MỤC LỤC

MỤC LỤC.. 4

LỜI NÓI ĐẦU.. 7

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 9

1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống phanh. 9

1.1.1. Công dụng. 9

1.1.2. Yêu cầu  9

1.1.3. Phân loại 10

1.2. Cấu tạo chung hệ thống phanh. 10

1.3. Kết cấu chung của hệ thống phanh. 11

1.3.1. Hệ thống phanh có dẫn động thuỷ lực. 11

1.3.2. Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén. 12

1.3.3. Hệ thống phanh có dẫn động liên hợp. 13

1.4. Cơ cấu phanh. 15

1.4.1. Cơ cấu phanh guốc. 15

1.4.2. Cơ cấu phanh đĩa. 19

1.5. Dẫn động phanh. 22

1.5.1. Dẫn động phanh cơ khí 22

1.5.2. Dẫn động phanh thuỷ lực. 23

1.5.3. Dẫn động phanh khí nén. 26

1.6. Các phương án cường hoá. 27

1.6.1. Phương án 1: cường hoá khí nén. 27

1.6.2. Phương án 2: Cường hoá chân không. 27

1.6.3. Phương án 3: Cường hoá chân không kết hợp với thuỷ lực. 29

1.6.4. Phương án 4: Cường hoá bằng năng lượng điện từ. 30

1.6.5. Kết luận  30

1.7. Chọn phương án thiết kế. 31

1.7.1. Chọn phương án thiết kế. 31

1.7.2. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh theo phương án thiết kế. 32

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH.. 33

2.1. Thông số ban đầu dùng để tính toán thiết kế. 33

2.2. Xác định mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh. 34

2.3. Tính toán cơ cấu phanh sau ( phanh guốc ) 36

2.3.1. Chọn thông số hình học. 36

2.3.2. Xác định mô men phanh do mỗi guốc phanh sinh ra. 37

2.4. Tính toán cơ cấu phanh trước (phanh đĩa) 40

2.5. Xác định bề rộng má phanh. 42

2.5.1. Đối với cơ cấu phanh đĩa (phanh cầu trước) 42

2.5.2. Đối với cơ cấu phanh guốc (phanh cầu sau) 43

2.6. Tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh. 43

2.6.1. Tính bền má phanh theo công ma sát riêng. 43

2.6.2. Tính nhiệt phát ra trong quá trình phanh. 44

2.6.3. Kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh. 46

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN DẪN DỘNG PHANH.. 48

3.1. Tính toán dẫn động phanh. 48

3.1.1. Hành trình dịch chuyển đầu pittông xi lanh công tác của cơ cấu ép. 48

3.1.2. Xác định đường kính xi lanh công tác và xilanh chính. 49

3.1.3. Hành trình dịch chuyển của pittông xilanh chính. 51

3.1.4. Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh. 52

3.1.5. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa tính trợ lực. 53

3.2. Thiết kế tính toán bộ trợ lực. 53

3.2.1. Lực trợ lực cần thiết của bộ cường hoá chân không. 54

3.2.2. Đường kính của xilanh bầu trợ lực. 54

3.2.3. Tính lò xo màng cường hoá. 55

3.3. Tính toán các chỉ tiêu phanh. 56

3.3.1. Gia tốc chậm dần đều. 57

3.3.2. Thời gian phanh. 57

3.3.3. Quãng đường phanh. 59

CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG.. 60

4.1. Những chú ý khi kiểm tra hệ thống phanh. 60

4.2. Bảo dưỡng kĩ thuật 60

4.3. Các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân, cách khắc phục. 61

4.3.1. Phanh không ăn. 61

4.3.2. Phanh ăn đột ngột 63

4.3.3. Phanh bị dính dầu. 63

4.3.4. Phanh bị ướt 64

4.3.5. Bề mặt má phanh ép không hết lên tang phanh. 64

4.3.6. Phanh ăn lệch, hay không tác dụng ở một bánh xe. 64

4.3.7. Có tiếng kêu trong tang phanh. 64

4.3.8. Mức dầu phanh bị giảm liên tục. 65

4.3.9. Phanh tự xiết (Bó phanh) 65

4.4. Xả "e" ở xilanh phanh chính và các xilanh bánh xe. 65

KẾT LUẬN.. 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 68

LỜI NÓI ĐẦU

   Ngày nay, ô tô chiếm một vị trí quan trọng trong ngành kính tế quốc dân. Nó đảm bảo khả năng vận hàng hóa cũng như hành khách từ mọi nơi trên thế giới.

   Ở Việt Nam, phương tiện ô tô ngày càng phát triển và đa dạng. Nhu cầu vận chuyển hàng hóa và hành khách tăng theo sự phát triển của ngành kinh tế. Tuy nhiên, ngành công nghiệp chế tạo ô tô thì chưa đáp ứng được các đòi hỏi của thị trường. Do vậy việc phát tiển ngành công nghiệp ô tô đang được Đảng và nhà nước rất quan tâm và tạo điều kiện để phát triển ngành công nghiệp ô tô.

   Đối với người kỹ sư việc thiết kế là một công việc rất quan trọng. Qua đó đánh giá được khả năng, năng lực làm việc của người kỹ sư. Đồ án tốt nghiệp là cơ sở để đánh giá năng lực làm việc, kiến thức của sinh viên. Nó thể hiện được khả năng sáng tạo của người kỹ sư tương lai trước các vẫn đề kỹ thuật thường gặp sau này.

   Hệ thống phanh trên ô tô là một hệ thống quan trọng. Giúp nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của xe. Hơn thế nữa, nó còn thực hiện nhiệm vụ là đảm bảo sự an toàn cho người và hàng hóa trên xe.

   Do vậy, đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe chỉ huy” là một đề tài quan trọng và rất cần thiết.

Nội dung của đồ án tốt nghiệp bao gồm:

- Phần thuyết minh:

+ Phân tích chọn phương án thiết kế

+ Tính toán thiết kế cơ cấu phanh.

+ Tính toán thiết kế dẫn động phanh.

+ Hướng dẫn sử dụng.

- Phần bản vẽ:

+ Bản vẽ hình dáng xe chỉ huy.

+ Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh.

+ Kết cấu cơ cấu phanh cầu trước.

+ Kết cấu cơ cấu phanh cầu sau.

+ Kết cấu cụm xi lanh chính và trợ lực.

   Trong quá trình làm đồ án em nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo:PGS, TS ………………, cùng các thầy giáo trong bộ môn. Nhưng do trình độ bản thân còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các thầy để đồ án được hoàn thiện hơn!

                                       Hà nội, ngày … tháng … năm 20…

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

1.1.2. Yêu cầu

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

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

1.1.3. Phân loại

- Phân loại theo công dụng: phanh chính, phanh dừng, phanh dự trữ, phanh phụ, phanh kéo moóc.

- Theo cách bố trí có thể chia hệ thống phanh thành: phanh ở bánh xe, phanh ở truyền lực.

- Theo kết cấu của cơ cấu phanh: phanh guốc, phanh đĩa, phanh dải.

1.2. Cấu tạo chung hệ thống phanh

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình 1.1:

Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:

- Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm bánh xe khi phanh ô tô.

- Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ khí, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau.

1.3. Kết cấu chung của hệ thống phanh

1.3.1. Hệ thống phanh có dẫn động thuỷ lực

Dẫn động phanh thuỷ lực áp dụng rộng rãi trên các hệ thống phanh chính của ô tô con, ô tô quân sự và xe bọc thép bánh hơi. Trong dẫn động phanh thuỷ lực, lực tác dụng từ bàn đạp được truyền đến cơ cấu phanh bằng chất lỏng (dầu). Do vậy, dẫn động phanh thuỷ lực đơn giản được áp dụng trên các xe có trọng tải không lớn.

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động thủy lực được mô tả trên hình 1.2.

Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh nhờ lò xo hồi vị, dầu được đẩy từ xi lanh công tác trở về xi lanh chính.

1.3.2. Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén

Phanh khí sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người lái không cần mất nhiều lực để điều phanh.

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén được mô tả trên hình 1.3:

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 đến các bầu phanh 5 và 6. Màng của bầu phanh sẽ bị ép và dẫn động cam phanh 9 quay, do đó các má phanh 10 được ép vào trống phanh 11 để tiến hành quá trình phanh.

1.3.3. Hệ thống phanh có dẫn động liên hợp

Dẫn động phanh liên hợp thường là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén. Nó kết hợp được ưu điểm của hai loại dẫn động thuỷ lực và khí, khắc phục nhược điểm của chúng. Phần thuỷ lực của dẫn động loại này có kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ, bảo đảm độ tin cậy của hệ thống cao, phanh đồng thời được tất cả các bánh xe. Phần khí nén cho phép điều khiển phanh nhẹ nhàng, đồng  thời bảo đảm khả năng tuỳ động và khả năng điều khiển phanh rơ moóc.

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động liên hợp được mô tả trên hình 1.4.

Máy nén khí 1 bơm khí nén qua bình lọc 2 sẽ cung cấp khí nén đến bình chứa 3. Khi tác dụng lên bàn đạp phanh 9, van sẽ mở để khí nén từ bình chứa 3 đến xi lanh lực sinh lực ép trên pittông 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.

1.4. Cơ cấu phanh

1.4.1. Cơ cấu phanh guốc

a. Cơ cấu phanh có chốt tựa một phía và lực đẩy guốc bằng nhau

Đặc điểm của cơ cấu phanh này là có lực tác dụng lên guốc bằng nhau P₁ = P₂ do đường kính piston xilanh công tác bằng nhau. Để đánh giá sự làm việc của cơ cấu phanh, trên sơ đồ đưa ra phản lực pháp tuyến X₁ và X₂ tác dụng từ tang phanh lên guốc và các lực ma sát tương ứng Y₁ và Y₂. Để đơn giản chúng ta giả thiết rằng các phản lực pháp tuyến và lực ma sát là lực tập trung và đặt chính giữa bề mặt làm việc của guốc.

Để bảo đảm thời gian phục vụ của các mà phanh (tấm ma sát) như nhau có thể làm như sau:

- Làm má phanh guốc trước dài hơn má phanh guốc sau.

- Làm đường kính piston xi lanh công tác cho guốc trước nhỏ cho guốc sau.

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

Trong sơ đồ này, cơ cấu doãng má phanh sử dụng cam phanh đối xứng, cho nên khi dịch chuyển của cam như nhau về 2 phía sẽ tạo chuyển dịch 2 guốc như nhau, và do đó đảm bảo các giá trị phản lực pháp tuyến, lực ma sát và mômen phanh sẽ như nhau đối với cả guốc phanh trước và guốc phanh sau. Tuy mhiên lực đẩy từ cam phanh lên 2 guốc nhận được là khác nhau: P₁> P₂, bởi vì nếu ở thời điểm đầu, khe hở giữa má phanh và tang phanh như nhau thì má phanh trước mòn nhiều hơn má phanh sau và sau một thời gian khe hở ở guốc trước sẽ lớn hơn khe hở ở guốc sau nên lực đẩy từ cam phanh lên guốc sẽ khác nhau. 

d. Cơ cấu phanh có cường hóa và chốt tựa chung cho cả 2 guốc.

Cơ cấu phanh loại này còn gọi là cơ cấu phanh kiểu bơi, ở cơ cấu phanh kiểu bơi người ta sử dụng lực ma sát xuất hiện giữa tang trống và guốc phanh trước (khi xe tiến) hoặc giữa guốc phanh sau và tang phanh (khi xe lùi) để tác dụng lên guốc sau hoặc guốc trước. Lúc đó hiệu quả phanh sẽ tăng lên do guốc trước có thêm lực đẩy R. Hiệu quả phanh theo cả hai chiều tiến và lùi là như nhau.

1.4.2. Cơ cấu phanh đĩa

Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa được thể hiện trên hình 1.9, 1.10, 1.11, 1.13. Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa gồm:

- Một đĩa phanh được lắp với moay ơ của bánh xe và quay cùng bánh xe.

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe.

a. Loại giá đỡ cố định (hình 1.9)

Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xilanh bánh ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xilanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.

b. Loại giá đỡ di động (hình 1.11)

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 phánh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.

1.5. Dẫn động phanh

Dẫn động phanh cần phải bảo đảm sự nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng thời làm việc của các cơ cấu phanh. Đồng thời bảo đảm sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cầu. Mặt khác dẫn động phanh còn phải bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng trên bàn đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh làm việc, bảo đảm hiệu suất làm việc cao, kết cấu đơn giản và có độ tin cậy làm việc cao.

1.5.1. Dẫn động phanh cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, đòn, dây cáp... Trên ô tô hiện nay thường dùng dẫn động phanh cơ khí điều khiển bằng tay ở hệ thống phanh dừng (khi xe đã đỗ ở đường bằng hoặc ngang dốc) ta thường gọi là phanh tay.

Phanh tay có thể có dạng tang trống, dạng đĩa và đặt ở phần truyền lực hoặc ở các bánh xe của cầu sau.

1.5.2. Dẫn động phanh thuỷ lực

Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống dẫn động phanh chính bằng thủy lực được thể hiện trên hình vẽ 3.1.

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực bao gồm: bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xilanh công tác (xi lanh bánh xe).

Trong hệ thống phanh bằng thủy lực tùy theo sơ đồ của mạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.

Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trong hệ thống phanh chính (phanh chân) của ô tô du lịch, ô tô vận tải nhỏ và trung bình, ô tô quân sự có trọng lượng toàn bộ đến 60000 N.

Trong dẫn động phanh thuỷ lực, lực tác dụng lên bàn đạp được truyền đến cơ cấu phanh nhờ chất lỏng (dầu phanh). Do phải sử dụng năng lượng của lái xe để tạo ra lực phanh cho nên chỉ áp dụng cho các xe có trọng lượng tương đối nhỏ thì mới bảo đảm tạo ra lực phanh cần thiết tương ứng với chế độ phanh cấp tốc. Dẫn động phanh thuỷ lực gồm các phần tử chủ yếu sau đây:

- Cơ cấu điều khiển: là xi lanh phanh chính được liên hệ với bàn đạp phanh. Thường bầu dầu phanh được gắn trực tiếp phía trên xi lanh phanh chính.

- Cơ cấu chấp hành: là các xilanh phanh bánh xe được đặt trong cơ cấu phanh, có tác dụng tạo lực đẩy lên guốc.

a. Dẫn động một dòng

Dẫn động một dòng có nghĩa là đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. 

b. Dẫn động hai dòng

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xilanh chính có hai dòng dầu độc lập dẫn đến các bánh xe ô tô. Để có hai dòng dầu độc lập người ta có thể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng một xilanh chính kép. Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, trên hình 2.2 giới thiệu năm phương án thường được sử dụng.

Việc dẫn động phanh hai dòng đòi hỏi xilanh chính phải có hai ngăn, làm việc độc lập, được điều khiển từ một cần đầy pittông liên hệ với bàn đạp phanh. Các ngăn 1, 2 trong sơ đồ dẫn động các xilanh bánh xe theo sơ đồ nêu trên.

Ở sơ đồ a (kiểu TT): Một dòng dẫn động hai bánh xe cầu trước, một dòng dẫn động hai bánh xe ở cầu sau. Ở sơ đồ b (kiểu K) dẫn động chéo: Một dòng cho một bánh xe bánh xe trước và một bánh xe sau và dòng còn lại cho các bánh xe chéo. Các ô tô con hiện nay thường áp dụng hai sơ đồ này vì cấu trúc đơn giản và giá thành không cao.

1.5.3. Dẫn động phanh khí nén

Dẫn động phanh khí nén sử dụng trên các ô tô vận tải cỡ lớn, trung bình hoặc xe kéo moóc, xe buýt... Dẫn động cơ cấu phanh sử dụng năng lượng của không khí nén, lái xe chỉ cần một lực đạp phanh nhỏ để mở van phân phối khí nén.

1.6. Các phương án cường hoá

1.6.1. Phương án 1: cường hoá khí nén

Cấu tạo chung của bộ trợ lực cường hoá khí nén được mô tả trên hình 1.15 dưới đây.

1.6.2. Phương án 2: Cường hoá chân không

Cấu tạo chung của bộ trợ lực cường hoá chân không được mô tả trên hình 1.16 dưới đây.

1.6.3. Phương án 3: Cường hoá chân không kết hợp với thuỷ lực

Cấu tạo chung của bộ trợ lực cường hoá chân không kết hợp với thuỷ lực được mô tả trên hình 1.17 dưới đây

1.6.4. Phương án 4: Cường hoá bằng năng lượng điện từ

Cấu tạo chung của bộ trợ lực cường hoá bằng năng lượng điện từ được mô tả trên hình 1.17 dưới đây.

1.6.5. Kết luận

Trong 4 phương án cường hoá nói trên, phương án nào cũng đảm bảo được quan hệ tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh, như vậy là đã đảm bảo được yêu cầu trước tiên đối với bộ trợ lực. Vấn đề còn lại là ta phải chọn ra một phương án phù hợp với bố trí trên xe và đặt hiệu quả về kinh tế.

Từ những phân tích ở trên ta chọn phương án cường hoá chân không vì:

- Bộ trợ lực chân không mà phương án đưa ra có kết cấu đơn giản nhất, không phức tạp như trợ lực khí nén với quá nhiều các cụm chi tiết. Điều này cho phép hạ giá thành sản xuất và tạo thuận lợi cho việc bảo dưỡng, sửa chữa.

- Với lực phanh yêu cầu (lực phanh tham khảo) ta hoàn có thể thiết kế được một bộ trợ lực có kích thước nhỏ, từ đó có thể có nhiều phương án bố trí.

1.7. Chọn phương án thiết kế

1.7.1. Chọn phương án thiết kế

Căn cứ vào nhiệm vụ của đồ án là tính toán thiết kế hệ thống phanh xe chỉ huy và căn cứ vào ưu, nhược điểm của từng cơ cấu phanh, và để đơn giản trong quá trình lắp đặt, bảo dưỡng sửa chữa ta bố trí cơ cấu phanh đĩa trên cầu trước còn bố trí cơ cấu phanh guốc chốt tựa cùng phía và lực đẩy lên các guốc bằng nhau trên cầu sau vì:

Phanh sau hứng chịu toàn bộ chất bẩn và mảnh vỡ văng ra từ lốp trước nên yêu cầu phanh sau cần được bao kín. Khi phanh do quán tính khối lượng của khối lượng toàn bộ ô tô nên trọng tâm dịch chuyển về phía trước nên tải trọng phân bố lên cầu trước tăng còn tải trọng phân bố lên cầu sau giảm. Có nghĩa là lực cản do cơ cấu phanh ở bánh sau sinh ra ở cầu trước bao giờ cũng cao hơn cầu sau. Và dùng cơ cấu phanh guốc cho cầu sau giảm được chi phí sản xuất mà vẫn đảm bảo an toàn khi xe vận hành.

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

Như vậy phương án thiết kế cho hệ thống phanh là tính toán thiết kế hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực hai dòng, trợ lực chân không (nếu có), với cơ cấu phanh guốc bố trí ở cầu sau và cơ cấu phanh đĩa bố trí ở cầu trước. Phần tính toán thiết kế cơ cấu phanh được trình bày trong chương 2, và tính toán thiết kế dẫn động phanh được trình bày trong chương 3.

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh theo phương án thiết kế được thể hiện trên hình 1.19.

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH

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

Nhiệm vụ tính toán thiết kế:

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

- Chọn cơ cấu phanh và các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh.

- Xác định lực đẩy cần thiết tác dụng lên các guốc phanh.

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

2.1. Thông số ban đầu dùng để tính toán thiết kế

Thông số ban đầu dùng để tính toán thiết kế thể hiện như bảng 2.1.

2.2. Xác định mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh

Mômen 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. Ngoài ra còn phải đảm bảo giữ ô tô đứng ở độ dốc cực đại (mômen sinh ra ở phanh tay).

Ta có:

G – trọng lượng ô tô khi tải đầy.

G₁, G₂ – tải trọng tương ứng tác dụng lên các bánh xe trước và sau ở trạng   thái tĩnh, trên bề mặt nằm ngang.

M₁, m₂ – hệ số phân bố tải trọng tương ứng lên cầu trước và cầu sau khi phanh.

a, b – khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ô tô đến cầu:

a = L₀  = 2380.  = 1296 (mm)

b = L₀– a = 2380 – 1296 = 1084 (mm)

L – chiều dài cơ sở của ô tô.

φ – hệ số bám giữa lốp và đường (φ = 0,7 – 0,8).

h_g – chiều cao trọng tâm của ôtô.

g – gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s².

j_max – gia tốc chậm dần cực đại khi phanh,  j_max = φ.g = 0,7.9,81 = 7 (m/s²)

Thay số vào công thức (2.3) và (2.4) ta được:

m₁  = 1,528

m₂ = 0,558

Thay số vào công thức (2.1) và (2.2) ta được:

P_pt = 604,053 (KG) = 5925,760 (N)

P_ps = 263,947 (KG) = 2589,32 (N)

Ta có kích thước lốp xe: 8,40 – 15 (inch)

Ta có: bán kính bánh xe thiết kế: r = (8,40 + ).25,4 = 403,86 (mm)

Bán kính tính toán của bánh xe: r_bx = λ₁.r

Với:

λ₁ – hệ số biến dạng của lốp, chọn λ₁ = 0,935

Vậy:  r_bx = 0,935.403,86 = 377,61    (mm)

Thay số vào (2.5) và (2.6) ta được:

M_pt  = 228,19 (KGm)

M_ps = 99,64 (KGm)

2.3. Tính toán cơ cấu phanh sau (phanh guốc)

2.3.1. Chọn thông số hình học

Ta có:

D_t  đường kính tang phanh, chọn theo công thức kinh nghiệm:

D_t = 0,74.r_bx = 0,74.377,61 = 280 (mm)

Bán kính tang phanh:  r_t = 0,5.D_t = 0,5.280 = 139,5  (mm)

Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến xi lanh:

a = 0,8.r_t = 0,8.139,5 = 111,6 (mm)

Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt tựa:

c = a = 111,6  (mm)

Khoảng cách từ chốt tựa đến tang phanh:

e = 0,85.r_t = 0,85.139,5 = 118,6  (mm)

Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt tựa chung:

d = r_t – e = 139,5 – 118,6 = 20,9  (mm)

Hệ số ma sát giữa má phanh và tang phanh μ = 0,35.

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

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

Góc ôm của má phanh: D = β₀

A = cosβ₁ – cosβ₂ = cos33 – cos153 = 1,730 (rad)

B = sinβ₂ – sinβ₁ = sin153 – sin33 = - 0,091 (rad)

Do cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh có chốt tựa một phía và lực đẩy lên các guốc bằng nhau nên lực đẩy lên các guốc phanh của cơ cấu phanh sau được tính theo công thức sau:

Thay số vào ta được: k_T = 1,435

Thay số vào công thức (2.7) ta được: P₁ = P^’₁ = 314,7 (Kg)

Mômen phanh do guốc trước của cơ cấu phanh bánh sau (guốc bên trái) sinh ra là: M_ps1 = 75,3 (KGm)

Mômen phanh do guốc sau của cơ cấu phanh bánh sau (guốc bên phải) sinh ra là: M_ps2 = 24,84 (KGm)

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

Góc ôm của má phanh:

D = cosβ₁ – cosβ₂ = cos33 – cos153 = 1,73

β₀ = (β₂ – β₁).  = (153 – 33). = 2,093 (rad)

A = β₀ - .(sin2β₂ – sin2β₁) = .2,093 - .(sin2.153 – sin2.33) = 1,478 (rad)

B = (sin²β₂ – sin²β₁) = . (sin²153 – sin²33) = - 0,045 (rad)

Thay số ta được: k_T  = 1,368

Thay số vào công thức (2.8) ta được: P₁ = P^’₁ = 330,07 (KG)

Mômen phanh do guốc trước của cơ cấu phanh bánh sau (guốc bên trái) sinh ra là: M_ps1 =  74,8 (KGm)

Mômen phanh do guốc sau của cơ cấu phanh bánh sau (guốc bên phải) sinh ra là: M_ps2 = 24,84 (KG.m)

2.4. Tính toán cơ cấu phanh trước (phanh đĩa)

Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh là:

                   M_pt = pμQR_tb                                                (2.9)

Trong đó:

p – số lượng đôi bề mặt ma sát, ở cơ cấu phanh đang tính p = 2.

μ – hệ số ma sát giữa đĩa phanh và má phanh, μ = 0,3.

R_tb – bán kính trung bình của má phanh.

Q – lực ép má phanh vào với đĩa phanh.

Chọn đường kính ngoài của đĩa  D = 26 cm.

Vậy: R₂ = 0,5.D₂ = 13cm.

Bán kính trong đĩa phanh chọn sơ bộ là: R₁ = (0,53  0,75)R₂ = 6,89 9,75 (cm). Chọn R₁ = 7,0 cm.

Thay vào công thức (2.12) ta được: R_tb = 10,3 (cm)

Thay số vào công thức (2.11) ta được: Q = 18110,99 (N)

2.5. Xác định bề rộng má phanh

2.5.1. Đối với cơ cấu phanh đĩa (phanh cầu trước)

Ta có:

R₁ –bán kính trong của tấm ma sát, R₁ = 7,0 cm.

R₂ –bán kính ngoài của tấm ma sát, R₂ = 13 cm.

q – áp suất làm việc trung bình hình thành giữa má phanh và đĩa phanh trong quá trình phanh, phải nhỏ hơn giá trị cho phép [q] = 1,5  2,0 (MN/m²).

α – góc ôm má phanh.

Từ công thức (3.15) ta suy ra góc ôm má phanh là: α = 1,5 (rad) = 86⁰

Chiều dài cùng tại bán kính trung bình: C₁ = R_tb.α = 0,103.1,5 = 0,155 (m)

Như vậy thông số của cơ cấu phanh trước (phanh đĩa) như sau:

- Bán kính ngoài đĩa phanh: R₂ = 13 cm.

- Bán kính trong đĩa phanh: R₁ = 7 cm.

- Bán kính trung bình: R_tb = 10,3 cm.

- Bề rộng vành khăn: b_vk = 6 cm.

- Góc ôm má phanh: α = 86⁰.

- Chiều dài cung trung bình: C₁ = 0,155 m.

2.5.2. Đối với cơ cấu phanh guốc (phanh cầu sau)

Xác định chiều rộng má phanh theo điều kiện áp suất.

Ta có áp suất giới hạn trên bề mặt má phanh: [q] = 1,5 -2,0 (MN/m²)

M_ps – mômen phanh sinh ra ở một cơ cấu phanh cầu trước.

μ – hệ số ma sát, μ = 0,35.

β₀ – góc ôm má phanh, β₀ = 2,093 rad.

r_t – bán kính tang phanh, r_t = 139,5 mm.

b – chiều rộng của má phanh.

Từ công thức (2.15) suy ra: b = 0,035 (m)

Như vậy bề rộng má phanh sau là: b = 0,035 m.

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

2.6.1. Tính bền má phanh theo công ma sát riêng

Ta có:

G – trọng lượng xe khi đẩy tải, G = 2480 KG.

V₀ – vận tốc của xe khi bắt đầu phanh, lấy V₀  = 60 Km/h = 16,67 m/s; g = 9,81 m/s².

F_Σ – diện tích toàn bộ của má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ô tô: F_Σ = F₁ + F₂

α – góc ôm của tấm ma sát, α = 86⁰.

R₁ – bán kính trong của tấm ma sát, R₁ = 0,07 m.

R₂ – bán kính ngoài của tấm ma sát, R₂ = 0,13 m.

Thay số vào công thức (2.15) ta được:

F₁ = (0,13² – 0,07²).86.  = 0,036 (m²)

F₂ = 2.b.r_t. .(β^’₀ + β₀) = 2.0,035.0,1395. .(80 + 120) = 0,034 (m²)

Vậy : F_Σ = 0,036 + 0,034 = 0,07 m²

Thay vào công thức (2.14) ta được: L = 4917381 (Nm/m²)

Đối với ô tô du lịch : [L] = 4000 - 15000 KNm/m².

Vậy L = 4917,381  (KNm/m²) <  [L].

Như vậy kích thước má phanh đã chọn đảm bảo công ma sát riêng.

2.6.2. Tính nhiệt phát ra trong quá trình phanh

Khi phanh, động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng. Một phần năng lượng nhiệt này làm nóng các cơ cấu, một phần tỏa ra môi trường xung quanh. Nếu nhiệt lượng làm nóng các cơ cấu lớn có thể dẫn đến làm hỏng các chi tiết của cơ cấu phanh như làm mất tính đàn hồi của lo xo mặt khác nhiệt độ cao ở má phanh sẽ ảnh hưởng đến hệ số ma sát giữa má phanh và trống và vì vậy sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả phanh.

Ta có:

G – Trọng lượng của ô tô,G = 2480.9,81 = 24329 (N).

g – gia tốc trọng trường.

V₁, V₂ – vận tốc ban đầu và tốc độ cuối quá trình phanh (m/s).

m_t – khối lượng các trống phanh và các chi tiết liên quan với chúng bị nung nóng (Kg).

c – nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng, c = 500 J/Kg độ.

τ – sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí (⁰K).

K_t – diện tích làm mát của trống phanh.

K – hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí (W/m² 1⁰K).

t – thời gian phanh (s).

Yêu câu độ tăng nhiệt độ của tang phanh khi phanh ở V = 30 Km/h cho đến khi dừng hẳn không vượt quá 15⁰.

Từ công thức (2.17) ta suy ra : τ < 15⁰

=> m_t > 11,39 (Kg)

Trên thực tế tổng khối lượng của các chi tiết bị nung nóng gồm hai tang trống phanh sau và hai đĩa phanh trước là lớn hơn 11,39 Kg do vậy với cơ cấu phanh đã chọn đảm bảo sự thoát nhiệt theo yêu cầu.

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

Hiện tượng tự xiết chỉ sảy ra đối với phanh tang trống. Hiện tượng xảy ra khi má phanh ép sát vào tang phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của cơ cấu doãng má phanh lên guốc phanh: ρ = 0,164

Thay số vào công thức (2.18) ta được : μ = 0,62 > 0,35

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

Kết luận: Trong chương này, đồ án đã tính toán được mômen phanh sinh ra ở guốc, tính toán cơ cấu phanh trước và phanh sau, và tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh. Song đồ án vẫn chưa kiểm nghiệm bền các chi tiết của cơ cấu phanh.

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ TÍNH TOÁN DẪN DỘNG PHANH

Dựa trên cơ sở xác định được mômen 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 ta có cơ sở để tính toán thiết kế dẫn động phanh.

Yêu cầu khi thiết kế dẫn động phanh:

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

- Đảm bảo tác động tuỳ động, nghĩa là bảo đảm sự tỉ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và mômen phanh tác dụng lên bánh xe.

- Thời gian chậm tác dụng nhỏ.

- Đảm bảo độ tin cậy làm việc.

- Điều khiển thuận tiện nhẹ nhàng.

3.1. Tính toán dẫn động phanh

3.1.1. Hành trình dịch chuyển đầu pittông xilanh công tác của cơ cấu ép

Trong truyền động phanh dầu, để tạo cơ cấu ép cho cơ cấu phanh chúng ta thường dùng pittông để truyền lực ép P lên guốc phanh.

- Đối với cơ cấu phanh đĩa: Hành trình dịch chuyển của pittông công tác x (mm) của cơ cấu ép được xác định bằng: x = δ

với cơ cấu phanh đĩa, khe hở hướng trục δ thường khá nhỏ với giá trị khoảng 1 mm.

δ₀ – khe hở hướng kính trung bình giữa má phanh và trống phanh, thường được chọn theo kinh nghiệm 0,5  0,6 (mm), chọn δ₀ = 0,6 mm

δ_m – là độ mòn hướng kính cho phép nằm trong khoảng 1,0  1,2 (mm) thì hành bàn đạp sẽ đặt cực đại cho phép [S_bd] mà tại đó cần điều chỉnh khe hở hường kính trung bình δ₀, chọn δ_m = 1 mm.

a,c – các kích thước của guốc phanh, a = c = 111,6 mm.

Thay số vào công thức (3.1) ta được: x = 3,2 (mm)

3.1.2. Xác định đường kính xilanh công tác và xilanh chính

a. Xác định đường kính xilanh công tác (xilanh bánh xe)

- Xác định đường kính xilanh bánh xe trước:

Ta có:

Q – lực ép má phanh vào đĩa phanh, Q = 18110,99  KG.

d₁ – đường kính xilanh bánh xe trước.

n – số xilanh trên một cơ cấu phanh, n = 2.

p₀ – áp suất dầu trong hệ thống khi phanh, p₀ = 5000  8000 (KN/m²).

Thay số vào công thức (3.2) ta được: d₁ = 0,048 (m) = 48 (mm)

- Xác định đường kính xilanh bánh xe sau:

Ta có:

P₁  - lực đẩy lên các guốc phanh của cơ cấu phanh, P₁ = 330,070 (KGluc).

D₂ – đường kính xilanh bánh xe sau.

p₀ – áp suất dầu trong hệ thống khi phanh, p₀ = 5000  8000 (KN/m²).

Thay số vào công thức (2.14) ta được: d₂ = 0,020 (m) = 20 (mm)

b. Xác định đường kính xilanh chính D

Ta có:

i_k - là tỷ số khuếch đại thuỷ lực của xilanh thứ k so với xilanh chính. Trong thực tế kinh nghiệm đối với hệ thống phanh dầu thì tỷ số đường kính từ 1,0  1,7 nên tỷ số khuếch đại thuỷ lực có thể lên đến i_k = 0,75  1,5.

Ở đây: d_kmin - là giá trị nhỏ nhất của đường kính xilanh công tác, d_kmax là giá trị lớn nhất của xilanh công tác, còn các số 0,75 và 1,5 là hệ số kinh nghiệm nêu ở trên.

Thay số vào công thức (3.4) ta được: D = 0,032 (m) = 32 (mm)

Đường kính của xilanh điều khiển có thể lấy bằng: d_dk = D = 32 mm.

3.1.3. Hành trình dịch chuyển của pittông xilanh chính

Pittông chính có nhiệm vụ truyền lực từ bàn đạp và bộ trợ lực phanh để tạo ra áp suất cao trong hệ thống phanh.

Ta có:

x₁, x₂ – hành trình dịch chuyển của pittông công tác ở cơ cấu phanh cầu trước/sau. x₁ = x₂ = 3,2 mm.

Số 2 đi theo là để xác định hai pittông công tác ở mỗi phía trong mỗi cơ cấu phanh.

D – đường kính xilanh chính.

d_dk – đường kính xilanh điều khiển.

d₁, d₂ – đường kính của xilanh ở cơ cấu phanh cầu trước, sau.

δ₁, δ₂ – là khe hở thông dầu trong xilanh ở trạng thái ứng với các dòng trước, sau; chọn δ₁ = δ₂ = 1,5 mm.

δ_dk – là khoảng dịch chuyển pittông trợ lực để điều khiển đóng mở van của bộ trợ lực; chọn δ_dk = 1 mm.

K – là hệ số tính đến độ đàn hồi của hệ thống, thường chọn K  1,05  1,07, chọn K = 1,07.

Thay số vào công thức (3.5) ta được: h = 40,1 (mm)

3.1.4. Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh

a. Tỷ số truyền bàn đạp i_bđ

Đòn bàn đạp phanh có nhiệm vụ truyền lực bàn đạp của lái xe lên pittông của xilanh chính. Chuyển dịch của đầu bàn đạp phanh có thể xác định:

S_bđ = (h + δ.K).i_bđ                           (3.6)

Trong đó:

h – hành trình dịch chuyển của pittông chính, h = 19,9 mm.

i_bđ – tỷ số truyền bàn đạp.

S_bđ  [S_bđ], đối với ô tô du lịch [S_bđ] = 150  160 (mm), chọn S_bđ = 150 mm với khe hở làm việc giữa má phanh và đĩa phanh δ = 0,5 mm.

Vậy tỷ số truyền bàn đạp là: i_bđ = 3,7; i_bđ =  =  = 3,7

b. Hành trình bàn đạp phanh

- Hành trình bàn đạp thực tế không xét tới lượng mòn δ_m = 0.

S_bđ = (h^* + δ.K).i_bđ

Với δ₀ = 0 thì x = 1 mm, ta có: h^* = 15,5 (mm)

vậy: S_bđ = (15,5 + 0,5.1,07).3,7 = 59,3 (mm)

- Hành trình làm việc khi cho các khe hở bằng 0, tức là δ₁ = δ₂ = δ_dk = δ = 0

h^** = 11,3

S_lv = h^**.i_bđ = 11,3.3,7 = 41,8

Ta có tỷ số giữa S_bđ/S_lv = 1,42

So với tỉ số kinh nghiệm hiện nay nằm trong khoảng 1,4 - 1,7 là phù hợp.

3.1.5. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa tính trợ lực

Ta có:

D – đường kính xilanh chính, D = 32 mm.

p – áp suất dầu làm việc của hệ thống, p = 5000.10³ N/m².

i_bđ – tỉ số truyền bàn đạp, i_bđ = 3,7.

Thay số vào công thức (3.7) ta được: P_bđ = 1270 (N)

Trong khi đó lực phanh lớn nhất mà người lái tạo ra là khoảng 450 N. Như vậy cần thiết phải có trợ lực.

3.2. Thiết kế tính toán bộ trợ lực

3.21. Lực trợ lực cần thiết của bộ cường hoá chân không

Ta có:

P_bđ – lực đạp phanh, lấy P_bđ = 300N.

P_tl – lực của bộ trợ lực.

i_bđ – tỷ số truyền bàn đạp, i_bđ = 3,7.

i_tl – tỷ số khuếch đại, tính từ xilanh trợ lực đến pittông của xilanh cung cấp dầu cho các xilanh công tác; i_tl = 1.

D – đường kính xilanh chính, D = 0,032 m.

p – áp suất dầu làm việc của hệ thống, p = 5000.10³ N/m².

Từ công thức (3.8) ta xác định được lực yêu cầu của bộ trợ lực được xác định bằng: P_tl > = 3402 (N)

3.2.2. Đường kính của xilanh bầu trợ lực

Ta có:

P_tl – lực của bộ trợ lực, P_tl = 3402 N.

D_b – đường kính của xilanh bầu trợ lực.

Tử công thức (3.9) ta suy ra đường kính của xilanh bầu trợ lực là: D_b = 0,258 (m) = 258 (mm)

3.3.3. Tính lò xo màng cường hoá

Lò xo màng cường hoá được tính theo chế độ lò xo trụ chịu nén.

- Đường kính lò xo:

d – đường kính dây lò xo.

F_max – lực lớn nhất tác dụng lên lò xo, F_max = 180 N.

c – hệ số đường kính, c =  

Với: D_tb – đường kính trung bình của vòng lò xo.

D_tb =  , trong đó D₁, D₂ là đường kính nhỏ nhất và lớn nhất của vòng lò xo.

Chọn c = 15.

k – hệ số kể đến độ cong của dây lò xo: k =  =   = 1,09

- ứng suất cho phép, với lò xo làm bằng thép,  = 330 MPa.

Thay số vào công thức (3.10) ta được: d = 4,8 (mm)

Đường kính trung bình vòng lò xo: D_tb = c.d = 15.4,8 = 72 (mm)

- Số vòng làm việc của lò xo:

x – chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng đến giá trị lớn nhất F_max, từ giá trị F_min, x được chọn dựa vào hành trình của pittông xilanh chính, x = h = 40,1 mm.

G – mô đun đàn hồi vật liệu, G = 8.10⁴ MPa.

d,c – đường kính dây lò xo và hệ số đường kính, d = 4,8mm ; c = 15.

F_max, F_min – x lực lớn nhất, nhỏ nhất tác dụng lên lò xo, F_max = 180 N, F_min = 80 N.

Thay số vào công thức (3.11) ta được: n = 11 (vòng)

3.3. Tính toán các chỉ tiêu phanh

Để đánh giá chất lượng của quá trình phanh có thể dung các chỉ tiêu sau: quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh. Tất cả đều mang tính lý thuyết còn trong thực tế phải kể đến thời gian phản ứng của người lái xe, thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh… Vì vậy để xác định quãng đường phanh thực tế người ta xây dựng giản đồ phanh.

Ta có:

t₁ – thời gian phản xạ của người lái quyết định phanh, t₁ = 0,3  0,8 s; chọn t₁ = 0,8 s

t₂ – thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh, tức là từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào tang phanh. Thời gian này phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh, đối với phanh dầu t₂ = 0,03  0,1 s; chọn t₂ = 0,05 s.

t₃ – thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần. Thời gian này cũng phụ thuộc vào kết cấu dẫn động phanh, đối với phanh dầu t₃ = 0,2  0,4 s; chọn t₃ = 0,2 s.

Như vậy thời gian phanh tổng cộng từ lúc có tín hiệu phanh cho đến khi xe dừng hẳn là:

          t = t₁ + t₂ + t₃ + t₄                                                (3.12)

3.3.1. Gia tốc chậm dần đều

Gia tốc chậm dần khi phanh là một thời trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ô tô.

Ta có:

φ – hệ số bám, φ = 0,7.

g – gia tốc trọng trượng, g = 9,81 m/s².

Thay số vào công thức (3.13) ta đước: J_{p max} = 7 (m/s²)

3.3.2. Thời gian phanh

Thời gian phanh là một thời trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ô tô. Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt.

Thay số vào công thức (3.14) ta được:

t_{p min}  = 1,1 (s)

t₄ = t_{p min} = 1,1 s.

Vậy thời gian phanh thực tế là: t = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ = 0,8 + 0,05 + 0,2 + 1,1 = 2,15 (s)

3.3.3. Quãng đường phanh

Quãng đường phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của xe. Cũng như vậy trong tính năng kỹ thuật của ô tô các nhà chế tạo thường cho biết quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định.

Nếu ta phanh x e cho đến khi dừng hẳn (V₂ = 0, δ^’ = 1) thì ta có: S_pmin == 4,2 (m)

So với bẳng tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành trên đường  (bộ GTVT Việt Nam qui định 1995) đối với xe ô tô du lịch và các loại xe khác thiết kế trên cơ sở ô tô du lịch thì quãng đường phanh không lớn hơn 7,2 m.

Như vậy kết quả trên cho thấy quãng đường phanh của xe là nằm trong giới hạn cho phép.

Kết luận: Trong chương này, đồ án đã tính toán phần dẫn động phanh và thiết kế được bộ trợ lực chân không, tính toán được các chỉ tiêu phanh, song vẫn chưa kiểm bền được các chi tiết như pittông xilanh công tác và pittông xilanh chính, lò xo màng trợ lực và một số chi tiết khác.

CHƯƠNG 4

 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

4.1. Những chú ý khi kiểm tra hệ thống phanh

Khi kiểm tra hệ thống phanh, cần chú ý những yêu cầu chung đối với hệ thống phanh như sau:

- Trong quá trình sử dụng, không được thay đổi kết cấu của hệ thống phanh nếu không được cơ quan có thẩm quyền cho phép.

- Trong quá trình sử dụng, khi có chi tiết bị hư hỏng phải thay thế bằng các chi tiết tương tự do nhà máy chế tạo ô tô đó sản xuất hoặc do cơ sở chế tạo được cơ quan có thẩm quyền cho phép, không được thay thế bằng các chi tiết chế tạo tùy tiện.

- Dầu phanh phải dùng đúng loại do nhà máy sản xuất hoặc loại tương tự do cơ quan có thẩm quyền cho phép.

4.2. Bảo dưỡng kĩ thuật

Thường xuyên theo dõi sự làm việc của hệ thống phanh chân, đồng thời tiến hành điều chỉnh và khắc phục các hư hỏng. Định kì kiểm tra mức dầu phanh trong các bình dầu của xilanh chính và khi cần thiết phải nạp bổ sung cho đủ mức. Mức dầu phanh trong bình được kiểm tra theo vạch dấu trên vỏ bình. Khi nắp mở và nếu các má phanh của cơ cấu phanh còn mới, mức dầu phanh phải đặt ở dấu ‘‘MAX’’. Nếu các đường ống dẫn tốt, mà mức dầu phanh bị tụt thì do các má phanh mòn. Mức dầu phanh cho phép hạ đến dấu ‘‘MIN’’. Trong trường hợp này phải kiểm tra tình trạng các má phanh. Nếu cần phải thay thế má phanh mới và đổ dầu phanh đến mức bình thường.

4.3. Các hư hỏng thường gặp, nguyên nhân, cách khắc phục

4.3.1. Phanh không ăn

a. Không khí lọt vào phần dẫn động thủy lực

- Nguyên nhân:

+ Do mức dầu trong xi lanh chính giảm.

+ Do hệ thống không kín bị rò rỉ dầu phanh.

- Biện pháp khắc phục:

+ Xả khí cho hệ thống.

+ Bổ sung đầy đủ dầu phanh.

b.  Khe hở giữa má phanh và tang phanh lớn

- Nguyên nhân:

+ Khe hở tăng lên do quá trình mài mòn tự nhiên.

- Biện pháp khắc phục:

+ Hệ thống phanh chân được điều chỉnh theo mức độ mòn của guốc phanh bằng cách xoay cam lệch tâm 2 để giảm khe hở giữa guốc phanh – tang trống.

+ Dùng cờ lê quay cam lệch tâm điều chỉnh cho guốc phanh ra đến khi chặt tay, quay cam lệch tâm phải (hướng mâm phanh) theo chiều kim đồng hồ, cam lệch tâm trái - ngược chiều kim đồng hồ .

+ Quay cam lệch tâm theo chiều ngược lại khoảng 30º tương ứng với việc xoay đầu của trục lệch tâm đi một nửa cạnh đầu bulông.

+ Thực hiện các động tác trên cho tất cả các bánh, kiểm tra các tang trống có bị nóng khi xe chạy không.

c. Dầu phanh bị chảy

- Nguyên nhân:

+ Do các cupen bị hỏng.

+ Do các đầu nối bị hở.

+ Đường ống bị thủng, nứt, vỡ.

- Biện pháp khắc phục:

+ Thay thế các cupen.

+ Xiết lại các đầu ống.

+ Thay thế các đoạn ống hỏng.

4.3.2. Phanh ăn đột ngột

a. Nguyên nhân.

- Lò xo kéo guốc phanh bị gãy.

- Má phanh bị gãy.

- Do má phanh mòn quá giới hạn cho phép.

- Do má phanh và guốc phanh tán không chặt.

b. Biện pháp khắc phục

- Tháo thay lò xo mới.

- Thay má phanh mới (Chú ý phải thay cả hai má phanh trên cùng một bánh).

- Điều chỉnh lại chiều dài thanh kéo.

4.3.4. Phanh bị ướt

a. Nguyên nhân

Do khi đi mưa, lội nước, rửa xe gây nên.

b. Biện pháp khắc phục

Phanh liên tục nhiều lần ở tốc độ 10-15 km/h.

3.4.6. Phanh ăn lệch, hay không tác dụng ở một bánh xe

a. Nguyên nhân

- Pittông của một bánh xe bị lệch.

- Má phanh và tang phanh bị mòn.

- Điều chỉnh sai khe hở giữa má phanh và tang phanh của các bánh xe.

b. Biện pháp khắc phục

Kiểm tra điều chỉnh lại pittông xilanh bánh xe, kiểm tra thay thế má phanh và tang phanh nếu không đảm bảo tiêu chuẩn. Kiểm tra điều chỉnh lại khe hở giữa má phanh và tang phanh theo đúng quy định.

4.3.8. Mức dầu phanh bị giảm liên tục.

a. Nguyên nhân

- Xi lanh chính bị chảy dầu.

- Xi lanh bánh xe bị chảy dầu.

- Đường ống bị thủng, vỡ.

b.  Biện pháp khắc phục

- Thay đường ống mới hoặc hàn lại tạm thời.

- Kiểm tra và thay cupen.

4.4. Xả "e" ở xilanh phanh chính và các xilanh bánh xe

Thứ tự xả "e" ở xilanh phanh chính và các xilanh bánh xe :

- Tháo nắp chụp cao su ra khỏi van thông qua của xilanh chính, lắp ống dẫn vào van, ống này có trong bộ dụng cụ theo xe, đầu hở của ống được thả trong dầu phanh đựng trong bình thuỷ tinh dung tích không nhỏ hơn 0,2 lít với mức một nửa chiều cao bình .

- Nới van thông qua ra 1/2 - 3/4 vòng, sau đó đạp vài lần lên bàn đạp phanh (đạp nhanh, nhả chậm). Tiến hành cho đến khi không còn bọt khí đi ra từ ống thì dừng. Trong quá trình xả "e" phải bổ sung dầu phanh vào bình chứa để không cho khí lọt vào hệ thống .

- Đạp bàn đạp phanh, bắt chặt lại van thông qua, tháo ống, lắp lại nắp chụp.

- Xả "e" cho xilanh bánh xe theo thứ tự: đằng sau bên trái, đằng sau bên phải, đằng trước bên phải và đằng trước bên trái.

Kết Luận: Trong chương này, đưa ra những chú ý khi kiểm tra hệ thống phanh, cách bão dưỡng kĩ thuật, nêu ra một số những  nguyên nhân hư hỏng thường gặp và cách khắc phục các hư hỏng đó, và cách xả e ở xilanh chính và xilanh các bánh xe.

KẾT LUẬN

   Sau thời gian nghiên cứu thu thập tài liệu, vận dụng những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo:PGS, TS ………… và các thầy giáo trong bộ môn Ô tô Quân sự đến nay tôi đã hoàn thành xong nội dung của đồ án ‘‘Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe chỉ huy’’. Đồ án đã giải quyết được các nội dung sau: Chọn được phương án thiết kế, tính toán thiết kế cơ cấu phanh, tính toán thiết kế dẫn động phanh, và hướng dẫn sử dụng hệ thống phanh cũng như cách xả e ở xilanh phanh chính và xilanh các bánh xe.

   Do trình độ của bản thân còn hạn chế và kinh nghiệm thực tế còn ít. Cho nên trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thấy giáo và các bạn để đồ án của tôi được hoàn thiện hơn nữa.

   Hướng phát triển của đồ án:

1. Thiết kế hoàn thiện hơn nữa xilanh chính.

2. Thử nghiệm.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Hữu Cẩn, Cơ sở khoa học và thành tựu mới về phanh, NXB Khoa học và kỹ thuật 2004.

2. Nguyễn Phúc Hiểu, Lý thuyết ô tô quân sự, NXBQĐND 2002.

3. Vũ Đức Lập, Động lực học phanh ô tô, HVKTQS – 2008.

4. Vũ Đức Lập, Sổ tay tính năng tra cứu kỹ thuật ôtô, HVKTQS – 2003.

5. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ô tô quân sự” Tập V: Hệ thống phanh, HVKTQS – 1998.

6. Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy, Cấu tạo ô tô quân sự, HVKTQS 1995.

7. Đặng Quý, Tính toán thiết kế ô tô, NXB Thành Phố Hồ Chí Minh 2001.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"