MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh
CHƯƠNG II. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo
2.2. Sơ đồ dẫn động
2.3. Phân tích kết cấu
2.4. Chọn phương án thiết kế
CHƯƠNG III. THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH
3.1. Tính toán xây dựng hệ thống phanh
3.2. Tính bền cơ cấu phanh
3.3. Thiết kế tính toán dẫn động
CHƯƠNG IV. BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA
4.1. Hư hỏng hệ thống phanh
4.2. Xác định hiệu quả phanh
4.3. Chẩn đoán hệ thống phanh
KẾT LUẬN CHUNG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành công nghệ kỹ thuật ôtô chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nói chung và giao thông vận tải nói riêng, nó quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát triển của nền kinh tế của một quốc gia. Ngày nay các phương tiện vận tải ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại, đặc biệt là ngành ôtô đã có những vượt bậc đáng kể. Các thành tựu kỹ thuật mới như điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ôtô.
Ở nước ta hiện nay, các xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là của nước ngoài, được lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ, các loại xe trên rất đa dạng về chủng loại mẫu mã cũng như chất lượng. Trong các loại xe trên thì xe tải đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế đất nước. Xe tải phục vụ chủ yếu trong các ngành khai khoáng, xây dựng, vận tải hàng hoá. Với đặc thù của địa hình Việt Nam với 70% diện tích là đồi núi. Đường xá thường là khó khăn có nhiều dốc cao và dài, trong khi đó xe lại thường xuyên chở quá tải. Do đó yêu cầu phải có một hệ thống phanh tốt đảm bảo an toàn quá trình vận tải, đồng thời nâng cao được hiệu quả phanh và độ ổn định khi phanh.
Trên cơ sở đó em được giao đề tài: “Thiết kế hệ thống phanh xe tải”.
Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải. Sau thời gian thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn: 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
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1. Công dụng
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết nào đấy hoặc dừng hẳn ôtô;
- Giữ ôtô dừng hoặc đỗ trên các đường dốc.
1.1.2 Phân loại
a. 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);
c. Theo dẫn động phanh:
Theo dẫn động phanh hệ thống phanh được chia ra:
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực;
e. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:
Theo khả khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS).
1.1.3. Yêu cầu
Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Chất lượng phanh:
- Có hiệu quả phanh cao:
+ Quãng đường phanh ngắn
+ Thời gian phanh nhỏ
- Ổn định hướng
+ Độ lệch quỹ đạo khi phanh đi thẳng nhỏ
+ Độ lệch momen phanh 2 bánh trên 1 cầu xe <25% (TCVN)
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng 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.
- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô.
- Dẫn động phanh: 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 lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau.
1.2.1. Cơ cấu phanh
a. Cơ cầu phanh đĩa:
Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa được thể hiện trên hình 1. Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa phanh được lắp với moayơ 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;
* Loại giá đỡ cố định (hình 1.2.1):
Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.
* Loại giá đỡ di động (hình 2):
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.
b. Cơ cấu phanh guốc
* Cấu tạo:
* Nguyên lí hoạt động:
Khi đạp phanh lên bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn bẩy dẫn động sẽ làm quay cam phanh (6) đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh, do đó giữa trống phanh và má phanh sẽ xuất hiện lực ma sát, tạo ra mô men phanh cản trở sự quay của bánh xe.
1.2.2. Các dạng dẫn động phanh
a. Dẫn động phanh cơ khí:
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động phanh cơ khí ít dùng để điều khiển 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 phanh.
Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn động. Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thường bao gồm: một cần kéo hoặc tay kéo (hình 5.a và 5.b); các dây cáp và các đòn trung gian (5.c).
b. Dẫn động phanh thuỷ lực:
* Cấu tạo chung:
Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực được thể hiện trên hình 6.
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 (xi lanh bánh xe).
d. Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng:
* Cấu tạo:
* 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
f. Dẫn động phanh khí nén một dòng:
* Cấu tạo:
* Nguyên lý làm việc:
- Khí trời được hút vào máy nén khí (1), qua van điều chỉnh áp suất (2) và tới bình chứa khí nén (3), sau đó khí nén được dẫn tới túc trực ở van điều khiển (4).
- Khi người lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh sẽ điều khiển mở van (4), dòng khí nén từ van (4) đi theo đường ống dẫn (5) tới các bầu phanh (6) để thực hiện quá trình phanh.
h. 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 trọng lượng nhỏ, đồng thời đảm bảo cho độ nhạy của hệ thống cao, phanh cùng một lúc được tất cả các bánh xe. Phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng tuỳ động, điều khiển phanh rơ moóc.
* Nguyên lý làm việc:
Khi phanh người lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh (5) để mở van phanh, lúc này khí nén từ bình chứa (4) đi vào hệ thống qua van phân phối đến các xilanh chính.
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo
2.1.1. Các thông số kỹ thuật của xe tham khảo
- Tải trọng chuyên chở hàng: 80000 N
- Trọng lượng xe không tải: 70800 N
+ Phân bố trọng lượng ra cầu trước: 33200 N
+ Phân bố trọng lượng ra cầu sau: 37600 N
- Trọng lượng xe khi đầy tải: 153050 N
+ Phân bố trọng lượng ra cầu trước: 43750 N
+ Phân bố trọng lượng ra cầu sau: 109300 N
- Vận tốc cực đại khi đầy tải: 80 km/h
- Công suất động cơ: 210 ml
- Moomen xoán động cơ: 65kgm (1400÷1700 v/ph)
- Chiều dài cơ sở của xe (L): 3850 mm
2.1.2. Giới thiệu xe Kamaz 5320
Xe ôtô Kamaz 5230 là một trong những loại xe ôtô tải được dùng nhiều trong việc vận chuyển hàng hoá bằng đường bộ của nước ta. Nó là một loại xe có thể hoạt động trên mọi loại đường. Sức chở của ôtô là loại ôtô này được sản suất tại Nhật. Động cơ lắp trên xe là động cơ đizen 4 kì.
2.2. Sơ đồ dẫn động
Sơ đồ nguyên lý xem hình vẽ.
Nguồn khí nén trong cơ cấu này là do máy nén khí cung cấp. Máy nén khí 3, Bộ điều chỉnh áp suất 5, bộ bảo hiểm chống đông đặc 6, là phần nguồn của cơ cấu dẫn động, không khí được lọc sạch trong phần này rồi đi vào các phần còn lại của cơ cấu dẫn động phanh bằng khí nén và các nguồn tiêu thụ khác.
2.3. Phân tích kết cấu
2.3.1. Van phân phối
Van phân phối dùng để điều khiển các cơ cấu dẫn động hai nhánh của hệ thống phanh chính (phanh chân).
2.3.2. 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.
2.3.5. 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
2.3.6. Bộ điều hoà lực phanh
Bộ điều hoà lực phanh dùng để tự động điều chỉnh áp suất khí nén được dẫn đến các bầu phanh của các cầu thuộc giá đỡ sau của ôtô tải khi phanh tuỳ theo tải trọng trục có ích.
2.2.9. Bầu phanh sau
Dùng để truyền động cho các cơ cấu phanh của bánh xe sau khi đạp phanh chân, kéo phanh dự phòng và phanh tay.
2.4. Chọn phương án thiết kế
2.4.1. 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 mô men phanh sinh ra rất lớn sẽ gây nhanh mòn má phanh
2.4.2. 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 ôtô cỡ nhỏ.
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ
3.1. Tính toán xây dựng hệ thống phanh
3.1.1. Xác định mô men phanh theo lực bám
Sơ đồ tính toán và các lực tác dụng lên ôtô trong quá trình phanh thể hiện trên hình vẽ dưới đây
Các ký hiệu sử dụng trong quá trình tính toán:
Ga - Trọng lượng toàn bộ của ôtô.
G1 và G2 - Trọng lượng tác dụng lên cầu trước và cầu sau ôtô.
L - Chiều dài cơ sở của ôtô.
a,b,hg - Toạ độ trọng tâm của ôtô.
Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
Mô men này đạt giá trị lớn nhất khi nó tận dụng được khả năng bám tối đa của các bánh xe tức là Mpmax = Mj = j.G
Với các loại xe tải, khi đầy tải có thể lấy chiều cao trọng tâm hg = 1,4 m
jmax - Gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh,
Theo kinh nghiệm, khi thiết kế lấy: jmax= 5,8 (m/s2).
g - Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2 ).
rbx- Bán kính lăn của bánh xe; Bán kính bánh xe tính toán. rbx= l . r0
d = 508mm
H = B = 260mm
D = d+2H=508+2.260 =1028mm
r0 = 1028/2 = 514 mm
rbx = 0,93.514 = 478mm = 0,478 (m).
M/ = 1099 KGm = 10780 Nm.
M// = 547 KGm = 5372 Nm.
3.1.2. Thiết kế tính toán cơ cấu phanh
Đối với xe thiết kế cơ cấu phanh sử dụng là cơ cấu phanh guốc.
a. Xác định góc δ và bán kính r của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh:
* Kết luận:
δ1 = 14o δ2 = 134o δo = 120o
δ = 9,2o ρ = 232,5 mm rt = 200 mm
b. Xác định các lực cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh bằng phương pháp hoạ đồ:
Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực phanh P tác dụng lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước (M/P1 hoặc M//P1) và guốc sau (M/P2 hoặc M//P2) bằng mô men phanh tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt tại bánh xe. Biết được lực P chúng ta có cơ sở để đi tính toán truyền động phanh, có nghĩa là xác định được các kích thước của cam phanh, bầu phụ…
d. Xác định các kích thước má phanh
Bề rộng b = 120 mm.
Bán kính tang trống rt =200 mm.
Góc ôm tấm ma sát β0 =1200 .
Tổng diện tích tất cả các má phanh:
Få = 12.F = 12.45000 = 540000 mm2 = 5400 cm2.
* Kết luận: Công ma sát riêng nằm trong giới hạn cho phép.
3.2. Tính bền cơ cấu phanh
3.2.1. Tính bền guốc phanh
Guốc phanh dùng để tán má phanh.
Đối với các xe tải lớn, guốc phanh được làm theo hình chữ vẽ:
a. Tính kích thước đến trọng tâm G:
+ Y2 - Kích thước chế tạo guốc phanh (khoảng cách từ trọng tâm phần trên đến trọng tâm của phần dưới).Y2 = 27,5 mm.
+ YC1 - Kích thước của trọng tâm phần trên đến đường trung hoà.
+ YC2 - Kích thước của trọng tâm phần dưới đến đường trung hoà.
=>YC2=Y2 – YC1= 27,5 - 15 = 12,5 (mm).
* Tính kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh:
RG = R2¢ + YC2 = R1¢ - YC1
RG = 185,5 – 15 = 170,5 mm.
b. Kiểm tra bền guốc phanh:
Đây là bài toán thanh cong phẳng trong sức bền vật liệu.
Các bước giải:
+ Xác định lực cắt, mô men uốn, vẽ biểu đồ nội lực.
+ Tính ứng suất pháp trên mặt cắt ngang.
+ Tính ứng suất tiếp trên mặt cắt ngang.
* Xác định lực cắt, mô men uốn, vẽ biểu đồ nội lực:
Nếu tính toán chính xác guốc phanh thì rất phức tạp. Bởi vì áp lực phân bố trên bề mặt guốc phanh không đều mà theo quy luật hình sin.
Vì vậy ta áp dụng phương pháp tính gần đúng. Để xác định tiết diện nguy hiểm của guốc phanh ta phải vẽ được biểu đồ nội lực.
Ở phần trên khi xây dựng hoạ đồ lực phanh tác dụng lên guốc phanh ta đã xác định được lực P1 ,U1 ,R1. Đặt các giá trị lực P1 ,U1, R1 vào guốc phanh. Tại điểm đặt lực tổng hợp R1 ta phân tích thành hai thành phần lực N1 và T1. Tại chốt quay của chốt phanh ta cũng phân tích lực lực tổng hợp U1 ra hai thành phần lực UY1 và UX1.
+ Xét sự cân bằng đoạn trên ta có:
N1 + P1. cos(φ + γ) = 0
Q1 + P1. sin(φ + γ) = 0
MU1 + P1.[a - rtcos(φ + γ)] = 0
- Xét sự cân bằng tại điểm A: γ = 0º.
N1 + P1.cosφ = 0
Q1 + P1.sinφ = 0
MU1 = 0.
Ta có: φ = 20,40 ,P = 24482 N.
N1 = - P1.cosφ= - 24482.cos20,40 = - 22946 N.
Q1 = - P1.sinφ = - 24482.sin20,40 = - 8534 N.
MU1 = 0.
- Xét sự cân bằng tại điểm B: γ= 64,8º, φ= 20,4º ,P = 24482 N.
N1 = - P1cos(φ+ γ)
Q1 = - P1sin(φ+ γ)
MU1 = - P1[a - Rtcos(φ + γ)]
- Xét sự cân bằng tại điểm C: C = 0
N2 = - U1Xsinδ - U1Ycosδ
Q2 = U1Xcosδ - U1Ysinδ
MU2 = 0
Thay số vào ta có:
N2 = - 56216.sin9,2º - 16545.cos9,2º = - 25320 (N).
Q2 = 56216.cos9,2º - 16545.sin9,2º = 52847 (N).
MU2 = 0
3.2.2. Tính bền trống phanh
+ Đây là bài toán tính ống dày.
+ Trình tự như sau:
- Tính áp suất q tác dụng lên trống phanh
- Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất hướng kính
- Kiểm tra bền
a. Tính áp suất q tác dụng lên trống phanh:
μ - Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh μ= 0,3
b - Chiều rộng má phanh, b = 120 (mm).
rt - Bán kính trống phanh, rt= 200 (mm).
β0- Góc ôm của tấm ma sát, β0 = 2.1200 = 2400
Thay số: q = 182292 KG/m2
b. Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến:
Ta có:
a’ - Bán kính trong của trống, a’ = 200 (mm).
b’ - Bán kính ngoài của trống, b’ = 210 (mm).
r - Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a’ thì σn và σt đạt giá trị cực đại.
Trống phanh được làm bằng gang CX18-36 có [σk] = 1800 (kG/cm2).
So sánh thấy σtd= 561,6 (KG/cm2) < [σk]
* Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền.
3.2.3. Tính bền chốt phanh
- Má phanh quay quanh trục lệch tâm.
- Tính toán chính xác độ bền chi tiết này là rất khó. Ta có thể tính theo bài toán: Tính toán các mối ghép bằng đinh tán và bu lông. Phương pháp tính trình bày trong mục này chỉ là gần đúng và có tính quy ước.
a. Thân chốt phanh chịu cắt ở hai mặt phẳng:
3.3. Thiết kế tính toán dẫn động
3.3.1. Thiết kế tính toán bầu phanh trước
Bầu phanh trứơc có kết cấu đơn giản gồm hai nửa vỏ dập định hình bằng thép dày từ 3 - 5 mm, một đĩa tỳ phanh đẩy màng cao su, áp suất tác dụng lên màng (pít tông) được chuyển thành lực trên ty đẩy tác động lên thanh dẫn động lên trục cam như thể hiện trên sơ đồ tính toán hình 3.3.1
+ Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q1.L.hT = (P1/ + P2/).h/2 (*)
+ Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA / K
K – Hệ số dự trữ năng lượng,lấy K = 0,8.
Vậy: FB = 20602 / 0,8 = 25753 mm2.
+ Đường kính bao kín của bầu phanh: Dbp = 181mm
* Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
3.3.2. Thiết kế tính toán bầu phanh sau
Ngày nay các bầu phanh trên xe ôtô trọng tải lớn thường sử dụng loại bầu phanh tích năng, để nâng cao độ an toàn cho xe khi chạy trên đường.
a. Lực tác dụng lên thanh đẩy:
+ Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q2.L.hT = (P1// + P2//).h/2 (*)
+ Đường kính bao kín của bầu phanh
Thay số được: Dbp = 130mm
b. Tính toán lò xo của bộ tích luỹ năng lượng:
* Công dụng: Đẩy màng phanh và ty phanh để phanh xe lại trong trường hợp bình chứa khí bị rò rỉ, và khi phanh dừng.
Mô men sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh cầu giữa và cầu sau sẽ là:
MP// = T.rbx = 0,04.G.rbx
Thay số vào ta có:
MP// = 0,04.15305.0,478 = 292.6 KGm
Hay: 669 KG < 680 KG
Như vậy: bất phương trình (**) được thoả mãn.
* Kết luận: Lò xo của bộ tích luỹ năng lượng đã thiết kế đảm bảo các yêu cầu đề ra.
+ Số vòng toàn bộ của lò xo
Theo công thức kinh nghiệm: n = n0 + (1 – 2) vòng = 7 + 2 = 9 vòng.
+ Bước của lò xo (t)
Theo công thức: t = (0,15 – 0,3)Dlx
Lấy: t = 0,3.100 = 30 mm.
+ Chiều dài toàn bộ của lò xo (H)
Theo công thức kinh nghiệm: H = n.t = 9.30 = 270 mm.
* Kết luận: Bầu phanh sau khi thiết kế, kiểm tra thấy phù hợp với buồng phanh kiểu 20/20.
3.3.3. Tính toán lượng khí nén
* Nhiệm vụ: cung cấp khí nén và nén khí vào các bình chứa để cung cấp cho hệ thống phanh.
* Các yêu cầu :
Máy nén khí được chọn sao cho đảm bảo các yêu cầu sau:
- Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ.
- Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục.
3.3.4. Tính toán van điều khiển
a. Sơ đồ tính toán:
A,B - Khí nén đi ra các cầu.
D,E - Khí nén từ bình chứa đến.
b. 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 + C1.δ1 + C2.δ2
* Tính S2
Khi thiết kế chọn Plx1 và Plx2 theo xe tham khảo: Plx1 = 30 KG; Plx2 = 15 KG
* Vậy lực tác dụng lên Piston 2 là:
P = 7.33,5 + 30 +15 = 280 KG.
c. 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 (*)
Do đó: Dvl =10 cm
* Kết luận: Van phân phối đã thiết kế đảm bảo hoạt động tốt cho hệ thống phanh của xe cơ sở.
CHƯƠNG IV: BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA
4.1 Hư hỏng hệ thống phanh
4.1.1 Các hư hỏng cơ cấu phanh
a. Mòn các cơ cấu phanh:
- Quá trình phanh xảy ra trong cơ cấu phanh được thực hiện nhờ ma sát giữa phần quay và không quay, vì vậy sự mài mòn của các chi tiết má phanh với tang trống la rất lớn, sự mài mòn nay làm tang kích thước bề mặt làm việc của tang trống, giảm chiều dày má phanh, tang khe hở má phanh và tang trống khi không phanh.
Sư mài mòn các cơ cấu phanh thương sảy ra :
Mòn đều giữa các cơ cấu phanh, hiệu quả phanh giảm, hành trình bàn đạp phanh tăng lên.
b. Mất ma sát trong cơ cấu phanh:
Nếu bề mặt ma sát dính dầu, mỡ, nước thì hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống sẽ giảm, tức là giảm mô men phanh sinh ra. Thông thường trong sử dụng
d. Phanh không ăn:
Do trợ lực không hiệu quả.
Khe hở má phanh và tang trống lớn
Má phanh dính dầu, bị ướt, tang trống bị các vết rãnh vòng, má phanh ép không hết lên tang trống, má phanh bị chai cứng.
g. Phanh bị bó:
Guốc phanh bị dính vào trống, lò xo trả guốc phanh bị gãy, má phanh bị tróc ra khỏi guốc phanh.
h. Có tiếng kêu trong trống phanh:
Má phanh mòn quá, bị trai cướng, lò xo trong guốc phanh bị gẫy.
4.2. Xác định hiệu quả phanh
a. Đo quãng đường phanh trên đường:
Chọn đoạn đường phẳng dài, mặt đường khô có hệ số bám cao, không có chướng ngại vật. tại 1/3 quảng đường cắm cọc chỉ thị bất đầu đạp chân lên bàn đạp phanh.
c. Đo lực phanh hoặc momen phanh trên bệ thử
Dạng cơ bản của thiết bị đo hiệu quả phanh thông qua việc đo lực phanh ở bánh xe bằng bệ thử con lăn. Bệ thử phanh bao gồm ba phần chính: bệ đo, tủ điều khiển và đồng hồ chỉ thị.
Các loại bệ thử có thể chỉ thị số tức thời hay lưu trư ghi lại quá trình thay đổi lược phanh trên các bánh xe. Kết quả đo được gồm:
- Trọng lượng oto đặt lên các bánh xe.
- Lực phanh tại các bề mặt tiếp xúc bánh xe với tang trống theo thời gian.
- Tốc độ dài của bánh xe theo thời gian.
Kết quả tính toán và hiển thị bao gồm:
- Trọng lượng của oto đặt lên các bánh xe, sai lệch tuyệt đối giưa hai bên.
- Lực phanh tại các điển tiếp xúc của banh xe trên cùng một cầu, sai lệch tuyệt đối và tương đối giưa hai bên.
4.2.1. Đo lực phanh và hành trình bàn đạp phanh
Việc đo lực phanh và hành trình bàn đạp phanh có thể tiến hành thông qua cảm nhận của người điều khiển. xong để chính xác các giá trị này có thể dùng lực kế đo lực và thước đo chiều dài, khi xe đứng yên trên nền đường.
4.2.2. Đo hành trình cần kéo phanh tay
Thông thường trên phanh tay có cơ cấu cóc hãm, vì vậy dùng tiếng tách để xác định. Số lượng tiếng tách cho bởi nhà sản xuất.
4.2.3. Đo hiệu quả phanh tay
a. Trên bệ thử phanh:
Tương tự như phanh chân, có thể đồng thời có thể đồng thời tiến hành khi thi tiến hành thử phanh cho cầu sau. Thông số cần xác định bao gồm:
Lực phanh trên các bánh xe.
c. Kiểm tra trên dốc:
Chọn mặt đường tốt có độ dốc 20o, cho oto dừng trên dốc bằng phanh chân, tắt máy, chuyển số trung gian, kéo phanh tay, từ từ nhả phanh chân, xe không trôi là được.
4.3. Chuẩn đoán hệ thống phanh
4.3.1. Chuẩn đoán cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh được chuẩn đoán thông qua các biểu hiện chung khi xác định trên toàn xe. Hiệu quả và chính xác hơn cả là nhờ việc xác định lực phanh hay momen phanh ở các bánh xe trên bệ thử.
Điều chỉnh khe hở phía dưới tiến hành độc lập cho từng má phanh nhờ quay đầu bu lông 7 sẽ xoay chốt lệch tâm 8 làm thay đổi khe hở phía dưới giữa má phanh và tang trống
4.3.2. Chuẩn đoán hệ thống dẫn động phanh
Hệ thống phanh khí nén ngoài việc đo đạc các thông số chung còn cần thiết phải:
Xác đinh sự rò rỉ khí nén trước và sau van phân phối.
Tắc đường ống dẫn.
Kẹt các van làm mất hiệu quả dẫn khí.
Hư hỏng các màng xylanh.
Có thể quan sát trên đồng hồ đo áp suất của bầu phanh bánh xe, hoặc dùng đồng hồ đo nối với đường khí nén vào bầu phanh. Khi đạp phanh và giữ nguyên chân phanh áp lực khoảng (4-5) kG/cm2.
KẾT LUẬN CHUNG
Được giao đề tài tốt nghiệp là: “Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải”. Ngay sau khi nhận được đề tài em đã bắt tay ngay vào công việc tính toán thiết kế. Hệ thống phanh cho xe tải ngày nay ngoài đảm bảo các yêu cầu về hiệu quả phanh
Sau thời gian thực hiện em đã hoàn thành đồ án, qua việc thực hiện đồ án đã giúp em hiểu hơn và biết thiết kế tính toán một hệ thống cụ thể trên xe. Quá trình làm đồ án, với thời gian có hạn nhưng bản thân em đã có cố gắng tìm hiểu thực tế và giải quyết các nội dung kĩ thuật hợp lý. Đây là bước khởi đầu quan trọng giúp cho em có thể nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ôtô hiện nay của nước ta.
Trong quá trình thực hiện đồ án em cũng được sự giúp đỡ của các thầy,cô giáo trong Bộ môn ôtô - Trường Đại Học Công Nghệ GTVT Hà Nội và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của Thầy: TS……………. đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Qua đồ án này em kính mong nhân được sự đóng góp ý kiến của các Thầy,cô giáo và các bạn để đề tài tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy: TS……………. cùng toàn thể các Thầy, cô giáo trong Bộ môn ôtô - Trường Đại Học Công Nghệ GTVT Hà Nội.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo
Dương Đình Khuyến (1995).
2. Lý thuyết ô tô máy kéo
Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái,
Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998).
3. Bài tập sức bền vật liệu
Nguyễn Văn Vượng, Bùi Trọng Lựu (2004).
4. Dung sai và đo lường cơ khí
An Hiệp - Trần Vĩnh Hưng (1999).
5. Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
Trịnh Chất - Lê Văn Uyển (2000).
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"