MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ.. 4
1.1. Nhệm vụ, yêu cầu, phân loại 4
1.1.1. Nhiệm vụ 4
1.1.2. Yêu cầu 4
1.1.3. Phân loại . .5
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh. 6
1.2.1. Cơ cấu phanh…….6
1.2.2. Các dạng dẫn động phanh….19
1.2.3. Kết cấu trợ lực phanh……27
CHƯƠNG II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD RANGER.. 32
2.1. Giới thiệu xe tham khảo. 32
2.2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh. 34
2.2.1. Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh. 34
2.2.2: Lựa chọn phương án thết kế dẫn động phanh. 36
2.3 Tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe Ford Ranger. 37
2.3.1. Mô men phanh yêu cầu của hệ thống phanh. 37
2.3.2. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh. 41
2.3.3 Tính toán thiết kế hệ dẫn động phanh. 47
2.4. Tính toán bền một số chi tiết 54
+) KẾT LUẬN CHƯƠNG 2: 59
CHƯƠNG III KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD RANGER.. 60
3.1: Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật các cấp hệ thống phanh: 60
3.1.1: Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật 60
3.1.2: Một số công việc kiểm tra và điều chỉnh: 62
3.2 một số hư hỏng điển hình và biện pháp khắc phục: 65
3.2.1: Bàn đạp thấp hoặc bị hẫng: 65
3.2.2 Bó phanh: 66
3.2.3 Phanh lệch: 66
3.2.4 Tiềng ồn từ phanh: 66
3.2.5 Phanh quá ăn: 67
KẾT LUẬN..
TÀI LIỆU THAM KHẢO..
LỜI NÓI ĐẦU
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải. Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng ô tô.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành ô tô ngày càng phát triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ô tô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ô tô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con người. Những chiếc ô tô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời đại.
Song song với việc phát triển ngành ô tô thì vấn đề đảm bảo an toàn cho người và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ô tô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: cải tiến cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí, trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao, để nâng cao năng suất vận chuyển người và hàng hóa là điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe Ford Ranger ”. Sau 3 tháng nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của cô: TS.……….…. đã giúp em hoàn thành được đồ án tốt nghiệp của mình. Em xin chân thành cảm ơn cô: TS.……….…. cùng các thầy cô trong bộ môn ô tô trường ĐH Công Nghệ GTVT đã giúp đỡ em trong thời gian học tập tại trường.
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại
1.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống phanh là một hệ thống rất quan trọng trên ô tô nó đảm bảo chức năng an toàn chuyển động nên nó có một số công dụng sau:
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một tốc độ nào đó hoặc đến khi dừng hẳn.
- Hệ thống phanh cũng sử dụng để giữ ô tô đứng tại chỗ kể cả trên các dốc.
- Hệ thống phanh đóng vai trò là một hệ thống an toàn đảm bảo tăng tốc độ chuyển động của ô tô và tăng năng suất vận chuyển.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có hiểu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
- Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: Lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người.
1.1.3. Phân loại
a) Theo công dụng:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Thường điều khiển bằng chân sử dụng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe trong khi xe đang chuyển động.
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay): Thường được điều khiển bằng tay nhờ đòn kéo hoặc các đòn dẫn động để giữ cho xe đứng yên trong thời gian dài và đứng trên dốc, hệ thống phanh dừng yêu cầu phải có hệ thống dẫn động và cơ cấu phanh độc lập hoặc có thể cùng trong một cơ cấu phanh với cơ cấu phanh chính nhưng phải dẫn độc lập.
c) Theo kết cấu cơ cấu phanh:
- Dạng tang trống: Phụ thuộc vào dạng bố trí guốc phanh, dạng dẫn động điều khiển cơ cấu phanh như: thủy lực, cơ khí, khí nén.
- Dạng đĩa: Phụ thuộc vào số lượng đĩa, bố trí cụm xylanh công tác (loại có giá cố định và có giá di động).
d) Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh:
- Hệ thống phanh có trang bị hệ thống chống khóa cứng bánh xe ABS (Antilock Braking System), có thể tổ hợp cả hệ thống TRC (Traction control) điều khiển lực kéo chống trượt quay bánh xe.
- Bộ điều hòa lực phanh thông thường.
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh( gồm 3 phần chính):
1.2.1. Cơ cấu phanh
a) Cơ cấu phanh đĩa:
Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm các bộ phận chính :
- 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 xy lanh bánh xe.
* Loại giá đỡ cố định:
Khi phanh, áp suất chất lỏng tác động lên các piston trong các xy lanh công tác và đẩy các má phanh ép vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
* Loại giá đỡ di động:
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 xy lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.
* Tự động điều chỉnh khe hở má phanh, đĩa phanh:
Cơ cấu phanh đĩa phổ biến dùng các cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh và đĩa phanh. Kết cấu thường sử dụng là lợi dụng biến dạng của phớt bao kín (vành khăn) để hồi vị pit tông lực trong xilanh. Phớt bao kín nằm trong rãnh của xilanh làm nhiệm vụ bao kín khoang dầu có áp suất khi phanh.
b) Cơ cấu phanh guốc - phanh tang trống:
* Nguyên lí hoạt động:
Trong trường hợp dẫn động bằng thuỷ lực, khi phanh áp suất chất lỏng trong xylanh công tác tác dụng lên piston và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh.
*) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
* Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xilanh dẫn động phanh thủy lực trình bày trên hình 1.7. Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu sau ô tô con và tải nhỏ, có xilanh thủy lực 11 điều khiển ép guốc phanh vào trống phanh.
* Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén:
Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫn động phanh bằng khí nén, có xilanh khí nén điều khiển cam xoay ép guốc phanh vào trống phanh. Phần quay của cơ cấu phanh là tang trống. Phần cố định bao gồm mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu.
Khi phanh, xilanh khí nén đẩy đòn quay, dẫn động quay trục và cam quay ngược chiều kim đồng hồ. Con lăn tựa lên biên dạng cam đẩy guốc phanh về hai phía, ép má phanh sát vào trống phanh để thực hiện quá trình phanh.
*) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm:
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình. Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm.
* Guốc phanh và má phanh:
Guốc phanh và má phanh liên kết với nhau nhờ dán hoặc tán. Má phanh được chế tạo từ vật liệu chịu mài mòn, có hệ số ma sát ổn định trước sự biến động nhiệt độ của má phanh, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể đạt được đến 0,4. Guốc phanh đúc được chế tạo cho cơ cấu phanh ô tô tải vừa và lớn.
* Cam quay:
Cam quay nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động phanh khí nén. Khi phanh, áp lực khí nén nhờ bầu phanh đẩy cam quay, guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tang trống. Ở trạng thái lắp ráp, cam và guốc phanh ép sát nhau, khe hở má phanh và tang trống lớn hơn quy định.
* Tự động điều chỉnh khe hở trong hệ thống phanh thủy lực:
Để điều chỉnh kịp thời khe hở của má phanh với tang trống khi má phanh quá mòn, trên nhiều ô tô sử dụng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở. Các dạng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở thường gặp như sau:
+ Sử dụng lẫy gạt tự động điều chỉnh khi phanh bằng phanh chân
+ Sử dụng đòn chốn hai guốc phanh
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. Sử dụng ở hệ thống phanh dừng.
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
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xylanh công tác (xylanh bánh xe).
+ Dẫn động thủy lực phanh hai dòng:
Ngày nay dẫn động thủy lực yêu cầu với hệ thống phanh là dẫn động hai dòng độc lập nhằm đảm bảo nâng cao độ tin cậy, an toàn cho hệ thống. Khi một dòng nào đó bị sự cố, hư hỏng mất tác dụng. Sơ đồ bố trí dẫn động thủy lực hai dòng độc lập
+ Sơ đồ bố trí ở hình 1 theo kiểu riêng biệt. Khi sự cố xảy ra ở một nhánh cầu trước hay cầu sau thì có thể sảy ra sự mất ổn định chuyển động khi phanh.
+ Sơ đồ bố trí ở hình 2 theo kiểu chéo, việc bố trí như thế cho phép vẫn duy trì được phần nào lực phanh ở cầu trước và sau khi có sự cố ở một nhánh, tuy nhiên có thể gây ra hiện tượng xoay thân xe.
* Nguyên lý hoạt động :
Ở trạng thái khi không phanh, dầu từ bình chứa điền đầy vào các khoang công tác xy lanh chính, ống (5) và các xy lanh ở cơ cấu phanh dưới bánh xe.
Khi người lái tác động vào bàn đạp (1), qua thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằm trong xy lanh (2), ép dầu trong xy lanh chính (2) đi đến các đường ống dẫn (5). Chất lỏng với áp suất cao sẽ tác dụng vào các piston ở xy lanh bánh xe (3) và cụm má phanh (7) và tang trống và hai piston này sẽ thắng lực đàn hồi phớt bao kín đẩy các má phanh (7) ép sát vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
c) Dẫn động phanh bằng khí nén:
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuy có ưu điểm là êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao nhưng lực phanh tại các bánh xe lại bị hạn chế, phụ thuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp.
d) 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.
1.2.3. Kết cấu trợ lực phanh
a) Trợ lực phanh kiểu khí nén
- Sơ đồ cấu tạo:
- Nguyên lý làm việc:
Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh, qua các đòn dẫn động , ống 11 đẩy van 9 mở ra, khí nén từ bình chứa 8 qua van 9 vào khoang A và B tạo lực đẩy piston 5 của xy lanh lực. Piston 5 dịch chuyển tác động piston 7 của xy lanh chính làm piston này di chuyển về phía phải ép dầu trong xy lanh chính, dầu có áp lực cao sẽ đi tới các xy lanh làm việc của bánh xe.
b) Trợ lực chân không:
- Sơ đồ cấu tạo:
- Nguyên lý làm việc
Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van điều khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đường thông với khí trời, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đương ống nạp. Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A và B, bầu cường hoá không làm việc.
c) Trợ lực chân không kết hợp với thuỷ lực:
- Sơ đồ cấu tạo:
- Nguyên lý làm việc:
Khi chưa phanh van không khí 7 đóng lại, van điều khiển 8 mở ra nhờ lò xo côn 8’ đẩy màng 9 mang theo piston phản hồi 10 đi xống. Buồng III thông với buồng II và buồng IIa qua ống 15. như vậy áp suất buồng IIa, IIb bằng nhau và áp suất chân không ở họng hút của đường ống nạp.
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD RANGER
2.1. Giới thiệu về xe tham khảo
+) Động cơ:
Ford Ranger 4x2 XL 2011 được trang bị động cơ Turbo diesel 2.5, 4 xilanh, trục cam đơn có hệ thống làm mát khí nạp Intercooler. Dung tích thùng nhiên liêu lớn với 63 lít cho phép các chuyến đi dài mà không phải dừng lại tiếp nhiên liệu nhiều lần.
+) Hệ thống truyền lực: Hệ thống truyền lực của xe bao gồm: Ly hợp, hộp số, truyền lực chính và vi sai, các đăng.
- Ly hợp: Đĩa ma sát đơn, điều khiển bằng thủy lực với lò xo đĩa.
- Hộp số: Hộp số sàn 5 cấp Ford MT75.
+) Hệ thống điều khiển: Hệ thống lái xe Ford Ranger bao gồm cơ cấu lái bánh răng thanh răng, dẫn động lái và trợ lực lái. Cơ cấu lái loại bố trí trên thanh lái ngang. Dẫn động lái gồm có: Vành tay lái, trục lái, truyền động các đăng, thanh lái ngang, cam đơn và các khớp nối.
Các thông số cơ bản của xe tham khảo thể hiện như bnagr 2.1.
2.2. Phân tích lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh
2.2.1. Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh
a) Cơ cấu phanh đĩa:
+ Ưu điểm của cơ cấu phanh đĩa:
- Khả năng thoát nhiệt tốt do trực tiếp tiếp xúc với môi trường không khí. Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu đơn giản, không cồng kềnh.
- Khe hở má phanh nhỏ khiến quá trình gia tăng áp lực phanh nhanh chóng và êm dịu, ổn định. Đồng thời rút ngắn thời gian chậm tác dụng.
+ Nhược điểm của phanh đĩa:
- Cơ cấu phanh làm việc ở điều kiện không được bao kín nên dễ bị bẩn bám lên kết cấu. Khi phanh dễ bị hao mòn bề mặt tiếp xúc.
- Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vào chỗ bùn lầy và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh và dẫn đến là làm giảm hiệu quả phanh.
b) Cơ cấu phanh tang trống:
* Những ưu điểm của phanh tang trống là:
- Che bụi tốt.
- Giá thành thấp
Bên cạnh đó phanh tang trống còn có nhược điểm:
- Kết cấu cồng kềnh.
- Thiết kế bao kín nên làm mát kém hơn, sử dụng trong thời gian dài gây giảm khả năng phanh do sự giãn nở nhiệt của các thành phần trong cơ cấu phanh.
2.2.2. Lựa chọn phương án thiết kế dẫn động phanh
* Hệ thống dẫn động phanh thủy lực dựa trên nguyên tắc hoạt động của hệ thống thủy lực thủy tĩnh với những ưu điểm, nhược điểm sau:
- Ưu điểm :
+ Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh trên bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu.
+ Thời gian chậm tác dụng của hệ thống nhỏ, hiệu quả phanh phát huy ngay tác dụng.
- Nhược điểm:
+ Do lực từ bàn đạp phanh trực tiếp tạo nên áp suất cho hệ thống thủy lực nên với yêu cầu tạo áp suất lớn trong hệ thống thì đòi hỏi sức lao động của người lái xe lớn, điều này là không phù hợp và cần có thêm trợ lực.
+ Dễ dàng bị khí xâm thực vào hệ thống dẫn đến làm giảm hiệu quả phanh hoặc dầu phanh bị sôi (bọt khí xuất hiện) khi phanh liên tục.
2.3. Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe Ford Ranger
2.3.1. Mô men phanh yêu cầu của hệ thống phanh chính
Mômen phanh cần sinh ra được xác định từ điều kiện đảm bảo hiệu quả phanh lớn nhất, tức là sử dụng hết lực bám để tạo lực phanh. Muốn đảm bảo điều kiện đó, lực phanh sinh ra cần phải tỷ lệ thuận với các phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh xe.Sơ đồ các lực phanh tác dụng lên ô tô khi phanh được thể hiện trên hình 2.3
G1 - Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu trước.
G2 - Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu sau.
Z1 - Phản lực pháp tuyến từ mặt đường lên bánh trước của xe.
Z2 - Phản lực pháp tuyến từ mặt đường lên bánh sau của xe.
Lo - Chiều dài cơ sở của xe.
- Mô men phanh yêu cầu (cần thiết ) là mô men cần thiết mà hệ thống phanh tao ra để hãm chuyển động của xe là lực phanh sinh ra ở vết tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường không vượt qua giới hạn bán kính của bánh xe.
Khi phanh bỏ qua các thành phần có giá trị tương đối nhỏ, chỉ xét ảnh hưởng của lực quán tính, sự phân bố lại tải trọng lên cầu trước và cầu sau.
- Xét khi trọng lượng xe đầy tải ở trạng thái tĩnh.
- hg - Ðược xác định sơ bộ theo các kích thước S1(vết bánh xe của trục trước).
hg = (0.7- 0.8). S1. với S1=1470 [mm]
hg = (1029 - 1176) [mm]
Chọn hg = 1100 [mm]
2.3.2. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh
2.3.2.1. Xác định thông số cơ bản của cơ cấu phanh
a) Cơ cấu phanh trước:
=>D=316(mm)
m - Số đôi bề mặt ma sát. Chọn m = 2.
Q - Lực ép, ép má phanh vào với đĩa phanh.
u - Hệ số ma sát. u =0,3.
Thay vào (2.3) vậy góc ôm ma sát là 290
b) Cơ cấu phanh sau:
- Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến chốt phanh : c=0,11696
- Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến điểm đặt lực tại guốc phanh: 0,11696
- Góc ôm của má phanh: βo=1200 (theo xe tham khảo)
- Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát: β1=300
=> β2 = β1 + β0 = 1500
=>D=293(mm)
2.3.2.2. Xác định đường kính của xylanh bánh xe
a) Cơ cấu phanh trước (cơ cấu phanh đĩa):
n : Số lượng ống xilanh làm việc. Chọn n = 2
p0 : Áp suất chất lỏng trong hệ thống. p0 = 50 - 80 (kG/cm2). Chọn p0 = 70 (kG/cm2)
d : Đường kính xi lanh bánh xe.
Suy ra: d = 50 mm
b) Cơ cấu phanh sau (cơ cấu phanh tang trống):
Để xác định được đường kính xy lanh bánh xe sau trước tiên ta phải tính được các lực tác dụng lên cơ cấu phanh. Việc tính toán các lực này có thể bằng phương pháp họa đồ lực phanh, phương pháp giải tích. Trong đề tài này chọn phương pháp giải tích để xác định.
Các lực tác dụng lên guốc phanh gồm:
- P: Thành phần lực sinh ra bởi áp lực dầu từ xy lanh bánh xe, qua piston tác dụng lên đầu trên của guốc phanh.
- N: Thành phần lực pháp tuyến tổng hợp từ tang trống tác dụng lên má phanh.
- F: Thành phần lực tiếp tuyến (lực ma sát) sinh ra ở bề mặt má phanh của guốc phanh.
Thay số vào ta có: d = 31 mm
2.3.3. Tính toán thiết kế hệ dẫn động phanh:
Nhiệm vụ của quá trình tính toán dẫn động phanh thủy lực bao gồm việc xác định các thông số cơ bản của nó: Đường kính xi lanh công tác, đường kính xi lanh chính, tỉ số truyền dẫn động.
2.3.3.1. Tỉ số truyền của hệ thống dẫn động phanh:
Từ sơ đồ dẫn động phanh ta xét :
Lực tác dụng lên bàn đạp phanh Qbđ
Lực tác dụng từ cần đẩy lên xy lanh chính là Q'
Lực tác dụng lên xy lanh công tác bánh trước là Q''
2.3.3.2. Đường kính xy lanh chính:
Đường kính xy lanh chính được tính toán dựa trên cơ sở đảm bảo giá trị hợp lý hành trình bàn đạp phanh và lực tác dụng lên bàn đạp phanh.
Hành trình toàn bộ của bàn đạp đối với dẫn động phanh bằng chất lỏng được tính trên cơ sở bỏ qua biến dạng đàn hồi của dẫn động chất lỏng và trên cơ sở tính thể tích chất lỏng cần ép ra khỏi xilanh chính.
Theo xe tham khảo ta chọn D=26(mm)
Vậy D=26 (mm) thỏa mãn điều kiện
Từ đường kính D=26(mm) ta tìm được nên:
Vậy ta có tỉ số truyền của hệ thống dẫn động phanh thủy lực được tính là : idãy = 22,2
Qua kết quả tính toán lực tác dụng lên bàn đạp phanh với việc tính toán lựa chọn các bộ phận của hệ thống dẫn động thủy lực nhận thấy lực bàn đạp là khá lớn. Do vậy để giảm nhẹ sức lao động của người lái xe thì cần thiết bố trí trợ lực phanh. Trợ lực phanh sự dụng như đã phân tích ở chương 1 lựa chọn là loại trợ lực kiểu chân không.
2.3.4. Tính toán bộ trợ lực phanh
Bầu trợ lực phanh được lắp đặt ở giữa vị trí bàn đạp phanh và xy lanh tổng phanh, nó có tác dụng làm giảm bớt đi sức phản lực của bàn đạp phanh, giúp cho người lái xe đạp phanh dễ dàng hơn. Nhờ đó mà má phanh có thể ép vào đĩa phanh với một lực tối đa mà người lái xe không cần tác dụng một lực quá lớn lên bàn đạp.
2.3.4.1. Thiết kế bộ trợ lực phanh chân không
Áp suất dầu do người lái sinh ra là: pi = 31,2 KG/cm2
Áp suất do bộ cường hóa sinh ra là: pc= 38,8 KG/cm2
2.3.4.3. Xác định kích thước màng trợ lực
Do đó: Dm = 24 cm
2.3.4.4. Tính lò xo bộ cường hóa
a) Đường kính dây lo xo:
Plx: Lực ép lò xo. Plx= 3 (KG)
k : Hệ số tập trung ứng suất. k = 1,11
[tc]: Ứng suất xoắn cho phép. [tc] =6000(KG/cm2)
Vậy ta có: d = 0,23 cm
Do đó chọn d = 3 (mm).
c) Tính số vòng toàn bộ của lò xo:
Thay số được: n = 6 vòng.
e) Chiều dài toàn bộ của lò xo:
Thay số được: H = 78 mm
2.4. Tính toán bền một số chi tiết
a) Tính bền trống phanh:
Để đảm bảo an toàn ta lấy thêm hệ số an toàn n = 1,5
et<[et]=1800(KG/cm2)
Vậy điều kiện bền của trống phanh được thỏa mãn
b) Tính bền đường ống dẫn động phanh:
- Đường ống dẫn động phanh chịu áp suất khá lớn tới 100(KG/cm2) khi tính có
- s: chiều dày ống dẫn s = 0,5(mm)
* Nhận xét: Thời hạn phục vụ của má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng, công này càng lớn thì nhiệt độ phát ra khi phanh càng cao, tang phanh càng bị nóng nhiều và má phanh chóng bị hỏng.
e) Kiểm tra sự tăng nhiệt của trống phanh:
G = 26700 (KG): Trọng lượng của ôtô.
g = 9,81 (m/s2): Gia tốc trọng trường.
V1, V2: Tốc độ đầu và cuối khi phanh, V1=30 (km/h) = 8,3(m/s); V2=0(km/h).
mt =15 (Kg): Khối lượng các trống phanh và các chi tiết bị nung nóng.
C: Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng, với thép và gang C=500(J/kg độ)
t0: Sự tă:ng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí.
Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, ta có thể bỏ qua phần năng lượng truyền ra ngoài không khí. Do đó ta có thể xác định sự tăng nhiệt độ trống phanh như sau: t0=12,2
Độ tăng nhiệt độ của tang phanh khi phanh ở V= 30 Km/h cho đến khi dừng hẳn không vượt quá 150C => đảm bảo điều kiện.
CHƯƠNG III
KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE FORD RANGER
3.1. Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật các cấp hệ thống phanh
3.1.1. Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật
Bảo dưỡng là hàng loạt các công việc nhất định, bắt buộc phải thực hiện với các loại xe sau một thời gian làm việc, hay quãng đường quy định.
a) Mục đích:
- Chủ yếu là kiểm tra, phát hiện những hư hỏng đột xuất, ngăn ngừa chúng để đảm bảo cho cụm máy, xe vận hành an toàn.
- Chăm sóc các hệ thống, các cơ cấu để đảm bảo chúng làm việc an toàn và không bị hư hỏng.
c) Bảo dưỡng định kỳ:
* Bảo dưỡng cấp 1 sau khi xe chạy 5000km bao gồm các công việc:
- Kiểm tra tình trạng làm việc của hệ thống phanh như: Sự làm việc linh hoạt của cơ cấu dẫn động điều khiển, kiểm tra và điều chỉnh khe hở giữa đĩa phanh và má phanh (phanh chân và phanh tay). Kiểm tra số lượng và chất lượng dầu và sự làm kín của hệ thống.
- Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp phanh. Hành trình của bàn đạp phanh là 1 - 6mm.
* Bảo dưỡng cấp 2 sau khi xe chạy 10000 km – 40000 km bao gồm các công việc:
- Khi thực hiện bảo dưỡng cấp 2 phải làm đầy đủ các công việc của bảo dưỡng định kỳ cấp 1 và làm thêm.
- Kiểm tra sự làm việc của hệ thống phanh, kiểm tra độ mòn của guốc phanh.
3.1.2. Một số công việc kiểm tra và điều chỉnh:
a) Bảo dưỡng cơ cấu phanh:
- Bước 1: Kích xe lên, tháo lốp, tháo càng phanh.
+ Dùng cờ lê, giữ bạc trượt của càng phanh và tháo bu lông.
+ Tháo càng phanh đĩa và dùng sợi dây treo vào lò xo hoặc thanh đòn.
- Bước 3: Kiểm tra và vệ sinh:
+ Kiểm tra bằng quan sát xem tấm chống ồn và tấm đỡ má phanh có thể sử dụng lại được hay không, có bị mòn cũng hay hư hỏng không.
+ Làm sạch càng phanh đĩa.
- Bước 6: Lắp càng phanh đĩa.
Chú ý: Cần chắc chắn rằng cao su chắn bụi xi lanh không bị kẹt vào má phanh trước khi lắp càng phanh đĩa.
Không làm xoắn ống cao su sau khi lắp. Ấn bạc trước của càng phanh ra ngoài và sau đó lắp càng phanh đĩa sẽ làm cho công việc được dễ dàng hơn
- Bước 7: Kiểm tra cảm giác phanh.
+ Đổ dầu phanh mới vào bình chứa dầu ở xi lanh phanh chính đến mức “max”.
+ Đạp phanh vài lần để kiểm tra cảm giác phanh.
3.2. Một số hư hỏng điển hình và biện pháp khắc phục:
3.2.1. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh chính.
Những hư hỏng và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh chính như bảng 3.1.
3.2.2. Những hư hỏng và biện pháp khắc phục của phanh tay.
Những hư hỏng và biện pháp khắc phục của phanh tay như bảng 3.2.
* Kết luận chương 3: Nội dung chương 3 đã làm được là:
- Nội dung bảo dưỡng kỹ thuật các cấp hệ thống phanh.
+ Bảo dưỡng hàng ngày
+ Bảo dưỡng định kỳ
- Một số công việc kiểm tra và điều chỉnh.
+ Kiểm tra mức dầu trong bình chứa
+ Xả khí xylanh phanh chính
KẾT LUẬN
Sau một thời gian được giao nhiệm vụ và thực hiện đề tài tốt nghiệp “Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho ô tô bán tải trên cơ sở tham khảo xe Ford Ranger” em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Từ các vấn đề tìm hiểu lý thuyết, vận dụng để tính toán thiết kế cho một nhiệm vụ cụ thể “Tính toán thiết kế hệ thống phanh”. Điều này giúp ích cho em tổng hợp kiến thức đã được học và có thể vận dụng sau khi ra công tác.
Trong nội dung Chương I: tìm hiểu tổng quan về hệ thống phanh, tìm hiểu cũng như phân tích các hệ thống phanh thông dụng sử dụng trên ô tô hiện nay từ đó đưa ra phương án lựa chọn phù hợp với đối tượng được giao.
Trong nội dung Chương II: lựa chọn phương án dẫn động phanh loại thủy lực có trợ lực chân không và phương án sử dụng kết cấu phanh đĩa và tang trống cho xe tham khảo, tính toán các nội dung cơ bản của bài toán thiết kế hệ thống phanh bao gồm: tính toán các thông số kích thước cũng như thông số cơ bản của hệ thống dẫn động phanh. Qua kiểm tra các thông số lựa chọn và tính toán đều thỏa mãn yêu cầu.
Trong nội dung Chương III: có đề cập đến một số nội dung cơ bản liên quan đến nội dung bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa hệ thống phanh. Điều này là rất cần thiết với một kỹ sư ô tô bởi lẽ hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất của ô tô liên quan đến tính năng an toàn chuyển động.
Tuy nhiên trong khuôn khổ thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp cho phép và còn hạn chế về các hoạt động thực tiễn nên có thể một số nội dung chưa được đề cập một cách chi tiết và có thể có những sai sót nhất định rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy và các bạn để bài đồ án được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin trân thành cảm ơn các thầy, cô giáo đặc biệt là cô giáo hướng dẫn em: TS…………….. đã dành nhiều thời gian giúp em giải đáp những thắc mắc mà em gặp phải trong suốt quá trình hoàn thiện đồ án.
Em xin trân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . Nguyễn Hùng Mạnh “Bài giảng cấu tạo ô tô”. Xuất bản: Hà Nội – 2009
[2] . Vũ Đức Lập, Nguyễn Sĩ Đỉnh. “Cấu tạo ôtô tập 2”. NXB quân đội nhân dân, Hà Nội, 2015
[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. “Kết cấu tính toán ôtô tập 2”. NXB quân đội nhân dân, Hà Nội, 2015
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"