫn động các cơ cấu phanh trước.
+ Đường dầu II sẽ dẫn động các cơ cấu phanh sau.
1.4.2. Dẫn động phanh chính bằng khí nén
- Sơ đồ cấu tạo:
- Nguyên lý hoạt động:
Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh một lực thì tổng van 6 sẽ được mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ống dẫn đến các bầu phanh 5. Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy làm xoay cam của cơ cấu phanh.
1.4.3. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ khí kết hợp
Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực điều khiển trên bàn đạp còn lớn.Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí nén bị nén do chịu áp suất).
Chương 2
KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI THACO
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo xe Forland FD350
Forland FD350 E4 là dòng xe trung cấp của Thaco. Xe ben Forland FD350 E4 có chất lượng ổn định. Thaco Forland FD350 3.5 tấn do tập đoàn FOTON một trong những đơn vị sản xuất xe đứng đầu tại Trung Quốc. Xe ben Forland FD350 3.5 tấn ứng dụng hoàn hảo các công nghệ tiên tiến của nhiều quốc gia dẫn đầu trong lĩnh vực ô tô.
2.2. Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén
Nguyên lý làm việc của hệ thống: Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí 1, đi qua van điều áp 2, qua bộ lọc tách nước 3, qua van an toàn kép 4, tới các bình chứa khí 5 và 6. Van an toàn kép 4 đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh.
Dẫn động phanh trục trước bắt đầu từ bình khí 5 qua khoang dưới của tổng van 8, đi tới các bầu phanh của trục trước 9, 10.
Dẫn động phanh cầu sau bắt đầu từ bình khí 6, qua khoang trên của tổng van 8, đi tới van gia tốc 12, tới các bầu phanh của cụm cầu sau 14, 15.
2.3. Hệ thống phanh trên xe
2.3.1.Cơ cấu phanh:
Ngày nay sử dụng hai cơ cấu phanh là: cơ cấu phanh dạng đĩa và cơ cấu phanh dạng guốc.
Cơ cấu phanh đĩa chỉ sử dụng đối với xe con, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là rất lớn, nếu dùng cho xe tải thì khi phanh mômen phanh sinh ra rất lớn sẽ gây nhanh mòn má phanh
2.3.2. Dẫn động phanh
Ngày nay trên xe tải người ta sử dụng các dẫn động sau: dẫn động thuỷ lực, dẫn động khí nén, dẫn động liên hợp.
Dẫn động thuỷ lực có nhược điểm là không tạo được lực đẩy guốc phanh lớn, cho nên chỉ sử dụng cho các oto cỡ nhỏ.
2.3.3. Phân tích kết cấu
2.3.3.1.Cơ cấu phanh
a. Guốc phanh và má phanh
Guốc phanh và má phanh được lắp trên mâm phanh nhờ hai chốt lệch tâm, lò xo hồi vị luôn kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống. Ngoài ra còn có các cam lệch tâm hoặc chốt điều chỉnh.
c. Tang trống:
Tang trống làm bằng gang được lắp trên moayơ của bánh xe, dùng để tạo bề mặt tiếp xúc với má phanh khi phanh xe.
2.3.3.2. Dẫn động phanh
a. Van phân phối:
Van phân phối dùng để điều khiển các cơ cấu dẫn động hai nhánh của hệ thống phanh chính (phanh chân).
b. Van điều khiển phanh tay:
Van điều khiển phanh tay dùng để điều khiển bình tích năng lò xo của cơ cấu dẫn động hệ thống phanh tay và phanh dự phòng.
e. Van hạn chế áp suất:
Van hạn chế áp suất dùng để giảm áp suất trong các bầu phanh của trục trước ôtô khi phanh với cường độ thấp (nhằm tăng mức độ điều khiển ôtô trên đường trơn), cũng như để xả nhanh không khí ra khỏi bầu phanh khi nhả phanh. Cấu tạo van được trình bày dưới hình vẽ
f. Van gia tốc:
Dùng để rút ngắn thời gian bắt đầu dẫn động của hệ thống phanh dự phòng, do giảm chiều dài nhánh hút khí nén vào bình tích năng lò xo và xả không khí trực tiếp qua van tăng tốc ra ngoài.
g. Van an toàn:
Van an toàn dùng để phòng ngừa cho hệ thống khí nén khỏi bị tăng áp suất quá lớn trong trường hợp tự động điều chỉnh áp suất bị hư hỏng.
Chương 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI THACO
3.1. Các thông số kĩ thuật của xe tham khảo Forland FD350
Thông số kĩ thuật của xe tham khảo Forland FD350 như bảng 3.1.
3.2. Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh
- G: Trọng lượng toàn bộ xe.
- hg: Chiều cao trọng tâm ô tô
- a,b: Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước và cầu sau.
- Pj: Lực quán tính xuất hiện khi phanh
- L: Chiều dài cơ sở.
Momen trên cơ cấu phanh được xác định theo điều kiện đảm bảo bánh xe không bị lết khi phanh.
PPmax = Pφ = φ.G
Phương trình cân bằng momen quanh điểm O2:
∑MO2=L.Z1 – G.b - Pj.hg=0
Theo đề bài ta chọn hg = 1,2 (m)
+ L: chiều dài cơ sở (mm).
+ φ: hệ số bám. Chọn φ = 0.65
+ jmax : gia tốc phanh cực đại (m/s2).
jmax = φ.g = 0,65 . 9,81 = 6.38 (m/s2)
+ rbx: bán kính lăn (mm).
+ λ0 : hệ số kể tới sự biến dạng của lốp. Chọn λ = 0.945.
Momen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh cầu trước: Mpt =596,09Nm
Momen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh cầu sau: Mps=207,47 Nm
3.3. Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh dạng tang trống.
Xác định góc δ và bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh cơ cấu phanh cầu trước:
Giả thiết má phanh phân bố theo quy luật sin, ta có
dN = qmax.sin(β.b.r1).dβ (b: Bề rộng của má phanh)
- Thành phần tiếp tuyến T (phương vuông góc với N).
Giả thiết: dT = µqmax.sin(β.b.r1).dβ
Ta có : dT=µ.dN (với µ là hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống)
3.4. Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh.
a. Cách xây dựng họa đồ:
Dựng hệ trục X-X và Y-Y (Y-Y đi qua tâm O và tâm chốt phanh).
Lực P: do cam sinh ra. Phương, chiều, đã xác định thông qua thông số a = 120 mm.
Lực R: do trống phanh tác dụng lên má phanh. R chia làm 2 thành phần N và T như trên.Điểm đặt của lực R xác định qua lực N dựa vào 2 thông số δ và ρ. Phương N đi qua tâm O, hướng vào tâm. Dựa vào (δt ρt) ta vẽ được các lực P1; R1 và P2; R2. Kéo dài phương của P1 và R1 cắt nhau tại O1, P2 và R2 cắt nhau tại O2.
R1 = R2 = R.
Vẽ họa đồ vectơ lực: (i = 1; 2).
- Trên các đường thẳng song song với phương của R, dựng các đoạn thằng AiBi = R.
- Từ Bi dựng đoạn thẳng song song với Ui.
- Từ Ai dựng đoạn thẳng song song với Pi.
- Từ đây ta có các đa giác lực và xác định được chiều của các lực P, U.
b. Tính toán các lực P, R, U:
Quan sát họa đồ ta thấy, lực Ti là thành phần gây ra momen phanh trên cơ cấu phanh, do đó ta có thể thiết lập mối quan hệ giữa lực R và momen phanh.
Vậy ta có:
U1 = 19,74 . 227,33 = 4260,16(N)
U2 = 18,74 . 99,62 = 1866,88(N)
3.5. 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 cam ép tác dụng vào guốc phanh. Khi thiết kế ta tránh không xảy ra hiện tượng tự xiết này vì nó sẽ gây nguy hiểm khi xe chuyển động trên đường, cơ cấu phanh làm việc giật cục, không êm dịu, lái xe không thể kiểm soát được cường độ phanh theo ý muốn.
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:
δ’ = 6,56 độ ; ρ’= 183 mm ; c = 120 mm
3.6. Xác định chiều rộng má phanh
Ta có áp suất giới hạn trên bề mặt má phanh: [q]= 1,5 ÷ 2,0 (MN/m2).
→ Chọn b = 30 mm.
3.7. Kiểm nghiệm má phanh.
a. Công ma sát riêng L.
Ta tiến hành kiểm tra công ma sát riêng tại vận tốc 60 km/h kể từ lúc bắt đầu phanh tới lúc dừng hẳn.
Vậy L = 648,15 (J/cm2) < [L] =1000 (J/cm2).
Kết luận: Kích thước má phanh đã chọn đảm bảo công ma sát riêng.
b. Áp suất trên bề mặt ma sát q.
Kết luận: Với má phanh đã chọn thì áp suất riêng trên bề mặt ma sát của guốc phanh trước nằm trong giới hạn cho phép.
3.8. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh
Khi phanh, động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng.Một phần năng lượng nhiệt này làm nóng các cơ cấu, một phần tỏa ra môi trường xung quanh.
Trên thực tế tổng khối lượng của các chi tiết bị nung nóng gồm 4 tang trống phanh trước và sau là lớn hơn 35,29 (kg) do vậy với cơ cấu phanh đã chọn đảm bảo sự thoát nhiệt theo yêu cầu.
3.9. Tính bền một số chi tiết trong hệ thống
3.9.1. Tính bền trống phanh.
Dựa vào trạng thái chịu lực của trống phanh trong quá trình phanh ta thấy trống phanh làm việc gần giống như một ống có thành dày chịu áp suất bên trong. Trong quá trình tính toán ta giả thiết rằng áp suất phân bố trên bề mặt trống phanh là không đổi, đồng thời ta đưa thêm vào hệ số an toàn là n = 1,5 trong khi tính toán bền cho trống phanh.
Kết luận: Trống phanh đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
3.10. Thiết kế, tính toán hệ thống điều khiển dẫn động phanh .
Thiết kế tính toán bầu phanh trước:
Bầu phanh thường có dạng màng hoặc pittông, áp suất tác dụng lên màng pittông được dịch chuyển thành lực trên ti đẩy tác dụng lên thanh dẫn động trục cam như thể hiện trên sơ đồ tính toán hình 3.1.
- Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q1.L.hT = (P1/ + P2/).h/2 (*)
Từ hoạ đồ lực phanh ta có:
P1/ = 1561,79 N.
P2/ = 3880,49 N.
- Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA / K
Với: K : hệ số dự trữ năng lượng, lấy K = 0,8
Vậy: FB = 1451 / 0,8 = 1813 mm2.
3.11 .Tính toán van điều khiển.
3.11.1. Sơ đồ tính toán
3.11.2. Tính toán buồng trên
Lực tác dụng lên piston 2 là lực của người lái xe tác dụng lên bàn đạp Qbđ thông qua hệ thống dẫn động cơ khí.
P = Qbđ .ibđ .h
Mặt khác ta có:
P = Pj .S2 + Plx1 + Plx2
P = Pj .S2 + C1d1 + C2d2
Vậy lực tác dụng lên Piston 2 là:
P = 0,7.106.33,5.10-4 + 500 +300 = 3145 N.
Kết luận: Các kích thước của buồng trên đảm bảo giá trị lực bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép.
3.11.3. Tính toán buồng dưới
Kết cấu của Piston 1:
Piston 1 được điều khiển bằng khí nén lấy từ khoang trên.
Ta có phương trình cân bằng lực:
Pj .S1t = Pj .S1d + Plx3 + Plx4 (*)
Theo xe tham khảo chọn:
Plx3 = Plx1 = 500 N.
Plx4 = Plx2 = 300 N.
Từ Piston 2 ta xác định được kích thước sau của Piston 1
D1t = 0,12(m), d =0,025 (m)
3.12. Thiết kế tính toán van chấp hành
* Các chế độ làm việc và nguyên lý hoạt động của van chấp hành:
- Phanh bình thường:
Trong đó:
+ Cửa A1 nối với bình chứa khí
+ Cửa A2 nối với tổng van
+ Cửa B nối với bầu phanh
+ Cửa C thông với khí trời
3.13. Kết cấu van chấp hành
- Cụm van chống trượt lết:
- Cụm van chống trượt quay:
3.15. Tính toán lực từ cuộn dây trong van chấp hành .
Để đảm bảo tần số đóng mở của van trong thời gian ngắn nhất là 1/21 s với quãng dịch chuyển của van là 1,5 mm.
Vận tốc trung bình đạt được là : vv=1,5.21=31,5 mm/s
Gia tốc trung bình đạt được là : a=vv/t=31,5.21=661,5 mm/s2 = 0,66 m/s2; a=0,66 m/s2
Đường kính dây quấn :
Tính cả khe hở không khí thì đường kính dây được tính là : ddq= 0,7+0,05=0,75 (mm)
Chương 4
QUÁ TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH
4.1. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa
Hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa như bảng 4.1.
4.2. Chẩn đoán xe
4.2.1. 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.
4.2.3. 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.
4.3. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa
4.3.1. Quy trình tháo lắp
a. Quy trình tháo.
* Bước 1 : Tháo lốp xe bằng cách tháo bulong liên kết giữa bánh xe và trống phanh.
Khi tháo lốp trước kéo phanh tay và chèn các lốp sau bằng vật chặn bánh xe.Ngoài ra khi cần tháo lốp sau,chèn chặt lốp bên trái và phải đằng trước lái với các vật chặn bánh xe.Chú ý chiều loại đai ốc để xác định đúng chiều vặn chặt hay tháo lỏng.
* Bước 3: Tháo lò xo phản hồi của bánh trước,bánh sau dùng dụng cụ chuyên dụng Móc, dụng cụ kéo lò xo lại.
* Bước 4 : Tháo guốc phanh ra thay thế hoặc bảo dưỡng lại.
b. Quy trình lắp.
Quy trình lắp ngược lại so với quy trình tháo.
* Kiểm tra sự mài mòn của má phanh.
Kiểm tra theo định kì sự mài mòn của má phanh và khe hở giữa má phanh và tang trống tùy thuộc vào điều kiện sử dụng.
* Quy trình xả Air trong hệ thống phanh:
Nếu trong đường ống dầu có không khí ,thì hệ thống sẽ bị trục trặc và cần phải xả không khí mỗi khi dầu trong bình chứa xuống quá thấp hoặc ống dầu đã được tháo ra.Việc xả không khí trong hệ thống cần sự kết hợp của 2 người:
+ Kéo phanh tay khi xả không khí.
+ Nổ máy khi xả không khí để tránh làm hỏng phớt ty đẩy ,cần đỗ xe nơi thoáng khí.
+ Đổ dầu tới mức quy định khi xả khí.
4.3.2. Bảo dưỡng sửa chữa
Bảo dưỡng sửa chữa như bảng 4.2.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sau khi được giao đề tài tốt nghiệp là: “ Tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén trên xe tải 3,5 tấn” . Em đã bắt tay ngay vào công việc tính toán thiết kế.Được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của Thầy giáo: TS…………… cùng các thầy giáo trong bộ môn cơ khí, em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.
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 còn nhiều 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 đồ án tốt nghiệp của em còn nhiều hạn chế. 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. Qua đồ án tốt nghiệp này đã giúp em một lần nữa làm quen về thiết kế tính toán trên ôtô,giúp em hiểu sâu hơn về hệ thống phanh và nguyên lí hoạt động của các bộ phận trong hệ thống. Ngoài ra qua đề tài này con giúp em tăng khả năng nghiên cứu và đọc tài liệu...
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo: TS…………… cùng toàn thể các thầy giáo trong bộ môn cơ khí TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo
Dương Đình Khuyến (1995).
[2]. Thiết kế tính toán ô tô
PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan (2007)
[3]. Lý thuyết ô tô máy kéo
Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái,
Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998).
[4]. Bài tập sức bền vật liệu
Nguyễn Văn Vượng, Bùi Trọng Lựu (2004).
[5]. Dung sai và đo lường cơ khí
An Hiệp - Trần Vĩnh Hưng (1999).
[6]. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
Trịnh Chất - Lê Văn Uyển (2000).
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"