MỤC LỤC

MỤC LỤC...1

LỜI NÓI ĐẦU....2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.. 4

1.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh trên ô tô. 4

1.1.1. Công dụng. 4

1.1.2. Phân Loại 4

1.1.3 Yêu cầu của hệ thống phanh. 4

1.2. Kết cấu hệ thống phanh. 5

1.2.1. Cơ cấu phanh guốc. 6

1.2.2.  Cơ cấu phanh đĩa. 10

1.2.3.Dẫn động phanh chính. 12

1.2.4. Các loại dẫn động phanh. 13

1.2.5. Trợ lực phanh. 18

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH  TRÊN XE TẢI 15 TẤN (Kamaz-5320)  21

2.1. Giới thiệu về xe  Kamaz-5320. 21

2.2. Chọn phương án thiết kế. 21

2.2.1. Cơ cấu phanh. 21

2.2.2. Dẫn động phanh. 22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TẢI 15 TẤN.. 23

3.1.Tính toán thiết kế hệ thống phanh. 23

3.1.1. Tính toán xây dựng hoạ đồ. 23

3.1.2. Thiết kế tính toán cơ cấu phanh. 24

3.1.3. Tính bền cơ cấu phanh. 31

3.2. Thiết kế tính toán dẫn động. 42

3.2.1. Thiết kế tính toán bầu phanh trước. 42

3.2.2. Thiết kế tính toán bầu phanh sau. 43

3.2.3. Tính toán lượng khí nén. 49

3.2.4. Tính toán van điều khiển. 53

CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH.. 65

4.1. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa. 65

4.2. Chẩn đoán xe. 67

4.3. Quy trình bảo dưỡng sửa chữa. 67

KẾT LUẬN.. 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 70

LỜI NÓI ĐẦU

Nghành công nghiệp ô tô - máy kéo chiếm một vị trí rất 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 kinh tế của một quốc gia. Ngày nay, trên ô tô đã áp dụng những công nghệ tiên tiến như công nghệ điện tử, điều khiển tự động, vật liệu mới… làm cho ô tô ngày càng trở lên đa dạng và có những tiến bộ vượt bậc về công nghệ.

Tuy nhiên, dù ở giai đoạn nào của sự phát triển, khi kỹ thuật ngày càng hoàn thiện thì sự an toàn vẫn được đặt lên hàng đầu nhằm bảo vệ tính mạng con người và giảm thiệt hại về vật chất. Và đây cũng chính là nhiệm vụ và yêu cầu mà hệ thống phanh trên ô tô cần thực hiện được.

Ngày nay, hệ thống phanh trên ô tô cũng có những tiến bộ đáng kể, như phải kể đến là hệ thống chống bó cứng bánh xe(ABS), hệ thống cân bằng điện tử…giúp cho ô tô có được sự an toàn cao nhất có thể.

Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe tải 15 tấn”. Đề tài được thực hiện dựa trên cơ sở số liệu của xe kamaz-5320 cùng với các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tính toán. Mặc dù đã rất cố gắng và được sự hướng dẫn nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn là thầy: TS……………. Nhưng trong quá trình thực hiện em vẫn còn nhiều thiếu sót nhất định. Em mong rằng với sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các Thầy cô giáo bộ môn sẽ giúp em vững vàng hơn trên con đường công tác sau này.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                    Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                       Sinh viên thực hiện

                                                                                       ………………..

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh trên ô tô

1.1.1. Công dụng

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe ở vị trí nhất định

1.1.2. Phân Loại

a, Phân loại theo công dụng

- Hệ thống phanh chính (phanh công tác)

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

d, Phân loại theo mức độ hoàn thiện chất lượng phanh

- Hệ thống phanh có bộ điều chỉnh lực phanh.

- Hệ thống phanh có bộ chống hãm cứng bánh xe ABS.

1.1.3 Yêu cầu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh là hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho xe do đó cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào. Khi phanh đột ngột, xe phải được dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cực đại.

1.2. Kết cấu hệ thống phanh

Để đảm bảo được nhiệm vụ của một hệ thống phanh ,bất kỳ một hệ thống phanh nào cũng có hai thành phần kết cấu sau:

- Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản

- Dẫn động phanh: Để điều khiển các cơ cấu phanh

1.2.1. Cơ cấu phanh guốc

a. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Sơ đồ cấu tạo (hình 1.1)

Nguyên lý làm việc:

Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ hình đĩa hay còn gọi là trống phanh. Đĩa này được bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu, các guốc phanh đ­ược đặt trên các trục lệch tâm (13) d­ưới tác dụng của lò xo (4) các má phanh luôn ép chặt hai pittông của xilanh phanh làm việc gần nhau.

b, Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm

Sơ đồ cấu tạo (hình 1.2)

Đặc điểm quan trọng: Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm, được bố trí đối xứng với đư­ờng trục của cơ cấu phanh.

c. Cơ cấu phanh dạng bơi

Sơ đồ cấu tạo (Hình 1.3):

Nguyên lý làm việc:

Đặc điểm chính của các loại cơ cấu phanh trên là: Đều có một điểm tựa cố định (chốt lệch tâm) nghĩa là guốc phanh chỉ có một bậc tự do, còn ở cơ cấu phanh dạng bơi ở guốc phanh có 2 bậc tự do và không có điểm tựa cố định. Cơ cấu phanh dạng bơi hai xilanh làm việc đều tác dụng lên đầu trên và đầu d­ưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự áp sát giữa trống phanh và má phanh cho nên khi ép sát vào trống phanh thì má phanh bị cuốn theo chiều quay của trống phanh. 

d. Cơ cấu phanh điều khiển bằng cam

Sơ đồ cấu tạo(hình 1.4):

Đặc điểm: Cơ cấu phanh này chỉ dùng cho xe có tải trọng lớn và dùng cho hệ thống  phanh dẫn động bằng khí nén.

Nguyên lý làm việc :

Cụm cơ cấu phanh lắp trên mâm phanh 2, nối cứng với bích cầu, các tấm ma sát 9 có cấu tạo hình l­ưỡi liềm t­ương ứng với đặc tính mài mòn của chúng và đ­ược lắp trên hai guốc phanh 7. Các guốc phanh này tựa tự do lên các bánh lệch tâm lắp trên mâm phanh 2, trục của các guốc phanh cùng với các mặt tựa lệch tâm cho phép định tâm đúng các guốc phanh so với trống phanh khi lắp ráp các cơ cấu.

1.2.2. Cơ cấu phanh đĩa

Phanh đĩa được dùng phổ biến trên ô tô có vận tốc cao, đặc biệt hay gặp ở cầu trước. Ngày nay phanh đĩa được dùng nhiều cho cả cơ cấu cầu trước và cầu sau xe.:

Các loại phanh đĩa:

Hiện nay có hai loại phanh đĩa :

Phanh đĩa có giá xy lanh cố định( hình 1.6 a)

Phanh đĩa có giá xy lanh di động.(hình 1.6 b)

1.2.3. Dẫn động phanh chính

Dẫn động phanh bao gồm:

- Dẫn động phanh bằng cơ khí

- Dẫn động phanh bằng thủy lực

- Dẫn động phanh bằng khí nén

1.2.4. Các loại dẫn động phanh

a. Dẫn động phanh cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển người lái. Dẫn động phanh loại này chủ yếu dùng ở cơ cấu phanh dừng (Phanh tay).

b. Dẫn động phanh khí nén

Bố trí dẫn động phanh khí nén trên ô tô:

Để giảm lực điều khiển bàn đạp đối với ô tô tải trung bình và lớn người ta sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén. Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển bàn đạp chủ yếu là dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh là do áp suất khí nén tác động lên bầu phanh thực hiện.

c. Dẫn động phanh thủy lực

Cấu tạo chung: Dẫn động phanh bằng thủy lực bao gồm: Bàn đạp phanh, xi lanh chính các đường ống dẫn và các xi lanh công tác ( xi lanh bánh xe) , và chất lỏng làm môi chất ở đây là dầu thủy lực.

d. Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp

Sơ đồ cấu tạo dẫn động phanh thuỷ khí (hình 1.14)

1.2.5. Trợ lực phanh

Để người lái không phải tác dụng lực lớn vào bàn đạp phanh người ta bố trí thêm bộ trợ lực phanh.

Ngày nay các xe hiện đại có thiết kế nhiều hệ thống để giảm nhẹ cường độ lao động cho người lái, đảm bảo cho sự an toàn khi chuyển động .

Khi đạp phanh :Khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van không khí làm nó dịch chuyển sang bên trái. Lò xo điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân không. 

Trạng thái giữ phanh :

Nếu đạp bàn đạp phanh nửa chừng, cần điều khiển van và van không khí ngừng dịch chuyển nhưng piston vẫn tiếp tục dịch chuyển sang bên trái do chênh lệch áp suất. Lò xo van điều khiển làm cho van này tiếp xúc với van chân không, nhưng nó dịch chuyển theo piston. 

Trợ lực tối đa :

Nếu đạp bàn đạp phanh xuống hết mức, van không khí sẽ dịch chuyển hoàn toàn ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi được nạp đầy không khí từ bên ngoài, và độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi là lớn nhất.Điều này tạo ra tác dụng lớn nhất lên piston.

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH  TRÊN XE TẢI 15 TẤN (Kamaz-5320)

2.1. Giới thiệu về xe  Kamaz-5320

Thông số kỹ thuật xe Kamaz-5320 như bảng 2.1.

2.2. Chọn phương án thiết kế

2.2.1. 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 thi khi phanh mô men phanh sinh ra rất lớn sẽ gây nhanh mòn má phanh

2.2.2. 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.

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. 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.

3. Van bảo vệ kép

Dùng để phân nhánh chính đi từ máy nén khí thành hai nhánh độc lập và tự động ngắt một trong hai nhánh trong trường hợp một nhánh bị hở và giữ khí nén trong nhánh còn tốt.

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.

7. 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.

bình chứa khí nén gần máy nén khí và được điều chỉnh áp suất mở van khoảng 0,9 – 0,95 Mpa. Trong quá trình sử dụng cần kiểm tra sự làm việc bình thường của van bằng cách cho xả khí để làm sạch bụi bẩn, sau đó kiểm tra sự kín khít khi hệ thống làm việc bình thường.

9. Bầu phanh

Dùng để truyền động cho các cơ cấu phanh của bánh xe sau khi đạp phanh chân, kéo phanh dự phòng và phanh tay.

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE TẢI 15 TẤN

3.1.Tính toán thiết kế hệ thống phanh

3.1.1. Tính toán xây dựng hoạ đồ

3.1.1.1. Xác định mô men cần có tại các cơ cấu phanh

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.

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 ô tô khi phanh.

Theo kinh nghiệm, khi thiết kế lấy: jmax= 5,8 (m/s2).

g - Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2 ).

Xe tham khảo có ký hiệu lốp 260 – 508 P ta có:

d = 508mm

H = B = 260mm

D = d+2H=508+2.260 =1028mm

r₀= 1028/2 = 514 mm

r_bx= 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

a. Xác định góc  và bán kính  của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

Đối với xe thiết kế cơ cấu phanh sử dụng là cơ cấu phanh guốc.

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.

Muốn xác định các lực P, U chúng ta dùng phương pháp hoạ đồ bằng cách vẽ đa giác lực của guốc phanh trước và sau. Ta có R₁ = R₂ về giá trị nhưng phương và chiều của chúng khác nhau. Kéo dài lực P, lực R₁, lực R₂ các lực này cắt nhau ở O^/ và O^//, từ O^/ và O^// ta nối tới tâm chốt quay má phanh, ta có các phản lực U₁ và U₂. 

c. Kiểm tra hiện tượng tự xiết

Tương tự như vậy đối với P₁.

Làm như thế đối với guốc sau ta cũng tìm được P₂ ,U₂ ,R₂ .

Khi thiết kế và tính toán cơ cấu phanh cần phải tránh hiện tượng tự xiết. Hiện tượng tự xiết xảy ra khi má phanh bị ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của dẫn động lên guốc phanh.

Vậy là với guốc sau không bao giờ có hiện tượng tự xiết.

Kết luận: Hiện tượng tự xiết không xảy ra đối với các cơ cấu phanh đã thiết kế.

d. Xác định các kích thước má phanh

Bề rộng  b = 120 mm.

Bán kính tang trống  r_t = 210 mm.

Góc ôm tấm ma sát ₀ = 120⁰ .

Tổng diện tích tất cả các má phanh:

S = 12.F = 12.45000 = 540000 mm² = 5400 cm².

Đối với phanh guốc, kích thước má phanh được xác định dựa trên các điều kiện:

- Công ma sát riêng

- áp suất lên bề mặt má phanh

- Tỷ số p

- Chế độ làm việc của cơ cấu phanh.

* Công ma sát riêng:

Khi phanh ôtô đang chuyển động với vận tốc V₀ cho tới khi dừng hẳn (V=0) thì toàn bộ động năng của ôtô có thể được coi là đã chuyển thành công ma sát L tại các cơ cấu phanh.

Công ma sát riêng sẽ là l = 510 J/cm²

Vậy thỏa mãn điều kiện: l < [l]

Kết luận: Công ma sát riêng nằm trong giới hạn cho phép.

* Áp suất giới hạn trên bề mặt

+ Cầu trước: M_P = 10780 Nm

q = 1,66 MPa < [q] = 1,5 - 2,0 MPa

+ Cầu giữa và cầu sau: M_P = 5372 Nm

q = 0,83 MPa < [q] = 1,5 - 2,0 MPa

Kết luận: Vậy áp suất trên bề mặt má phanh nằm trong giới hạn cho phép.

* Kiểm tra nhiệt độ tang trống

Ta có:

G - Trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải: G = 15305 KG .

g - Gia tốc trọng trường . g = 9,81 m/s².

C - Nhiệt dung riêng của trống phanh làm bằng gang; C = 500 J/kg độ trong khoảng t = 273^o K ¸ 573^o K.

m_t - Khối lượng trống phanh và các chi tiết bị nung nóng.

m_t = 6.m_0i = 6. .V

Thay các thông số vào ta có:

V = 2929,6 cm³

t = 8,39⁰C

Kết luận: Sự thoát nhiệt của cơ cấu phanh đã thiết kế là tốt.

3.1.3. Tính bền cơ cấu phanh

3.1.3.1. Tính bền guốc phanh

Guốc phanh dùng để tán má phanh.

Đối với các xe tải lớn, guốc phanh được làm theo hình chữ .

Xem hình

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.

+ Y_C1 - Kích thước của trọng tâm phần trên đến đường trung hoà.

+ Y_C2 - Kích thước của trọng tâm phần dưới đến đường trung hoà.

+  - Bán kính trọng tâm của phần diện tích trên tính đến tâm tang trống.

+  - Bán kính trọng tâm của phần diện tích dưới tính đến tâm tang trống.

+ R_G - Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh.

* Tính Y_C1

Y₂- Kích thước chế tạo guốc phanh, Y₂= 27,5 (mm).

F₁ - Diện tích phần trên chữ Đ. F₁ = 5.120 = 600 (mm²).

F₂ - Diện tích phần dưới chữ Đ. F₂ = 2.5.50 = 500 (mm²).

* Tính kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh.

R_G = R₂^¢ + Y_C2 = R₁^¢ - Y_C1

R_G = 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.

+ Kiểm tra điều kiện bền:

- Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất.

- Hoặc theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng.

Căn cứ vào các bảng trên ta vẽ được biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh. Thể hiện trên hình 2.12

Nhìn vào biểu đồ ta thấy, tại vị trí đặt lực tổng hợp R là vị trí nguy hiểm nhất. Ta đi kiểm tra bền tại vị trí này.

N = 27368 N.

Q = 52847 N.

M_U = 10338 Nm.

3.1.3.2. 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

Thay số được: q = 182292 KG.m²

b. Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến

Để đảm bảo an toàn ta láy thêm hệ số an toàn n = 1,5:

e_td = 561,76 KG.cm²

Trống phanh được làm bằng gang CX18-36 có [ó_k] = 1800 (kG/cm²).

So sánh thấy e_td= 561,6 (KG/cm²) < [ _k]

Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền.

3.1.3.3. Tính bền chốt phanh (Trục lệch tâm)

- 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.

3.2. Thiết kế tính toán dẫn động

3.2.1. 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 2.14

+ Xét cân bằng tại cam ép

Phương trình cân bằng lực:

Q₁.L. _T = (P₁^/ + P₂^/).h/2                (*)

Từ hoạ đồ lực phanh ta có:

P₁^/ = 24482 N = 2496 KG.

P₂^/ = 55596 N = 5667 KG.

+ Diện tích bao kín của bầu phanh: F_B = F_A / K

K - hệ số dự trữ năng lượng,lấy K = 0,8.

Vậy: F_B = 20602 / 0,8 = 25753 mm².

+ Đường kính bao kín của bầu phanh: D_bp = 168 mm

Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.

3.2.2. 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.  _T = (P₁^// + P₂^//).h/2                (*)

Từ hoạ đồ lực phanh ta có:

P₁^// = 12200 N = 1244 KG.

P₂^// = 27705 N = 2824 KG.

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.

* Yêu cầu: Lò xo chế tạo có độ cứng đủ lớn để đẩy màng phanh và ty đẩy phanh xe lại ngay trong trường hợp khẩn cấp. Nhưng cũng phải thu nhanh trong trường hợp nhả phanh tay. Phải có đủ độ bền và độ cứng theo yêu cầu.

- Tính lực ép lò xo của bộ tích luỹ năng lượng (P_lx2)

Xét bất phương trình (*):

Ta có: Lực phanh do phanh tay sinh ra (P_P) bằng 16% trọng lượng toàn bộ của xe (G): P_P = 0,16.G

Vậy lực phanh sinh ra tại mỗi bánh xe (T) là (Khi sử dụng phanh tay thì chỉ có bốn bánh xe cầu sau được phanh):

T = P_P/4 = 0,04.G

Mô men sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh cầu giữa và cầu sau sẽ là:

M_P^// = T.r_bx = 0,04.G.r_bx

Thay số vào ta có:

M_P^// = 0,04.15305.0,478 = 292.6 KGm

Làm tương tự như tính toán P₁^// và P₂^// trong hoạ đồ lực phanh ta có:

P₁^// = 664 KG

P₂^// = 1508 KG.

+ Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép

Phương trình cân bằng lực:

Q₂^/.L. _T = (P₁^// + P₂^//).h/2              

+ 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)D_lx

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.

3.2.3. 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.

Trên thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10 – 20% thời gian làm việc của ôtô, khi các bình chứa được nạp đầy thì máy nén được chuyển sang chạy ở chế độ không tải.

a. Các thông số kỹ thuật của máy nén khí

Chọn máy nén loại Pít tông hai xi lanh trên thị trường có các thông số sau:

- Số lượng xi lanh: i = 2 đặt thẳng hàng.

- Đường kính xi lanh: d = 6 cm.

- Hành trình piston: S = 3,8 cm.

- Số vòng quay của máy nén khí: n = 1700 v/p.

- Tỷ số truyền của đai: i_tđ = 2.

- Hiệu suất truyền khí của máy nén:  = 0,6.

c. Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu sau mỗi lần phanh

Lượng tiêu hao không khí cho mỗi lần phanh chính bằng lượng không khí dãn nở ra các đường ống từ van phân phối đến các bầu phanh.

* Thể tích khí trong các đường ống

Chọn đường ống có đường kính = 13 mm.

Chiều dài đường ống l = 24 m = 24000 mm.

* Thể tích tiêu hao trong bầu phanh tự hãm sau mỗi lần phanh.

Theo thiết kế bầu tự hãm phanh bằng lò xo và ép lên ty đẩy, khi không phanh khí nén ép lò xo tích năng, có bốn bầu tự hãm lắp ở bốn bánh xe của cầu giữa và cầu sau được thiết kế cùng với bốn bầu phanh công tác. 

* Lượng tiêu hao khí ở van phân phối

Lấy gần đúng V_PP = 0,05 (l).

Vậy tổng cộng lượng không khí tiêu hao cho toàn bộ hệ thống sau mỗi lần đạp phanh là:

V_∑ = V₀ + V_b + V_h + V_PP = 3,18 + 1,3 + 0,66 + 0,05 = 5,18 (l).

Kết luận: Với dung tích toàn bộ các bình chứa là 700 (l). Lượng tiêu hao trên là không đáng kể, đảm bảo cho các lần phanh tiếp theo.

3.2.4. 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 Q_bđ thông qua hệ thống dẫn động cơ khí.

P = Q_bđ .i_bđ .

Mặt khác ta có:

P = P_j .S₂ + P_lx1 + P_lx2

P = P_j .S₂ + C₁. ₁ + C₂. ₂

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:

P_j .S_1t = P_j .S_1d + P_lx3 + P_lx4                         (*)

Theo xe tham khảo chọn:

P_lx3 = P_lx1 = 30 KG.

P_lx4 = P_lx2 = 15 KG.

Từ Piston 2 ta xác định được kích thước sau của Piston 1

D_1t = 12cm, d = 2,5 cm.

Do đó:  D_ld = 10 mm

Kết luận: Van phân phối đã thiết kế đảm bảo hoạt động tốt cho hệ thống phanh của xe cơ sở.

CHƯƠNG 4

QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH

4.1. Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa

Những 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 và lắp

1. Quy trình tháo

* Bước 1 : Tháo lốp xe bằng cách tháo bulong liên kết giữa bánh xe và trống phanh.

* Bước 3: + Tháo lò xo hồi vị của bánh trước, bánh sau dùng dụng cụ chuyên dụng  Móc, dụng cụ kéo lò xo lại.

               + Tháo 2 chốt giữ guốc phanh

* Bước 4 : Tháo guốc phanh ra thay thế hoặc bảo dưỡng lại.

2. Quy trình lắp.

Quy trình lắp ngược lại so với quy trình tháo.

4.3.2. 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 .Nếu sử dụng phanh nhiều thì khoảng thời gian kiểm tra càng ngắn.

- Tháo các nút cao su trong bánh xe để kiểm tra.

- Kết cấu gờ giới hạn làm việc của má phanh dọc theo chiều dài của má phanh.Kiểm tra gờ giới hạn làm việc của má phanh đã mòn hết hay chưa.

KẾT LUẬN

Sau hơn 3 tháng được sự hướng dẫn của thầy giáo: TS……………… và các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn, cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp. Với sự cố gắng của bản thân,  em đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài đặt ra là “Tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe tải 15 tấn”  dựa trên xe tham khảo Kamaz 5320.

Trong đồ án này, em đã đi tính toán, lực chọn, thiết kế lần lượt các cụm, chi tiết của hệ thống phanh theo trình tự sau:

+ Tìm hiểu tổng quan về các hệ thống phanh trên xe.

+ Lựa chọn hệ thống phanh phù hợp cho xe thiết kế.

+ Tính toán cơ cấu phanh, dẫn động hệ thống phanh trên xe kéo.

+ Tiến hành kiểm tra bền một số chi tiết.

Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhưng do khối lượng đề tài tương đối rộng, trình độ bản thân còn hạn chế, điều kiện thực tế còn thiếu. Vì vậy trong quá trình tính toán thiết kế đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót và khiếm khuyết. Kính mong nhận được sự chỉ bảo đóng góp ý kiến của các thầy và toàn thể các bạn đồng nghiệp để đề tài này được hoàn thiện hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên,1978, Tính toán thiết kế ô tô máy kéo tập I,II,III, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp.

[2]. Dương Đình Khuyến,1992, Thiết kế hệ thống phanh ô tô,máy kéo, NXB Đại học bách khoa Hà nội.

[3]. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng,2000, Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB KH& KT Hà nội.

[4]. Bùi Trọng Lựu, Nguyễn Văn Vượng, 1998, Sức bền vật liệu, NXB GD.

[5].  PGS.TS.Trần Văn Địch, 2002, Thiết kế đồ án CNCTM,NXB KH& KT Hà nội.

[6]. Ngô Hắc Hùng, 2004, Kết cấu và tính toán ô tô, NXB Giao thông vận tải.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"