Tính toán kiểm tra hệ thống phanh khi xe chở quá tải đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

Trong ề tài này chúng em tập trung vào tính toán mômen phanh cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh, các chỉ tiêu ánh giá quá trình phanh trong 2 trường hợp úng tải và quá tải, tính toán hệ th

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Lời n i ầu ii

M c l c iii

Danh m c các hình vi

Danh m c các bảng vii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU VÀ GIỚI HẠN VẤN ĐỀ 1

1.1 Mở ầu 1

1.2 Gi i h n vấn ề 1

CHƯƠNG 2 SƠ ĐỒ CẤU TẠO HỆ THỐNG PHANH 3

2.1 Gi i thiệu chung về xe KIA K3000S 3

2.2 Sơ ồ cấu t o hê thống KIA K3000S 6

2.3 Hệ thống phanh chính trên xe KIA K3000S 6

2.3.1 Cơ cấu phanh 7

2.3.1.1 Sơ ồ và chỉ tiêu ánh giá 7

2.3.1.2 Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính .8

2.3.2 Dẫn ộng phanh 15

2.3.2.1 Dẫn ộng thủy lực 15

2.3.2.2 Bộ phận trợ lực chân không 18

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN MÔMEN PHANH CẦN THIẾT SINH RA Ở CƠ CẤU PHANH TRONG HAI TRƯỜNG HỢP: ĐÚNG TẢI VÀ QUÁ TẢI 23

3.1 Xác ịnh tọa ộ trọng tâm 23

3.2 Tính toán mômen phanh cần thiết phải sinh ra ở cơ cấu phanh trong trường hợp:

úng tải 27

3.3 Tính toán mômen phanh cần thiết phải sinh ra ở cơ cấu phanh trong trường hợp: quá tải 80% 29

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH PHANH Ở 2 TRƯỜNG HỢP: ĐÚNG TẢI VÀ QUÁ TẢI 30

4.1 Các chỉ tiêu ánh giá quá trình phanh khi xe úng tải 30

4.1.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 30

4.1.2 Thời gian phanh 31

4.1.3 Qu ng ường phanh 32

4.1.4 Lực phanh và lực phanh riêng 34

4.2 Các chỉ tiêu ánh giá quá trình phanh khi xe chở quá tải 35

4.2.1 Gia tốc chậm dần khi phanh 36

4.2.2 Thời gian phanh 36

4.2.3 Qu ng ường phanh 37

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH KHI XE CHỞ QUÁ TẢI 38

5.1 TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH 38

5.1.1 T nh toán cơ cấu phanh guốc ở cầu sau: 38

5.1.1.1.Quy luật phân bố áp suất trên má phanh .38

5.1.1.2 Xác ịnh g c δ và bán k nh ρ của lực tổng hợp tác d ng vuông góc lên má phanh: 41

5.1.1.3 Trường hợp áp suất trên má phanh phân bố theo quy luật ường sin q=qmaxsinβ .45

5.1.1.4 Tính toán lực cần thiết tác d ng lên guốc phanh P1 và P2 : 48

5.1.1.5 Cách xây dựng họa ồ 49

5.1.2 T nh toán cơ cấu phanh ĩa ở cầu trư c: 53

5.2 Tính toán dẫn ộng phanh 55

5.2.1 Tính toán hành trình piston của các xylanh làm việc ở cơ cấu phanh bánh xe 55

5.2.2 Tính toán áp suất dầu trong xylanh bánh xe sau và xylanh chính 56

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA Ô TÔ KHI PHANH 58

6.1 Ổn ịnh của ô tô khi phanh nếu lực phanh phân bố kh ng ều 58

6.2 Áp d ng vào tính toán cho xe chở quá tải 80%: 61

6.2.1 Tính toán góc lệch γ khi hệ số bám của các bánh xe bên phải và bên trái lần lượt là: φp = 0,75 , φt = 0,7: 62

6.2.2 Tính toán góc lệch γ khi hệ số bám của các bánh xe bên phải và bên trái lần lượt là: φp = 0,55 , φt = 0,65: 63

6.2.3 Tính toán góc lệch γ khi hệ số bám của các bánh xe bên phải và bên trái lần lượt là: φp = 0,45 , φt = 0,6: 64

CHƯƠNG 7 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 66

7.1 Kết luận 66

7.2 Đề nghị 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ ồ tổng thể của xe KIA K3000s 5

Hình 2.2 Sơ ồ hệ thống phanh chính xe KIA K3000S 6

Hình 2.3 Sơ ồ cơ cấu phanh 8

Hình 2.4 Cơ cấu phanh trư c 9

Hình 2.5 Phanh ĩa 11

Hình 2.6 Cơ cấu phanh sau 12

Hình 2.7 Trống phanh 13

Hình 2.8 Xylanh bánh xe sau 14

Hình 2.9 Xylanh chính 16

Hình 2.10 Bộ chia 17

Hình 2.11 Bơm chân kh ng 19

Hình 2.12 Van h n chế 20

Hình 2.13 Bầu trợ lực 21

Hình 4 1 Đồ thị ảnh hưởng của phản lực thẳng ứng tác d ng lên bánh xe ối v i hệ số bám dọc φx 35

Hình 5 1 Sơ ồ dịch chuyển má phanh trống phanh 38

Hình 5 2 Sơ ồ t nh toán cơ cấu phanh v i các guốc phanh c iểm tựa cố ịnh riêng rẽ về một phía và lực ép lên các guốc phanh bằng nhau 41

Hình 5 3 Xác ịnh g c δ của lực N1 khi áp suất phân bố ều 42

Hình 5 4 Họa ồ tính các lực cần thiết tác ộng lên guốc phanh 51

Hình 5 5 Lực tác d ng lên ĩa phanh 53

Hình 5 6 Sơ ồ tính hành trình dịch chuyển của guốc phanh 55

Hình 5 7 Sơ ồ dẫn ộng phanh 56

Hình 6 1 Sơ ồ lực tác d ng lên ô tô khi phanh mà có hiện tượng quay xe do lực phanh phân bố kh ng ều 59

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2 1 Thông số kỹ thuật của xe KIA K3000s 3

Bảng 4 1 Gia tốc chậm dần của xe chở úng tải khi phanh 31

Bảng 4 2 Thời gian phanh của xe chở úng tải khi phanh 32

Bảng 4 3 Qu ng ƣờng phanh của xe chở úng tải khi phanh 33

Bảng 4 4 Hiệu quả phanh chính khi thử ầy tải theo QCVN 09: 2011/BGTVT 35

Bảng 4 5 Gia tốc chậm dần của xe chở quá tải khi phanh 36

Bảng 4 6 Thời gian phanh của xe chở quá tải khi phanh 36

Bảng 4 7 Qu ng ƣờng phanh của xe chở quá tải khi phanh 37

Bảng 6 1 Góc lệch γ của xe khi phanh v i hệ số bám của các bánh xe bên phải và bên trái lần lƣợt là: φp = 0,75 , φt = 0,7 63

Bảng 6 2 Góc lệch γ của xe khi phanh v i hệ số bám của các bánh xe bên phải và bên trái lần lƣợt là: φp = 0,55 , φt = 0,65 64

Bảng 6 3 Góc lệch γ của xe khi phanh v i hệ số bám của các bánh xe bên phải và bên trái lần lƣợt là: φp = 0,45 , φt = 0,6 65

Chương 1 MỞ ĐẦU VÀ GIỚI HẠN VẤN ĐỀ

1.1 Mở đầu

Hiện nay ngành công nghiệp ô tô trên thế gi i ngày càng phát triển, và ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hóa cho các ngành kinh tế Trong các lo i phương tiện thì ô tô tải ng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh

tế của mỗi quốc gia Xe tải ược sử d ng nhiều trong các ngành công nghiệp khác nhau, chủ yếu trong ngành khai khoáng, xây dựng, vận tải hàng h a …Ở Việt Nam ịa hình chủ yếu là ồi núi chiếm hơn 70%, iều kiện ường xá còn h n chế nên việc i l i gặp rất nhiều kh khăn c nhiều dốc cao, và xe thường xuyên chở quá tải dẫn ến xảy ra nhiều

v tai n n không mong muốn Vì thế ể ảm bảo an toàn khi lưu th ng trong iều kiện

kh khăn như trên thì các lo i xe tải phải có 1 hệ thống ảm bảo ược ộ an toàn, ồng thời hiệu quả phanh và tính ổn ịnh phanh ược nâng cao Vì thế chúng ta phải thường xuyên kiểm tra hệ thống phanh ể ảm bảo an toàn khi lưu th ng trên ường

1.2 Giới hạn vấn đề

Trên cơ sở chúng em ược giao ề tài “ T nh toán kiểm tra hệ thống phanh khi xe chở quá tải” trên xe tải nhẹ KIA K3000s Xe sử d ng hệ thống phanh dầu m ch kép có trợ lực chân kh ng Trong ề tài này chúng em tập trung vào tính toán mômen phanh cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh, các chỉ tiêu ánh giá quá trình phanh trong 2 trường hợp úng tải và quá tải, tính toán hệ thống phanh khi xe chở quá tải và tính ổn ịnh của xe khi phanh

Chương 2 SƠ ĐỒ CẤU TẠO HỆ THỐNG PHANH

2.1 Giới thiệu chung về xe KIA K3000S

Xe tải KIA K3000s ược lắp ráp bởi các linh kiện ược nhập khẩu trực tiếp từ

hãng HYUNDAI – KIA (Hàn Quốc) Toàn bộ thân xe ược sơn và nhúng iện ly, t o ộ bền chắc Kiểu dáng ẹp, a d ng màu, nội thất thiết kế sang trọng, rộng rãi và t o cảm giác thoải mái cho người lái xe Kiểu dáng nhỏ gọn, hiện i năng ộng rất thuận tiện cho việc lưu th ng trong thành phố V i thiết kế theo tiêu chuẩn Châu Âu ảm bảo thân xe có chất lượng tối ưu khi vận hành tham gia giao thông

Về ộng cơ: Xe sử d ng ộng cơ Diesel 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng, làm mát bằng

nư c th ng qua bơm ly tâm C ng suất cực i của ộng cơ : 67,5Kw t i số vòng quay

tr c khuỷu là 4000 vòng/phút Mômen xoắn cực i: 195N.m t i số vòng quay tr c khuỷu

là 2200 vòng / phút

Về truyền ộng: Ly hợp lo i 1 ĩa, ma sát kh dẫn ộng thủy lực Số tay cơ kh , 5 số tiến 1 số lùi

Hệ thống lái: Tr c vít ecu, trợ lực thủy lực

Hệ thống phanh: Phanh thủy lực, 2 dòng, có bộ trợ lực chân không

Hệ thống treo:

Cầu trư c: Hệ thống treo ph thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực

Cầu sau: Hệ thống treo ph thuộc, nhíp lá, giảm chấn thủy lực

Bảng 2 1 Thông số kỹ thuật của xe KIA K3000s

Loại Type Diesel, 04 kỳ, 04 xylanh thẳng

hàng, làm mát bằng nư c

Dung tích xylanh Displacement 2.957 cc

Đường kính x Hành

trình piston Diameter x Piston stroke 98 x 98 mm

Công suất cực đại/Tốc độ

2)

TRUYỀN ĐỘNG TRANSMISSION

Ly hợp Clutch 1 ĩa, ma sát kh , dẫn ộng thủy

lực

Số tay Manual Cơ kh , số sàn, 5 số tiến, 1 số lùi

Tỷ số truyền hộp số Gear ratio

HỆ THỐNG LÁI STEERING SYSTEM Tr c v t ecu, trợ lực thủy lực

HỆ THỐNG PHANH BRAKES SYSTEM

Phanh thủy lực, 2 dòng, trợ lực chân không

Áp suất hệ dầu trong hệ thống

q = 11,103(MN/m2)

HỆ THỐNG TREO SUSPENSION SYSTEM

Trước Front Ph thuộc, nh p lá, giảm chấn

Vệt bánh trước/Sau Front/Rear tread 1.470/1.270 mm

Chiều dài cơ sở Wheelbase 2.760 mm

Khoảng sáng gầm xe Ground clearance 150 mm

KHỐI LƯỢNG WEIGHT

Khối lượng không tải Curb weight 1.980 kg

Tải trọng Load weight 1.400 kg

Khối lượng toàn bộ Gross weight 3.605 kg

Số chỗ ngồi Number of seats 03

ĐẶC TÍNH SPECIALTY

Khả năng leo dốc Hill-climbing ability ≤ 35%

Bán kính quay vòng nhỏ

nhất Minimum turning radius ≤ 5,5 m

Tốc độ tối đa Maximum speed 123 km/h

Dung tích thùng nhiên

liệu Capacity fuel tank 60 lít

SƠ ĐỒ TỔNG THỂ CỦA XE KIA K3000s:

Hình 2.1 Sơ ồ tổng thể của xe KIA K3000s

2.2 Sơ đồ cấu tạo hê thống KIA K3000S

Hệ thống phanh trên xe KIA K3000S gồm :

- Hệ thống phanh chính (phanh chân) : Là hệ thống phanh gồm : Cơ cấu phanh và dẫn ộng phanh

- Phanh dừng (phanh tay): Dẫn ộng cơ kh gồm cần phanh và các dây kéo (bằng cáp)

2.3 Hệ thống phanh chính trên xe KIA K3000S

Cấu t o hệ thống phanh chính xe KIA K3000S gồm có hai phần :

Cơ cấu phanh lo i trống guốc, phanh ĩa

Dẫn ộng phanh thủy lực, trợ lực chân kh ng

Hình 2 2 Sơ ồ hệ thống phanh chính xe KIA K3000S

1,2 Ðường ống dẫn dầu phanh ến xylanh bánh xe 3 Xylanh chính

4 Bình chân kh ng 5 Bàn p 6 Lọc

7 Van chân không 8 Cần ẩy 9 Van không khí

10.Màng trợ lực 11 Khoang A 12.Khoang B

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe KIA K3000S :

Khi phanh : người lái tác d ng ẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm chân không 7

ng l i cắt ường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 i vào khoang A Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ t o nên một áp lực tác d ng lên piston ( màng ) của bầu trợ lực và qua t o nên một lực

ph hổ trợ cùng người lái tác d ng lên các piston trong xylanh chính 3, ép dầu theo các ống dẫn dòng 1 và 2 i ến các xylanh bánh xe ể thực hiện quá trình phanh

Khi nhả phanh : van chân không 7 mở, do khoang A sẽ thông v i khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không

2.3.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp t o ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát Trong quá trình phanh ộng năng của t ược biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra m i trường bên ngoài

Kết cấu gồm hai phần chính : Các phần tử ma sát và cơ cấu ép

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh d ng : trống guốc, d ng ĩa

Cơ cấu ép : Ép bằng xylanh thủy lực

2.3.1.1 Sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá

Hình 2.3: Sơ ồ cơ cấu phanh

a - Cơ cấu phanh trư c b - Cơ cấu phanh sau

- Cơ cấu phanh trư c (hình 2.3a)

Cơ cấu ép gồm : hai xylanh thủy lực làm việc tác d ng ồng thời lên má phanh ép vào mâm phanh

Phanh ĩa lo i má kẹp tuỳ ộng

Má kẹp làm tách rời v i xylanh bánh xe

V i kết cấu như vậy thì iều kiện làm mát tốt hơn ,nhiệt ộ làm việc của cơ cấu phanh thấp

Tuy nhiên kết cấu như vậy có ộ cứng vững không cao

Khi các chốt dẫn hư ng bị mòn biến d ng , mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mòn không ều ,hiệu quả phanh giảm và gây rung ộng

- Cơ cấu phanh sau (hình 2.3b)

Cơ cấu ép gồm : Hai xylanh thủy lực làm việc riêng rẽ

Guốc phanh kh ng c iểm quay cố ịnh, sao cho khi xe ch y tiến thì cả hai guốc

ều tự siết

V i kết cấu như vậy thì cả hai guốc ều tự siết theo chiều tiến

Cơ cấu phanh không có tính thuận nghịch, mômen sinh ra theo chiều tiến l n hơn chiều lùi

Cơ cấu phanh có tính cân bằng

Hiệu quả phanh trong trường hợp này tăng nhiều hơn so v i cách bố tr bình thường

V i cơ cấu phanh lo i này thì kết cấu khá phức t p và hiệu quả phanh theo chiều lùi giảm

2.3.1.2 Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính

a Cơ cấu phanh trước

Thông số kỹ thuật và kết cấu :

K ch thư c của ĩa phanh:

Đường kính ngoài * chiều dày : 294 * 35 [mm]

Hình 2.4 Cơ cấu phanh trư c

n sẽ ẩy màng tác d ng lên piston trong xylanh thủy lực t o nên lực trợ lực hỗ trợ cho lực p của người lái Khi lực bàn p của người lái cộng v i lực trợ lực sẽ tác d ng lên piston thủy lực ép dầu theo ường ống ến xylanh an toàn, rồi theo các ường ống dẫn ộc lập ến các xylanh bánh xe trư c và sau Dầu c áp lực cao sẽ tác d ng lên piston trong xylanh bánh xe th ng qua chốt ẩy ép má phanh vào trống phanh Đối v i phanh tang trống ph a sau và ép má phanh vào ĩa phanh v i phanh ĩa ph a trư c thực hiện quá trình phanh

Khi nhả phanh: Các chi tiết trả về vị tr ban ầu nhờ các lò xo hồi vị, má phanh tách ra khỏi trống phanh và ĩa phanh

Bộ phận iều chỉnh khe hở: Nhờ bộ àn hồi của vòng làm k n và ộ ảo chiều tr c của ĩa Khi nhả phanh các má phanh lu n ược giữ cách mặt ĩa một khe hở nhỏ Do

kh ng òi hỏi phải c cơ cấu tách má phanh và iều chỉnh khe hở ặc biệt

Đĩa phanh: Thường ược chế t o bằng gang , ĩa ặc c chiều dày từ 8 – 13 [mm] Đĩa xẻ r nh th ng gi dày 16 – 25 [mm] Đĩa ghép c thể c l p lõi bằng nh m hoặc ồng còn l p mặt ma sát bằng gang xám

Má kẹp: ược úc bằng gang rèn

Các xylanh thuỷ lực: ược úc bằng hợp kim nh m Để tăng t nh chống mòn và giảm

ma sát, bề mặt làm việc của xylanh ược m một l p cr m Khi xylanh ược chế t o bằng hợp kim nh m, cần thiết phải giảm nhiệt ộ ốt n ng dầu phanh Một trong các biện pháp ể giảm nhiệt ộ dầu phanh là giảm diện t ch tiếp xúc giữa piston v i guốc phanh hoặc sử d ng các piston bằng vật liệu phi kim

Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên ược chế t o bằng thép lá

Tấm ma sát: của má phanh lo i ĩa quay hở thường có diện tích ma sát khoảng 12-16

% diện tích bề mặt ĩa nên iều kiện làm mát ĩa rất thuận lợi

Ưu iểm: áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố ều, má phanh ít mòn và mòn ều, ít phải iều chỉnh iều kiện làm mát tốt, mômen phanh khi xe tiến cũng như xe lùi ều như nhau, lực chiều tr c tác d ng lên ĩa là cân bằng, có khả năng làm việc v i khe hở bé nên giảm ược thời gian tác d ng phanh

Nhược iểm: Khó giữ ược s ch trên bề mặt ma sát

Hình 2.5 Phanh ĩa

1 Má phanh 2 Đường dầu vào 3 Đĩa Phanh

4 Piston 5 Má kẹp

Cơ cấu ép: Ép bằng xylanh thủy lực (xylanh bánh xe)

Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực còn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe, có kết cấu

ơn giản, dễ bố trí Thân của xylanh ược chế t o bằng gang xám, bề mặt làm việc ược mài b ng Piston ược chế t o bằng hợp kim nhôm, gồm 2 xylanh con Xylanh ược làm kín bằng các vòng cao su

Hình 2.6 Cơ cấu phanh sau

1 - Ðầu nối ống dẫn dầu 2 - Bít lỗ 3 - Ống dầu 4 - Mâm phanh

5 - C m xylanh bánh xe 6 - Ðai ốc iều chỉnh khe hở 7 - Kh a iều chỉnh

8 - Má phanh 9 - Guốc phanh 10 - Lò xo kéo 11 - Ðệm giữ

12 - Ðai ốc giữ guốc phanh

Bộ phận iều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải

có một khe hở tối thiểu nào ể cho phanh nhả ược hoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết, tăng thời gian chậm tác d ng Ðể tránh những hậu quả xấu , phải

c cơ cấu ể iều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh

Ðiều chỉnh khe hở cơ cấu phanh: Ðiều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh nhờ mối ghép ren vít giữa cần ẩy và u i quả piston Ðiều chỉnh bình thường bằng tay,

ta dùng d ng c tác d ng lên u i quả piston ể thay ổi vị tr tương ối giữa má phanh

và trống phanh, nhờ thay ổi ược khe hở giữa chúng

Trống phanh: Là một trống quay hình tr gắn v i moayơ bánh xe Một chi tiết c ộ cứng vững cao, chịu mài mòn và nhiệt dung l n

ể tăng ộ cứng và tăng diện tính tản nhiệt

Các trống phanh ược ịnh tâm v i moayơ, khi lắp ghép theo bề mặt hình tr có ường kính d Bề mặt làm việc (tr trong) của trống phanh, sau khi gia công cơ ược lắp

v i moayơ và cân bằng ộng

Guốc phanh: Ðược chế t o bằng phương pháp hàn dập

Các guốc lo i hàn dập có khối lượng nhỏ tính công nghệ cao, ngoài ra còn c ộ àn hồi l n, t o iều kiện làm ồng ều áp suất trên bề mặt các má phanh

Mặt ngoài của guốc có gắn vành ma sát còn gọi là má phanh Má phanh thường ược gắn lên guốc phanh bằng inh tán

Guốc phanh c các gân tăng ộ cứng vững

Vành ma sát ược chế t o bằng phương pháp ép ịnh hình hỗn hợp sợi átbét cùng v i các chất ph gia như : Ôxit kẽm, Minium sắt và các chất kết d nh như : cao su, dầu thực vật, dầu khoáng hay dựa tổng hợp

Mâm phanh : Là một chi tiết d ng ĩa, ược dập từ thép lá bắt chặt v i dầm cầu nhờ bulông

Ðây là một chi tiết ơn giản nhưng quan trọng vì n là nơi lắp ặt và ịnh vị tất cả các chi tiết khác của cơ cấu phanh

Ưu iểm: Kết cấu ơn giản, dễ chế t o, dễ bảo dưỡng sửa chữa

Nhược iểm: Má phanh trư c chịu ựng ma sát nhiều hơn má phanh sau vì vậy khi chế t o phải chế t o má phanh trư c dài hơn má phanh sau

Ph m vi sử d ng: Thường ược sử d ng nhiều cho xe có tải trọng vừa và nhỏ

Cơ cấu ép : Ép bằng xylanh thủy lực (xylanh bánh xe)

Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực còn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe, có kết cấu

ơn giản, dễ bố trí Thân của xylanh ược chế t o bằng gang xám, bề mặt làm việc ược mài b ng Piston ược chế t o bằng hợp kim nhôm, phía ngoài có ép các chốt thép làm chỗ

tỳ cho guốc phanh Xylanh ược làm kín bằng các vòng cao su

Xylanh bánh xe :

Thông số kỹ thuật và kết cấu:

Ðường kính xylanh : 28,57 [mm]

Hình 2.8 Xylanh bánh xe sau

1 - Xylanh 2 - Cup ben 3 - Piston 4 - Nắp chặn 5 - Bul ng iều chỉnh

6 - Kh a iều chỉnh 7 - Vít xả gió 8 - Nắp ậy vít xả gió 9 - Ðầu nối ống dầu

T o áp suất làm việc hay áp suất iều khiển cần thiết

Ðảm bảo lượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống

Thông số kĩ thuật của xylanh chính:

Ðường kính xylanh chính : D = 28 [mm]

Hành trình l n nhất của piston : S = 35 [mm]

Xylanh ch nh ược úc bằng gang, bề mặt làm việc ược mài bóng

Piston xylanh ch nh ược làm bằng hợp kim nhôm

Hình 2.9 Xylanh chính

1,3 Piston 2 Lỗ bù 4 Vòng chặn

5 Vòng làm kín 6 Thanh giằng 7,8 Lò xo

Nguyên lý làm việc :

Khi phanh, người lái p bàn p phanh, dư i tác d ng của cần ẩy, ẩy piston

v i cup ben di chuyển vào ph a trong che k n lỗ th ng làm dầu trong xylanh ch nh sinh ra một áp suất ẩy dầu i theo ường ống dẫn t i xylanh của bộ trợ lực

Khi nhả phanh, các chi tiết trở về vị tr ban ầu dư i tác d ng của các lò xo hồi

vị

Nếu khi nhả phanh ột ngột, do piston lùi l i rất nhanh thì ph a trư c piston sinh ra ộ chân kh ng, do dầu từ dòng dẫn ộng kh ng kịp iền ầy, dư i tác d ng của ộ chân kh ng, dầu từ khoang trống sau piston i qua các lỗ nhỏ ở áy piston và uốn cong mép cao su vào khoang trống ph a trư c piston iền ầy khoảng trống và

lo i trừ kh ng kh lọt vào hệ thống phanh

b Bộ chia

Bộ chia của cơ cấu dẫn ộng phanh là một bộ phận dùng ể phân dẫn ộng ra hai dòng ộc lập, nhằm tăng t nh an toàn trong trường hợp các phần tử của bánh xe trư c hoặc bánh xe sau bị hư hỏng, tức là ể ngắt (cắt) dòng khi bộ phận của cơ cấu dẫn ộng của dòng bị hư hỏng

Thông số kỹ thuật và kết cấu của xylanh an toàn :

2.3.2.2 Bộ phận trợ lực chân không

Đặc iểm của bộ trợ lực bằng chân không là sử d ng ngay ộ chân không ở trong họng hút của ộng cơ, ường chân không vào một khoang của bộ cường hoá còn khoang còn l i ược thông v i khí trời Khi tác d ng một lực cần thiết vào bàn p nhờ sự dẫn ộng t o ra sự chênh lệch áp suất giữa phía trư c và ph a sau màng ẩy của bộ trợ lực từ

t o ra lực ẩy thông qua dẫn ộng tác d ng lên piston của xylanh ch nh ể thực hiện quá trình phanh

Bộ trợ lực chân kh ng bao gồm :

Bơm chân kh ng Van h n chế Bình chứa chân không

Bộ trợ lực chân không Bầu lọc khí

a Bơm chân không

Các thông số kỹ thuật và kết cấu của bơm :

Bơm chân kh ng ược nối phía sau tr c máy phát iện của t và ược

dẫn ộng th ng qua máy phát iện

Hình 2.11 Bơm chân kh ng

1 Ốc hãm 2 Chốt thẳng 3 Tấm chặn sau 4 Vòng ệm

5 Cánh bơm 6 Phần quay (roto) 7 - Vỏ bơm stato 8 - Vòng chặn dầu

9 C m nối v i van kiểm tra 10 Ống dẫn 11 Tr c dẫn ộng

A Lỗ dầu vào b i trơn B Cửa hút khí từ bầu chứa chân không

C - Cửa xả khí và dầu Nguyên lý làm việc :

Bơm chân kh ng ƣợc nối ph a sau tr c máy phát iện của t và ƣợc dẫn ộng

th ng qua máy phát iện

Bơm gồm c hai phần : Phần quay roto 6 ặt lệch tâm trong phần vỏ cố ịnh 7 (stato)

Khi máy phát iện ho t ộng, th ng qua tr c dẫn ộng thì phần roto của bơm quay Khi phần roto quay v i vận tốc ủ l n, dƣ i tác d ng của lực ly tâm các cánh 5 vừa chuyển ộng quay vừa chuyển ộng tịnh tiến trong r nh của roto và tỳ sát vào mặt tr trong của vỏ bơm 7 Kh ng kh ƣợc hút từ bình chứa chân kh ng qua cửa hút B Do roto

và stato ặt lệch tâm nên khi cánh 5 rời khỏi cửa hút thì quá trình ẩy ƣợc bắt ầu, thể

t ch chứa kh giảm dần và áp suất tăng dần Khi cánh 5 quay ến cửa thải C thì kh ng kh ƣợc thải ra ngoài qua cửa thải C Nhƣ vậy mỗi vòng quay của roto bơm thực hiện một quá trình hút và một quá trình thải

b Van hạn chế

Áp lực ể mở van : 35 [mmHg]

Hình 2.12 Van h n chế

1 - Lò xo 2 - Thân van 3 - Nắp van 4 - Vòng khóa

A - Ðến bơm chân kh ng B - Từ bình chứa chân kh ng ến

Nguyên lý làm việc :

Khi bơm chân kh ng làm việc, kh ng kh sẽ ược hút từ bình chứa chân kh ng ến B, qua van h n chế và ra khỏi van theo ường A Khi bơm chân kh ng kh ng ho t ộng, van c nhiệm v ng ường dẫn kh ng cho kh ng kh i ngược từ A vào B Khi c hiện tượng rò rỉ kh ng kh sẽ i từ A ến B, trường hợp này phải thay van h n chế

c Bình chứa chân không

Thể tích chứa : 22 [lít]

Áp suất tối a : 500 [mm.Hg]

d Bầu lọc khí

Bầu lọc kh c nhiệm v lọc s ch các b i bẩn lẫn trong kh ng kh B i bẩn lẫn trong

kh ng kh sẽ làm tăng ộ mài mòn của các bề mặt ma sát và làm giảm lượng kh ng kh hút vào bầu trợ lực

Bộ trợ lực chân kh ng là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực p lên bàn

p mà hiệu quả phanh vẫn cao Trong bầu trợ lực c các piston và van dùng ể iều khiển sự làm việc của hệ thống trợ lực và ảm bảo sự tỉ lệ giữa lực p và lực phanh

Hình 2.13 Bầu trợ lực

1 Piston 2 Van chân không 3 Van không khí 4 Vòng cao su

5 Cần ẩy 6 Phần tử lọc 7 Vỏ

Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không :

Bầu trợ lực chân kh ng c hai khoang A và B ược phân cách bởi piston 1 hoặc màng Van chân kh ng 2, làm nhiệm v : Nối th ng hai khoang A và B khi nhả phanh

và cắt ường th ng giữa chúng khi p phanh Van kh ng kh 3, làm nhiệm v : cắt ường th ng của khoang A v i kh quyển khi nhả phanh và mở ường th ng của khoang

A khi p phanh Vòng cao su 4 là cơ cấu tỷ lệ : Làm nhiệm v ảm bảo sự tỷ lệ giữa lực

Khi phanh : người lái tác d ng lên bàn p ẩy cần 5 dịch chuyển sang phải làm van chân kh ng 2 ng l i cắt ường th ng hai khoang A và B, còn van kh ng kh 3 mở ra cho

kh ng kh qua phần tử lọc 6 i vào khoang A Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và

B sẽ t o nên một áp lực tác d ng lên piston màng của bầu trợ lực và qua t o nên một lực ph hỗ trợ cùng người lái tác d ng lên các piston trong xylanh ch nh , ép dầu theo các ống dẫn dòng 1 và 2 i ến các xylanh bánh xe ể thực hiện quá trình phanh Khi lực tác

d ng lên piston 1 tăng thì biến d ng của vòng cao su 4 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về ph a trư c so v i cần 5, làm cho van kh ng kh 3 ng l i, giữ cho ộ chênh áp

kh ng ổi, tức là lực trợ lực kh ng ổi Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp t c p

m nh hơn, cần 5 l i dịch chuyển sang phải làm van kh ng kh 3 mở ra cho kh ng kh i thêm vào khoang A Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 4 biến d ng nhiều hơn làm piston hơi dịch về ph a trư c so v i cần 5, làm cho van kh ng kh 3 ng l i ảm bảo cho ộ chênh áp hay lực trợ lực kh ng ổi và tỷ lệ v i lực p Khi lực phanh t cực i thì van

kh ng kh mở ra hoàn toàn và ộ chênh áp hay lực trợ lực cũng t giá trị cực i

Bộ trợ lực chân kh ng c hiệu quả thấp, nên thường ược sử d ng trên các t du lịch và tải nhỏ

Chương 3 TÍNH TOÁN MÔMEN PHANH CẦN THIẾT SINH RA Ở CƠ CẤU PHANH TRONG HAI TRƯỜNG HỢP: ĐÚNG TẢI VÀ QUÁ TẢI

3.1 Xác định tọa độ trọng tâm

Trong :

- G :là trọng lượng toàn bộ xe

- Z1=G1, Z2=G2:là trọng lượng phân bố lên cầu trư c và cầu sau

- L: chiều dài cơ sở của xe

Viết phương trình cân bằng mômen t i E,F ta ược :

ME=Z2.L – Ga = 0

2

Z L a G

 

MF = Z1.L – Gb = 0

1

Z L b G

 

Các lực tác d ng lên ô tô khi phanh:

- G: Trọng lƣợng toàn bộ của t ặt t i trọng tâm

- Ff1, Ff2: Lực cản lăn ở các bánh xe trƣ c và sau

- Z1, Z2 : Phản lực thẳng góc tác d ng lên các bánh xe trƣ c và sau

- Fp1, Fp2: Lực phanh ở các bánh xe trƣ c và sau

- Fw: Lực cản không khí

- Fj: Lực quán tính do khi phanh có gia tốc chậm dần

Lực quán tính Fj ƣợc tính theo biểu thức sau:

jp: Gia tốc chậm dần khi phanh

Khi phanh thì lực cản không khí Fw và lực cản lăn Ff1 và Ff2 kh ng áng kể, có thể bỏ

qua Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5÷ 2%

Bằng cách lập các phương trình cân bằng mômen của các lực tác d ng lên ô tô khi phanh ối v i các iểm tiếp xúc giữa bánh xe và mặt ường t i E và F, ta có thể xác ịnh các phản lực thẳng góc Z1 và Z2 tác d ng lên các bánh xe cầu trư c và cầu sau:

a, b, hg: Tọa ộ trọng tâm của ô tô

L : Chiều dài cơ sở của ô tô

G1, G2 : Tải trọng tác d ng lên các bánh xe cầu trư c và cầu sau khi phanh Thay Fj ở công thức (3.1) vào Z1 và Z2 ta ược:

- Z1t, Z2t : Là phản lực thẳng góc tác d ng lên các bánh xe cầu trư c và cầu sau khi

xe ứng yên trên mặt phẳng nằm ngang (phản lực tĩnh

- m1p, m2p: Hệ số thay ổi tải trọng tương ứng lên cầu trư c và sau khi phanh

- G1t, G2t: Tải trọng tĩnh tác d ng lên các bánh xe cầu trư c và cầu sau

Các phản lực phanh sinh ra ở các bánh xe cầu trư c và cầu sau:

p g

j hG



Để sử d ng hết trọng lƣợng bám của t , cơ cấu phanh ƣợc bố trí ở các bánh xe trƣ c và sau, và lực phanh l n nhất ối v i toàn bộ xe là:

p max

Mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh của ô tô phải ảm bảo giảm tốc ộ hoặc dừng ô

tô hoàn toàn v i gia tốc chậm dần trong gi i h n cho phép Ngoài ra còn phải ảm bảo giữ t ứng ở ộ dốc cực i ( mômen phanh sinh ra ở phanh tay)

Đối v i ô tô lực phanh cực i có thể tác d ng lên một bánh xe ở cầu trƣ c khi phanh trên ƣờng bằng phẳng là:

Ở cầu sau (ô tô hai cầu) là:

rbx : bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Đứng về kết cấu của cơ cấu phanh guốc mà xét thì mômen phanh Mp1 và Mp2 phải bằng:

Theo lý thuyết t : Đối v i xe tải, th ng thường: Z2 =(0,7÷0,75)G

Trọng lượng t khi ầy tải: G = 36050 (N)

- Tải trọng tương ứng tác d ng lên cầu sau: Z2 = G2 =0,7G = 25235(N)

- Tải trọng tương ứng tác d ng lên cầu trư c: G1 = G-G2 =10815(N)

3.3 Tính toán mômen phanh cần thiết phải sinh ra ở cơ cấu phanh trong trường hợp: quá tải 80%

Khi xe chở quá tải 80%: 1400.80% = 1120(kg) = 11200 (N)

- Trọng lượng t khi ầy tải: G = 36050 + 11200 = 47250 (N)

- Tải trọng tương ứng tác d ng lên cầu trư c: G1 = 14175 (N) ,G2 = 33075 (N) Mômen phanh cần thiết sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh:

Chương 4 TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH PHANH

Ở 2 TRƯỜNG HỢP: ĐÚNG TẢI VÀ QUÁ TẢI.

4.1 Các chỉ tiêu đánh giá quá trình phanh khi xe đúng tải

4.1.1 Gia tốc chậm dần khi phanh

Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng ể ánh giá chất lượng phanh ô tô Khi phân tích các lực tác d ng lên ô tô có thể viết phương trình cân bằng lực kéo khi phanh t như sau:

F  F F FF F

Fj – Lực quán tính sinh ra khi phanh ô tô

Fp – Lực phanh sinh ra ở các bánh xe

Ff – lực cản lăn

F– Lực cản của không khí

F– Lực ể thắng tiêu hao cho ma sát cơ kh

Fi – Lực cản lên dốc Khi phanh trên ường nắm ngang thì lực cản lên dốc Fi =0 Khi phanh, F,Ff và F kh ng áng kể, có thể bỏ qua Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 -2%

Khi bỏ qua các lực F,Ff , F và khi t phanh trên ường nằm ngang Fi = 0, ta có phương trình sau:

<1) thì ta lấy theo số truyền tăng

V i giá trị δi vừa tìm ược và giá trị g = 9,81m/s2 ta lập ược bảng sau:

Bảng 4 1 Gia tốc chậm dần của xe chở úng tải khi phanh

Để tăng gia tốc chậm ần khi phanh cần phải giảm hệ số δi Vì vậy khi phanh ột ngột người lái cần ngắt ly hợp ể tách ộng cơ ang làm việc ra khỏi hệ thống truyền lực, lúc δi  1 sẽ giảm và jpmax sẽ tăng

Gia tốc chậm dần cực i ph thuộc vào hệ số bám φ giữa lốp xe và mặt ường,

mà giá trị của hệ số bám lơn nhất: φmax = 0,75 ÷ 0,8 trên ường nhựa tốt Nếu coi δi = 1,087 và g =9,81m/s2 thì gia tốc chậm dần cực i jmax=7,22 (m/s2 trên ường nhựa tốt khô nằm ngang

Trong quá trình ô tô làm việc, thường phanh v i gia tốc chậm dần thấp hơn nhiều, phanh ột ngột (phanh cấp tốc) chỉ xảy ra trong trường hợp nguy hiểm

4.1.2 Thời gian phanh

Thời gian phanh cũng là một trong những chỉ tiêu ánh giá chất lượng phanh Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt Để xác ịnh thời gian phanh có thể sử d ng biểu thức sau: