MỤC LỤC

MỤC LỤC.…1    

LỜI NÓI ĐẦU.. 3

CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 4

1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống phanh. 4

1.2. Phân tích kết cấu chung của hệ thống phanh. 7

1.3. Phân tích kết cấu cơ cấu phanh. 11

1.4. Chọn phương án thiết kế. 23

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH.. 26

2.1. Mục đích và nhiệm vụ tính toán. 26

2.2. Xác định mô men phanh cần sinh ra ở cơ cấu phanh. 26

2.3. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh. 29

2.4. Tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh. 37

2.5. Thiết kế chi tiết guốc phanh của cơ cấu phanh cầu trước. 44

CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH.. 46

3.1. Cơ sở tính toán thiết kế. 46

3.2. Yêu cầu. 46

3.3. Tính toán thiết kế dẫn động phanh. 46

CHƯƠNG 4. MỘT SỐ CHÚ Ý TRONG KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH.. 52

4.1. Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp phanh. 53

4.2. Kiểm tra độ kín khít của hệ thống. 54

4.3. Không để dầu mỡ văng vào bề mặt ma sát của cơ cấu phanh. 54

4.4. Khi xe xuống dốc không được tắt máy. 54

4.5. Thường xuyên kiểm tra mức dầu. 55

4.6. Khi xe chuyển động lên xuống dốc. 56

4.7. Cơ cấu phanh bị ướt 56

4.8. Khi khả năng bám giảm.. 57

4.9. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục. 57

KẾT LUẬN.. 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 61

PHỤ LỤC.. 62

CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN.. 62

1. Chương trình tính toán thiết kế cơ cấu phanh. 62

2. Chương trình tính toán thiết kế dẫn động phanh. 71

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, ô tô chiếm một vị trí quan trọng trong ngành kinh tế quốc dân. Ô tô là phương tiện vận chuyển hàng hoá, hành khách phổ biến ở các nước trên khắp thế giới. Ở Việt Nam, ngành công nghiệp ô tô đang phát triển mạnh. Nhu cầu giao thông bằng ô tô ngày càng tăng. Do vậy, sản xuất ô tô đang được Đảng, Nhà nước quan tâm và tạo điều kiện phát triển. Đồ án tốt nghiệp là một trong những cơ sở để đánh giá khả năng tiếp thu kiến thức chuyên ngành của học viên. Đồng thời là bước tập dượt cho công tác nghiên cứu sau này. Do vậy, thực hiện đồ án tốt nghiệp là công việc có ý nghĩa to lớn đối với người kỹ sư tương lai.

Hệ thống phanh là một hệ thống rất quan trọng trên ô tô. Bởi nó đảm bảo sự an toàn cho người và hàng hóa. Đồng thời, nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của xe. Chính vì vậy, em đã được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ thống phanh cho xe vận tải quân sự hạng trung”.

Nội dung của đồ án tốt nghiệp bao gồm:

+ Chương 1: Phân tích chọn phương án thiết kế

+ Chương 2: Tính toán thiết kế cơ cấu phanh

+ Chương 3: Tính toán thiết kế dẫn động phanh

+ Chương 4: Một số chú ý trong khai thác hệ thống phanh

Em xin cảm ơn thầy giáo TS ……………, các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự cùng toàn thể các bạn trong lớp đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án.

                                                                                                             Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                     Học viên thực hiện

                                                                                                    ……………..

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống phanh

1.1.1. Công dụng

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 đảm bảo giữ cố định xe trong thời gian dừng xe.

1.1.2. Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau :

- Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. Muốn có quãng đường phanh ngắn nhất cần đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại.

- Phanh êm dịu trong bất kỳ trường hợp nào để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh.

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.

- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe.

1.1.3. Phân loại

Hiện nay trên các ô tô hiện đại thường được áp dụng 4 hệ thống phanh có kết cấu phức tạp, nhưng khác nhau về chức năng và thường sử dụng chung các phần tử. Tập hợp các thiết bị dùng để thực hiện quá trình phanh xe được gọi là hệ thống phanh. 

- Hệ thống phanh công tác: Dùng để điều chỉnh tốc độ chuyển động của ô tô trong điều kiện chuyển động bất kỳ.

- Hệ thống phanh dự trữ: Dùng để dừng xe trong trường hợp hư hỏng hệ thống phanh công tác.

- Hệ thống phanh dừng: Dùng để giữ cố định xe trên đường khi dừng xe trong thời gian tuỳ ý.

1.2. Phân tích kết cấu chung của hệ thống phanh

1.2.1. Hệ thống phanh thuỷ lực

a. Sơ đồ cấu tạo:

Hệ thống phanh thủy lực được thể hiện ở hình 1.2 dưới đây.

b. Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng vào bàn đạp phanh 1 một lực đủ lớn, thì thông qua hệ thống đòn sẽ đẩy pít tông xi lanh chính 2 dịch chuyển sang phải. Do đó, dầu trong hệ thống phanh sẽ bị ép và sinh ra áp suất cao trong xi lanh chính 2 và trong đường ống dẫn 3. Dầu với áp suất cao trong hệ thống sẽ tác dụng lên bề mặt của hai pít tông ở xi lanh công tác 4. 

1.2.2. Hệ thống phanh khí nén

a. Sơ đồ cấu tạo:

Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh khí nén được thể hiện trên hình 1.3.

b. Nguyên lý làm việc:

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 7, bàn đạp sẽ dẫn động đòn van phân phối 4 làm cho khí nén có áp suất cao từ bình chứa 3 qua van phân phối theo đường ống dẫn đến các bầu phanh 5 và 6. 

1.2.3. Hệ thống phanh liên hợp

Hệ thống phanh liên hợp thường là sự kết hợp giữa hệ thống phanh thuỷ lực và hệ thống phanh khí nén. Đó là sự kết hợp những ưu điểm, khắc phục những nhược điểm của cả hai hệ thống phanh thủy lực và khí nén.

a. Sơ đồ cấu tạo:

Hệ thống phanh liên hợp (thủy lực – khí nén) được thể hiện trên hình 1.4.

b. Nguyên lý làm việc:

Máy nén khí 1 bơm khí nén qua bình lọc 2 sẽ cung cấp khí nén đến bình chứa 3. Khi tác dụng lực lên bàn đạp phanh 9, van sẽ mở để khí nén từ bình chứa 3 đến xi lanh lực sinh lực ép trên pít tông của xi lanh chính 4, dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua đường ống dẫn 5 đến các xi lanh công tác 6 do đó sẽ dẫn động các guốc phanh 7 và thực hiện quá trình phanh.

1.3. Phân tích kết cấu cơ cấu phanh

Hiện nay trên ô tô thường sử dụng hai loại cơ cấu phanh là cơ cấu phanh guốc và cơ cấu phanh đĩa. Cơ cấu phanh guốc được sử dụng cho hầu hết các loại xe, còn cơ cấu phanh đĩa được sử dụng phổ biến ở cầu trước các loại xe du lịch. Ngoài ra ở một số xe du lịch còn sử dụng cơ cấu phanh đĩa cho cả cầu trước và sau, như: Mercedes S500 …

1.3.1. Cơ cấu phanh có chốt tựa cùng phía và lực đẩy lên các guốc bằng nhau

Đặc điểm của của cơ cấu này là có lực tác dụng lên guốc phanh bằng nhau P₁ = P₂ do đường kính pít tông xi lanh công tác như nhau. Nhưng mô men ma sát của guốc phanh trước lớn hơn guốc phanh sau. Do mô men ma sát ở trên guốc phanh trước (do phản lực tiếp tuyến Y₁ gây ra) có xu hướng cường hoá cho lực dẫn động, còn mô men ma sát ở guốc phanh sau (do phản lực tiếp tuyến Y₂ gây ra) có xu hướng chống lại lực dẫn động.

1.3.2. Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía và lực tác dụng lên guốc phanh bằng nhau

Đặc điểm của cơ cấu này là có hai xi lanh phanh bánh xe đặt riêng rẽ cho từng guốc và chốt tựa riêng rẽ được bố trí khác phía. Các phản lực pháp tuyến, tiếp tuyến và mô men ma sát ở các guốc phanh là bằng nhau.

X₁ = X₂

Y₁ = Y₂

M_ms1 = M_ms2

1.3.3. Cơ cấu phanh có chốt tựa một phía và chuyển dịch của các guốc bằng nhau

Đặc điểm của cơ cấu phanh theo sơ đồ này là thuờng áp dụng cho hệ thống phanh khí nén với cơ cấu doãng má phanh sử dụng cam phanh đối xứng. Khi cam quay thì chuyển dịch của hai guốc về hai phía là như nhau, do vậy mà đảm bảo giá trị của phản lực tiếp tuyến và lực ma sát như nhau đối với cả guốc trước và guốc sau, vì thế cơ cấu phanh được cân bằng. Lực đẩy từ cam phanh tác dụng lên guốc được nhận là khác nhau: P₁>P₂.

1.3.5. Cơ cấu phanh đĩa

a. Đặc điểm cấu tạo:

Đĩa phanh: Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc mài phẳng trên đĩa phanh có các rãnh xuyên tâm để tạo thành bề mặt có các lỗ thoát nhiệt và được

đặt sát ổ bi mayơ.

Tấm ma sát: Có dạng phẳng được chế tạo từ tấm ma sát. Tấm ma sát được lắp hai bên má phanh nhờ giá có rãnh hướng tâm và định vị bằng các mãnh hãm.

b. Nguyên lý hoạt động :

Cơ cấu phanh đĩa xe con có giá đặt xi lanh di động bố trí một xi lanh, giá xi lanh di động trên các trục nhỏ dẫn hướng. Khi phanh xi lanh đẩy pít tông cùng má phanh ép má phanh vào đĩa phanh, sau đó đẩy giá của xi lanh trượt trên trục dẫn hướng để ép nốt má phanh bên kia vào đĩa phanh.

c. Ưu điểm :

Cơ cấu phanh đĩa cho phép mô men phanh (ma sát) ổn định khi hệ số ma sát thay đổi hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống. Điều này giúp cho các bánh xe bị phanh làm việc ổn định hơn, nhất là ở tốc độ cao.

d. Nhược điểm:

Tuy nhiên phanh đĩa khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh không che chắn kín hoàn toàn. Đồng thời khi phanh gấp gây rung giật xe.

1.4. Chọn phương án thiết kế

Như vậy phải căn cứ vào các giá trị tính toán được như: mô men phanh cần thiết cơ cấu phanh phải sinh ra, lực phanh cần thiết, loại xe, tải trọng phân bố lên các cầu cũng như khả năng của từng loại mà người thiết kế cần có sự chọn lựa một cách hợp lí.

Bên cạnh đó khả năng lắp lẫn giữa các chi tiết, kết cấu đơn giản, giá cả thấp cũng là các căn cứ để chọn các thông số cơ cấu phanh.

Trước hết, đối với cơ cấu phanh xe vận tải chỉ nên dùng cơ cấu phanh guốc, ít khi dùng cơ cấu phanh đĩa.

1.4.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh theo phương án thiết kế

Phương án thiết kế được thể hiện ở hình 1.16.

1.4.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh

Khi người lái chưa tác dụng lực lên bàn đạp phanh, khoang A và B của bầu trợ lực thông với nhau. Van khí trời đóng, áp suất trong hệ thống phanh lúc này có giá trị vào khoảng 0,03 … 0,035 MPa.

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH

2.1. Mục đích và nhiệm vụ tính toán

2.1.1. Mục đích

Mục đích của tính toán thiết kế cơ cấu phanh là xác định các thông số kích thước và thông số cơ bản của cơ cấu phanh nhằm thoả mãn các yêu cầu về hiệu quả phanh ô tô.

2.1.2. Nhiệm vụ tính toán thiết kế

- Xác định mô men phanh cần sinh ra ở các cơ cấu phanh.

- Chọn dạng cơ cấu phanh và các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh như:

+ Bán kính tang phanh (R_t).

+ Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến xi lanh (a). 

+ Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh tới chốt tựa hoặc thanh nối (c).

+ Hệ số ma sát (μ).

+ Chiều rộng tấm ma sát (b) …

- Xác định lực đẩy cần thiết tác dụng lên các guốc phanh (P, P’).

- Tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh.

2.1.3. Thông số ban đầu dùng tính toán thiết kế cơ cấu phanh

- Trọng lượng toàn bộ ô tô :                        G   = 58000           (kG)

- Trọng lượng phân bố lên các cầu:

+ Cầu trước:                                  G₁ = 27300           (kG)

+ Cầu sau:                                     G₂ = 30700 (kG)

- Chiều cao trọng tâm xe:                            hg = 1250    (mm)                                           

- Chiều dài cơ sở ô tô:                                   L = 3300     (mm)

- Hệ số bám giữa bánh xe và đường :           j  = 0,76

2.2. Xác định mô men phanh cần sinh ra ở cơ cấu phanh

Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Từ hình vẽ trên ta có:

a = 1,7467 (mm)   ;  b = 1,5533 (mm)

Lực phanh cực đại có thể tác dụng lên một bánh xe ở các cầu là:

* Đối với cầu trước: 15276,4 (N)

* Đối với cầu sau:  6473,6 (N)

Do bánh xe sử dụng lốp áp suất thấp nên ta có:

l_l = 0,93 … 0,935. Ta chọn: l_l = 0,93

Từ kí hiệu lốp 12.00 – 18 ta có:

+ Đường kính trong lốp:   d = 0,4572 (m)

+ Chiều rộng lốp:   B = 0,3048 (m)

Ta có bán kính bánh xe thiết kế: r = 0,533 (m)

Do ô tô có cơ cấu phanh của hệ thống phanh công tác đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe nên mô men phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh của một bánh xe ở các cầu là:

* Đối với bánh xe cầu trước: M_p1= 15276,4.0,496 = 7578,1(Nm)

* Đối với bánh xe cầu sau: M_p2=  6473,6.0,496 = 3211,3 (Nm)

2.3. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh

2.3.1. Cơ cấu phanh cầu trước

a. Chọn thông số hình học của cơ cấu phanh

Bán kính tang phanh:                   R_t = 190 (mm)

Chiều rộng má phanh:                  b  = 80(mm)

Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến xi lanh phanh: a = 0,8.R_t = 0,8.190 = 152 (mm)

Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt tựa: c = a =  152  (mm)

Khoảng cách từ chốt tựa đến tang phanh:

e = 0,85.R_t = 0,85.190 = 161,5(mm)

* Guốc trước:

+ Góc từ trục đứng đến điểm đầu tấm ma sát:  b₁=30⁰

+ Góc từ trục đứng đến điểm cuối tấm ma sát : b₂=150⁰

* Guốc sau:

+ Góc từ trục đứng đến điểm đầu tấm ma sát : b₁ =30⁰

+ Góc từ trục đứng đến điểm cuối tấm ma sát:  b₂ =150⁰  

b. Xác định mô men phanh do mỗi guốc phanh sinh ra

* Trường hợp áp suất phân bố đều lên má phanh p = const:

Góc ôm của má phanh:

D = b₀

Thay M_τ, k_T, a, c và cosy vào công thức (2.3) ta được: P1 =P2 = 13229,1(N)

Mô men phanh do guốc trước của cơ cấu phanh bánh trước sinh ra được tính theo công thức (I.17) trang 25, [3] như sau: M_pl = 6079,9(Nm)

* Trường hợp áp suất phân bố lên má phanh theo quy luật đường sin (p = p_max.sinβ)

Góc ôm của má phanh D:

D = cosβ₁ - cosβ₂ = 1,7321 (rad)

Mô men phanh do guốc sau của cơ cấu phanh bánh sinh ra là: M^'pl = 1390,1(Nm)

2.3.2. Cơ cấu phanh cầu sau

a. Chọn thông số hình học của cơ cấu phanh

Bán kính tang phanh:       R_t = 190 (mm)

Chiều rộng má phanh :       b_t  = 80 (mm)

Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến xi lanh phanh:

a = 0,8.R_t = 0,8.190 = 152 (mm)

Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt tựa: c = a = 152  (mm)

Khoảng cách từ chốt tựa đến tang phanh:

e = 0,85.R_t  =  0,85.190 = 161,5  (mm)

* Guốc trước:

+ Góc từ trục đứng đến điểm đầu tấm ma sát b₁ = 45⁰

+ Góc từ trục đứng đến điểm cuối tấm ma sát b₂ = 150⁰

* Guốc sau:

+ Góc từ trục đứng đến điểm đầu tấm ma sát b₁  = 45⁰

+ Góc từ trục đứng đến điểm cuối tấm ma sát b₂ = 150⁰

b. Xác định mô men phanh do mỗi guốc phanh sinh ra

* Trường hợp áp suất phân bố đều lên bề mặt má phanh (p = const):

Hệ số k_T được xác định như sau: k_T  = 1,6195

* Trường hợp áp suất phân bố lên má phanh theo quy luật đường sin (p = p_max.sinβ)

Góc ôm của má phanh D:

D =cosβ₁ – cosβ₂ = cos45⁰ – cos150⁰ = 1,5731   (rad)

2.4. Tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh

2.4.1. Tính toán xác định công ma sát riêng

Công ma sát riêng được xác định trên cơ sở các má phanh thu toàn bộ động  năng của ô tô khi phanh ở vận tốc ban đầu.

Ta có:

G: là trọng lượng toàn bộ ô tô khi đủ tải (KN);

V₀: là vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh. Chọn V₀ = 60 km/h = 16,667 (m/s);

g: là gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s²);

F_Σ: là tổng diện tích toàn bộ các má phanh của các cơ cấu phanh (m²).               

F_Σ = F_{ccp trước} + F_{ccp sau}

Vậy ta có tổng diện tích má phanh ở các cơ cấu phanh là: F_Σ  = 0,239 (m²)

Thay số vào công thức (2.4) ta được: l_ms  = 3439  (KNm/m²)

Theo [3], trị số công ma sát riêng cho phép đối với cơ cấu phanh của xe tải là: [l_ms] = 3000 … 7000 (KNm/m²).

2.4.2. Tính toán xác định áp suất trên bề mặt má phanh

Ta có:

M_τ: mô men sinh ra ở một cơ cấu  phanh;

μ: hệ số ma sát;

β₀: góc của ôm má phanh;

b_t: chiều rộng má phanh;

R_t: bán kính tang phanh.

* Đối với cầu trước:                              

Thay M_τ­_t, R_t, b_t, μ và β_{0_t} vào công thức (2.5) ta được: p₁ = 3,1 (MN/m²)

* Đối với cầu sau:

Thay M_τ­_s, R_t, b_t, μ và β_{0_s} vào công thức (2.5) ta được:  p₂  = 1,5 (MN/m²)

Áp suất cho phép trên bề mặt má phanh phụ thuộc vào nguyên liệu chế tạo má phanh và tang phanh. Đối với các má phanh hiện nay giá trị áp suất cho phép trên bề mặt má phanh nằm trong khoảng: [p] = 1,5 …2,0 (MN/m²)

Nhận thấy p­₁ > [p], nhưng trường hợp này ít xảy ra, thường xuất hiện khi phanh đột ngột nên có thể chấp nhận được, còn p₂ nằm trong khoảng cho phép nên má phanh đảm bảo độ bền trong quá trình làm việc.

2.4.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh

Trong quá trình phanh, động năng của ô tô sẽ chuyển thành nhiệt năng ở trong tang phanh và các chi tiết khác, một phần nhiệt thoát ra môi trường không khí. 

Ta có:

C: nhiệt dung riêng của vật liệu làm tang phanh. Chọn C = 0,125 (Kcal/ Kg.độ);

dT: độ tăng nhiệt độ của tang phanh sau thời gian dt (⁰C);

T: hiệu nhiệt độ giữa tang phanh và không khí (⁰C);

F_t: diện tích bề mặt làm mát của tang phanh (m²);

K₀: hệ số truyền nhiệt giữa tang phanh và không khí (W/m².1⁰K );

Z: số bánh xe có cơ cấu phanh;

V: vận tốc vòng của tang phanh (m/s).

Giả sử ta phanh xe ở điều kiện:

+ Nhiệt độ môi trường T₁ = 30                                 (⁰C)

+ Với vận tốc bắt đầu phanh xe V = 60 (km/h) = 16,667 (m/s)

Thay số vào công thức (2.7) ta được: AT =  6,4  (⁰C)

Theo kết quả thực nghiệm thì khi phanh xe ở điều kiện như trên thì độ tăng nhiệt độ của tang phanh không vượt quá 15⁰C. Như vậy theo kết quả tính toán trên thì cơ cấu phanh đảm bảo điều kiện làm việc khi phanh.

2.4.5. Kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh

Hiện tượng tự xiết (tự phanh) xảy ra khi má phanh ép sát vào tang phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động của lực đẩy P của xi lanh công tác lên guốc phanh. Trong trường hợp như vậy thì mô men phanh M_t về phương diện lý thuyết mà nói sẽ tiến đến vô cùng. 

a. Cơ cấu phanh cầu trước

* Trường hợp p = const:

Ta nhận thấy:  μ_TT  > μ = 0,35.

Vậy cơ cấu phanh trước không có hiện tượng tự xiết xảy ra khi phanh.

* Trường hợp p = p_max.sinβ:

Ta nhận thấy: μ_TT  > μ = 0,35.

Vậy cơ cấu phanh trước không có hiện tượng tự xiết xảy ra khi phanh.

b. Cơ cấu phanh cầu sau

* Trường hợp p= const:

Ta nhận thấy:  μ_TT  > μ = 0,35.

Vậy cơ cấu phanh trước không có hiện tượng tự xiết xảy ra khi phanh.

* Trường hợp p = p_max.sinβ:

Ta nhận thấy:        μ_TT  > μ = 0,35.

Vậy cơ cấu phanh trước không có hiện tượng tự xiết xảy ra khi phanh. 

2.5. Thiết kế chi tiết guốc phanh của cơ cấu phanh cầu trước

Guốc phanh được chế tạo theo phương pháp dập hàn và làm bằng thép. Tiết diện ngang của guốc làm theo hình chữ T để tăng độ cứng vững. Trên guốc phanh gia công 14 lỗ có đường kính 4 mm (theo phương pháp dập) để ghép tấm ma sát (má phanh) lên guốc bằng các đinh tán. Các đinh tán được làm bằng hợp kim nhôm. Tấm ma sát phải có hệ số ma sát lớn, có khả năng chịu nhiệt và chống mòn cao, được chế tạo bằng vật liệu át bét, theo phương pháp đúc. Bề mặt tấm ma sát được gia công với độ nhám cấp 7. 

Trình tự gia công chi tiết được tiến hành như sau:

* Đối với xương guốc phanh

- Dập định hình phần thân xương guốc hình chữ T.

- Khoan lỗ R12.

- Khoan lỗ R8.

- Khoan 14 lỗ Ø6.

- Mài các cạnh sắc.

- Hàn phần đầu xương guốc vào phần thân xương guốc hình chữ T.

* Đối với tấm ma sát (má phanh)

Sử dụng phôi đúc.

- Phay hai mặt bên.

- Khoan 14 lỗ Ø6.

- Khoan 14 lỗ Ø10.

- Vát mép hai đầu.

- Mài bề mặt đạt độ nhám cấp 7.

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH

3.1. Cơ sở tính toán thiết kế

Dựa trên cơ sở xác định được mô men phanh cần sinh ra mà các cơ cấu phanh phải đảm bảo, ta xác định được lực đẩy cần thiết lên guốc phanh. Từ đó làm cơ sở để tính toán thiết kế cơ cấu phanh.

3.2. Yêu cầu

Khi thiết kế dẫn động phanh thì ta phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Đảm bảo lực đẩy cần thiết tác dụng lên guốc phanh của tất cả các cơ cấu phanh.

- Đảm bảo có tác động tuỳ động, nghĩa là bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và mô men phanh tác dụng lên bánh xe.

- Thời gian chậm tác dụng là nhỏ.

3.3. Tính toán thiết kế dẫn động phanh

3.3.1.  Xác định đường kính xi lanh công tác

Ta có:

P: lực đẩy cần thiết lên các guốc phanh (KN);

p_0max: áp suất cực đại cho phép trong hệ thống phanh (KN/m²); p_0max = 5000 ÷ 8000 (KN/m²).

* Xi lanh công tác của cơ cấu phanh cầu trước:

Thay số vào công thức (3.1) được: d₁ = 0,0493 m

* Xi lanh công tác của cơ cấu phanh cầu sau:

Thay số vào công thức (3.1) được: d₂ = 0,0321 m

3.3.2. Thiết kế dẫn động phanh

a. Xác định phương án thiết kế

Ta chọn phương án dẫn động phanh thuỷ lực có trợ lực chân không. Vì muốn  giảm nhẹ sức lao động (lực đạp phanh) cho người lái xe khi phanh.

Kết cấu của bộ trợ lực chân không bao gồm hai phần tử cơ bản đó là:

+ Bầu trợ lực hoặc xi lanh lực.

+ Cơ cấu tuỳ động.

b. Tính toán thiết kế

* Đường kính xi lanh chính

Ta có"

P_bđ: lực cho phép cực đại tác dụng lên bàn đạp (N);

η: hiệu suất truyền động thuỷ lực. η = 0,92;

i_bđ: tỷ số truyền của bàn đạp phanh;

d₁: đường kính xi lanh chính sơ cấp (m);

p₁: áp suất dầu trong xi lanh sơ cấp (KN/m²).

Chọn:

P_{bđ max} = 480 (N);

i_bđ = 4;

p₁ = 2000 (KN/m²).

Thay số vào công thức (3.2) ta được: d1 = 0,0335 m

* Đường kính xi lanh thuỷ lực (xi lanh thứ cấp)

Khảo sát sự cân bằng màng của bầu trợ lực ta có phương trình:

p_0max.F₀ = Δp.F_m + p_1max.F₀          

p_0max.F₀ = Δp.F_m + p_1max.(F₀ - F_c) 

Vậy đường kính xi lanh thuỷ lực là: d₀ = 0,0188m

Hành trình lớn nhất của cần đẩy bầu trợ lực (S₀):

S_bđ: hành trình lớn nhất của bàn đạp (S_bđ = 150 ÷ 170 mm)

Thay số vào (3.4) ta được:  S₀ = 119,57 m

c. Hành trình bàn đạp phanh

* Cầu trước:

Thay số vào (3.5) ta có: x1 = 4,6 (mm)

* Cầu sau:

Thay số vào (3.5) ta có: x2 = 4,6 (mm)

Hành trình bàn đạp phanh:

Ta có:

d₁, d₂: đường kính xi lanh công tác ở cầu trước và cầu sau (mm);

x₁, x₂: hành trình dịch chuyển của pít tông xi lanh công tác (mm);

D: đường kính xialnh chính (mm);

Thay số vào (3.6) ta có: H = 125 (mm)

CHƯƠNG 4

MỘT SỐ CHÚ Ý TRONG KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH

4.1. Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp phanh

Hành trình tự do là hành trình để triệt tiêu các khe hở, độ rơ trong hệ thống phanh kể từ khi bắt đầu đạp bàn đạp phanh đến khi má phanh áp sát vào tang trống (đĩa phanh) để thực hiện quá trình phanh. Đối với phanh dẫn động thuỷ lực, hành trình tự do bàn đạp phanh tương ứng với khe hở giữa cần đẩy pít tông và pít tông (khoảng 1,5 ¸ 2,5 mm), khe hở giữa má phanh và tang trống, sự rơ rão của hệ thống.

Hành trình tự do lớn làm giảm hiệu quả phanh, tăng thời gian phanh. Trong quá trình làm việc hành trình tự do ngày càng tăng.

4.1.1. Cách kiểm tra

- Kiểm tra hành trình tự do của bàn đạp phanh bằng thước đo chuyên dùng đặt vuông góc với sàn xe và song song với trục của bàn đạp phanh. Dùng tay ấn bàn đạp xuống đến khi cảm thấy nặng thì dừng lại, đọc trị số dịch chuyển của bàn đạp trên thước. So sánh trị số đo được với trị số tiêu chuẩn, nếu không đúng ta phải tiến hành điều chỉnh.

- Kiểm tra khe hở giữa má phanh và tang trống: đo ở phía trên và phía dưới (cách đầu mút khoảng 15 ¸ 20 mm) của má phanh với tang trống nhờ căn lá. Đối với phanh dầu khe hở này trong khoảng 0,2 ¸ 0,25 mm (khe hở phía trên); 0,12 mm (khe hở phía dưới).

4.1.2. Cách điều chỉnh

- Khắc phục hết sự rơ rão của hệ thống dẫn động.

- Điều chỉnh độ dài của cần đẩy pít tông: bằng cách vặn đai ốc điều chỉnh ở thân cần đẩy.

- Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống.

4.2. Kiểm tra độ kín khít của hệ thống

Hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực, nếu bị rò rỉ dầu sẽ gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của hệ thống phanh, có thể dẫn đến hệ thống phanh bị mất tác dụng. Có những nguyên nhân như sau:

- Thủng, vỡ, nứt đường ống.

- Hỏng các phớt dầu.

- Các chỗ nối bị hở.

4.4. Khi xe xuống dốc không được tắt máy

Khi xuống dốc phải để cho động cơ hoạt động để tạo ra độ chân không cho trợ lực phanh, nếu không trợ lực sẽ không làm việc được, làm cho việc điều khiển xe nặng nề, dễ gây ra tai nạn.

4.5. Thường xuyên kiểm tra mức dầu

Kiểm tra mức dầu bằng cách đo khoảng cách từ mặt thoáng của dầu đến mặt đệm của nắp bầu chứa, khoảng cách này trong khoảng 15 ¸ 20 mm. Nếu thiếu dầu phải bổ sung cùng chủng loại, cùng nhãn mác. Nếu không có thì thay loại tương đương.

4.6. Khi xe chuyển động lên xuống dốc

 Trước khi cho xe chuyển động lên hoặc xuống dốc dài nhất thiết phải dừng xe để kiểm tra tình trạng kỹ thuật của hệ thống phanh:

- Toàn bộ hệ thống phanh phải sạch sẽ, đảm bảo độ kín, không bị chảy dầu.

- Phanh phải có hiệu lực và hiệu lực đều ở tất cả các bánh xe, không có hiện tượng bó phanh.

Hành trình tự do của bàn đạp phanh phải đảm bảo đúng tiêu chuẩn quy định:

- Điều khiển nhẹ nhàng, linh hoạt, độ tin cậy cao, phanh nhạy (thời gian chậm tác dụng ngắn).

- Dầu phanh đảm bảo đủ số lượng, chất lượng tốt.

- Hiệu quả phanh tốt.

4.9. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục

Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục như bảng 3.1.

KẾT LUẬN

Sau một thời gian nghiên cứu, vận dụng những kiến thức đã học, đồng thời được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Tiến sỹ …………….. đồ án của em đã hoàn thành đúng tiến độ.

Đồ án đã phân tích và chọn được phương án thiết kế hệ thống phanh phù hợp cho xe vận tải quân sự hạng trung. Đồng thời thực hiện các bước tính toán thiết kế cơ cấu phanh trước, cơ cấu phanh sau và dẫn động phanh. Các kết quả tính toán thu được có thể dùng để tham khảo trong chế tạo thực tế. Ngoài ra, đồ án còn sử dụng phần mềm Matlab để thiết lập chương trình tính toán một cách trực quan, mang lại nhiều thuận tiện trong việc chọn các phương án thiết kế.

Tuy nhiên, do giới hạn về mặt thời gian, kiến thức và kinh phí nên đồ án còn những mặt hạn chế. Đó là, chương trình tính toán chưa đưa ra hết các phương án thiết kế, các kết quả thu được chưa có cơ hội thử nghiệm thực tế trên xe thật.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tiến sỹ …………….., các thầy giáo trong Bộ môn Ô tô quân sự và các bạn trong lớp đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên, Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo, Tập 3, Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1971.

2. Vũ Đức Lập, Cấu tạo ô tô quân sự, Tập 2, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội, 1995.

3. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô quân sự”, Tập 5, Hệ thống phanh, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội, 1998.

4. Vũ Đức Lập, Ứng dụng máy tính trong tính toán xe quân sự, Nhà xuất bản Quân đội nhân dân, Hà Nội, 2001.

5. Vũ Đức Lập, Sổ tay tra cứu tính năng kỹ thuật ô tô, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội, 2005.

 "TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"