41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén 41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén 41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén 41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén 41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén 41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén 41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén 41 đồ án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén
Mục tiêu nghiên cứu
Để thực hiện đợc sa bàn hệ thống phanh hơi ta cần phải nắm bắt đợc tất cả các yếu tố có liên quan tới sa bàn nh nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh hơi nói chung và nguyên lý hoạt động của các chi tiết thuộc hệ thống nói riêng Các phơng pháp chế tạo và lắp đặt các chi tiết trên giá đỡ, cụ thệ việc nghiên cứu đợc thể hiện qua sơ đồ mục tiêu nghiên cứu sau:
Tính toán kích th ớc của sa bàn theo kÝch th íc của hệ thống
Chọn vật liệu và cách thức để làm sa bàn
Thiết kế các bài giảng thực hành
Hoàn thành sa bàn hệ thống phanh hơi
Hệ thống phanh hơi trên xe ô tô
Nhiệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động
Hình dạng và kích th ớc của các chi tiÕt
Chon ph ơng pháp thiết kế sa bàn
Đối tợng nghiên cứu
Trên thực tế hệ thống phanh hơi đợc bố trí trên xe thì nó phải đợc bố trí theo kết cấu của xe nên khi giảng dạy cho học sinh sẽ rất phức tạp và học sinh sẽ rất khó hình dung và hiểu đợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng Vì vậy để cho học sinh tiếp thu một cách nhanh nhất cho học sinh ta sẽ tách hệ thống phanh ra khỏi xe nhng vẫn thể hiện đợc cấu tạo và hoạt động của chúng một cách chính xác và thực tế Qua đây ta sẽ phải nghiên cứu về phơng pháp chế tạo sa bàn hệ thống phanh hơi.
Nhiệm vụ nghiên cứu
Để nâng cao kiến thức cho học sinh trong quá trình học tập ta sẽ nghiên cứu sâu về các bài học về hệ thống phanh hơi dung trên ôtô trong chơng trình thực tập chuyên môn của học sinh hệ cao đẳng nghề và nghề công nghệ ôtô Để thực hiện đợc mục đích trên ta sẽ đi vào nghiên cứu các phơng án triển khai các bộ phận của hệ thống phanh hơi trên sa bàn và chọn đợc phơng án tối u nhất sau đó sẽ thiết kế sa bàn theo phơng án đã chọn Khi ta đã thiết kế đợc sa bàn nh mong muốn thì thì thiết kế các bài thực tập ứng dụng trên sa bàn sao cho học sinh khi học xong bài lý thuyết đi đến thực hành phải dễ hiểu , nắm bắt đợc cấu tạo và nghuyên lý hoạt động của hệ thống một cách nhanh nhất.
cơ sở lý luận của phanh khí nén và sa bàn hệ thống phanh KhÝ nÐn
Tổng quan về hệ thống phanh
1.1.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu 1 Công dụng
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định. Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao đợc năng suất vận chuyển.
Trên ôtô sự phanh xe đợc tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh.
H hỏng trong hệ thống phanh thờng kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô Các h hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh.
Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh a Theo công dụng:
Hệ thống phanh chính (phanh chân)
Hệ thống phanh dừng (phanh tay)
Hệ thống phanh dự phòng
Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) b Theo kết cấu của cơ cấu phanh
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa c Theo dẫn động phanh
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động khí nén
Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động có cờng hóa
Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiÓm;
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với bất kì cờng độ nào;
- Không có hiện tợng tự xiết khi phanh
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt
- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực phanh trên bánh xe
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
1.2 Tổng quan về sa bàn hệ thống phanh khí nén
1.2.1 Giới thiệu chung về sa bàn hệ thống phanh khí nén
Sa bàn hệ thống phanh khí nén là một dạng mô hình động nó có thể hoạt động đợc ngay cả khi hệ thống không đựơc lắp đặt trên xe ô tô, nó mô tả lại sự hoạt động của hệ thống giống nh nó hoạt động trên xe ô tô Sa bàn hệ thống phanh hơi dùng trên ôtô là một thiết bị dùng để giảng dạy thực tập cho học sinh Khi học sinh mới bắt đầu vào học chuyên ngành về ôtô thì tất cả các kiến thức về chuyên ngành còn rất là mới lạ Để truyền đạt những kiến thức về chuyên ngành cho học sinh thì sa bàn là một công cụ rất hữu ích Sa bàn là một thiết bị mô phỏng lại cấu tạo và hoạt động của hệ thống tơng tự nh hệ thống đợc lắp đặt trên xe ôtô thay cho khung xe để lắp đặt hệ thống thì ở sa bàn ta có giá đỡ hệ thống phanh hơi Để mô phỏng cho hệ thống hoạt động thì ta phải cho hệ thống hoạt động thực tế, khí nén phải lấy từ máy nén khí, để cho máy nén khí hoạt động thì ở sa bàn ta không thể đặt cả động cơ đốt trong để dẫn động Để đơn giản nhng vẫn thể hiện tính thực tế thì thay cho động cơ đốt trong thì ta sẽ dùng một động cơ điện có công suất đủ để dẫn động máy nén khí Còn các chi tiết khác của hệ thống thì ta sẽ lấy từ hệ thống thực tế Hệ thống đợc bố trí tơng t nh bố trí trên xe nhng khoảng cách thì nhỏ gọn hơn.
Do nhu cầu về thiết bị dạy học hiện nay nên đã có nhiều cơ sở đã thiết kế sa bàn của các hệ thống của xe ôtô Thấy rằng đây cũng là nhu cầu thiết yếu của Trờng ĐHSPKT Nam Định nên việc chế tạo sa bàn cũng bắt đầu đợc thực hiển phổ biến.
- Sa bàn hệ thống phanh hơi là một thiết bị dạy học cho học sinh.
- Thể hiện tính trực quan cho học sinh.
- Giúp cho học sinh tiếp thu kiến thức, biết đợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống một cách dễ dàng.
- Học sinh có thể thực hiện các bài học nh tháo lắp, bảo dỡng sửa chữa và hiệu chỉnh hệ thống trớc khi vào hệ thống trên xe thực tế.
Sa bàn hệ thống phanh hơi trên xe ôtô đợc phán loại theo:
- Theo cách bố trí lắp đặt hệ thống.
- Theo cách điều khiển hệ thống.
- Theo kiểu dáng của giá đỡ hệ thống.
- Mang tÝnh thùc tÕ cao.
- Hệ thống đợc lắp đặt chắc chắn đảm bảo khi làm việc ổn định.
- Khi hoạt động phải thể hiện đợc hoạt động của các chi tiết trong hệ thèng.
- Sa bàn phải phục vụ đợc yêu cầu của bài học.
1.3 Hệ thống phanh khí nén trên xe Zil 130.
1.3.1 Nhiệm vụ của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh là một hệ thống vô cùng quan trọng, nó có các nhiệm vụ chính sau:
Làm giảm tốc độ xe chuyển động
Làm xe dừng hẳn và giữ cho xe ở trạng thái đứng yên.
1.3.2 Sơ đồ của hệ thống phanh trên xe Zin 130. 1 Cấu tạo chung
Cơ cấu dẫn động bằng hơi thờng đợc dùng ở các ôtô có trọng tải lớn.
Phanh hơi cơ bản gồm có các bọ phận sau: Máy nén khí, bộ điều chỉnh áp suất , bình hơi có các van an toàn , van trích hơn và van xả, van điều khiển, bàn đạp, ống dẫn, ống mềm, các hộp phanh của bánh xe và, guốc phanh và đồng hồ áp suất
Máy nén khí chính là máy bơm hơi do động cơ dẫn động Qua máy nén khí, không khí đợc nén với áp suất nhất định do bộ điều chỉnh áp suất quy định rồi đi vào bình hơi, dung tích bình hơi đảm bảo dự trữ hơi để phanh một số lần Đồng hồ áp suất dùng để kiểm tra áp suất trong bình hơi
Nếu đạp lên chân phanh, không khí qua van hãm đi vào các buồng phanh bánh trớc và bánh sau nằm cạnh các bánh xe tơng ứng, ở mỗi buồng phanh có các màng phanh Khi tăng áp suất màng phanh bị uốn cong, đẩy cần đẩy và cần hãm, làm trục quả đào quay, đẩy má phanh áp vào tang trống để hãm bánh xe.
Khi bỏ chân ra, van hãm đóng kín đờng của không khí nén, làm cho không khí nén trong bình chứa không đi đến tới các buồng phanh đợc nữa, lúc đó buồng phanh ăn thông với không khí bên ngoài Khi áp suất giảm lò xo kéo má phanh về vị trí cũ và bánh xe có thÓ quay tù do.
1.3.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống phanh
1.Máy nén khí. a Nhiệm vụ.
Cung cấp khí nén cho bình hơi. b Cấu tạo.
Cả hai xy lanh 3 của máy nén khí đợc đúc cùng với các áo nớc trong một khối xy lanh 11 và đợc bắt bằng bu lông với các te 19 nắp xy lanh
7lắp với khối xy lanh 11 bằng bu lông Trong nắp xy lanh có bố trí các van nén 10, ;ò xo 9 đặt tong cốc 8
Trong các xy lanh 3 có pittông 5 Mỗi pittông có 2 xéc măng khí và một xéc măng dầu Mỗi pittông đợc nối với thanh truyền 4 qua chốt 6.
Trục khuỷ 17 bố trí trên hai ổ bi cầu 2 Bạc thanh truyền 18 đúc bằng hợp kim babit, ở một đầu trục khuỷ có lắp vòng bịt 14, đai ốc
16 để điều chỉnh độ chặt của ổ bi, đầu thò ra ngoài của trục khủy có vòng chắn 1 và puly 20 Máy nén khí đợc dẫn động bằng đai truyền từ puly quạt gió của động cơ. c Hoạt động.
Khi pittông 5 từ điểm chết trên xuống điểm chết dới xảy ra quá trình giãn nở của không khí nén, tạo độ chân không ở trong xy lanh.Pittông tới điểm chết dới sẽ mở các lỗ làm thông các buồng xylanh với bầu lọc không khí của động cơ Dới tác dụng của sức hút chân không trong buồng xylanh, không khí đợc lọc sạch từ bên ngoài sẽ nạp vào qua van nạp 21
Khi pittông 5 đi lên, không khí trong xy lanh đợc nén lại Khi áp suất của khí nén trong xy lanh lớn hơn áp suất của không khí nén ngoài buồng thoát và trong các bình chứa thì van 10 mở, khí nén sẽ qua van và các đờng ống dẫn vào bình chứa Sau đó quá trình lặp lại nh trên.
2.Thiết bị giới hạn tải.
Phân loại
Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh a Theo công dụng:
Hệ thống phanh chính (phanh chân)
Hệ thống phanh dừng (phanh tay)
Hệ thống phanh dự phòng
Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) b Theo kết cấu của cơ cấu phanh
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa c Theo dẫn động phanh
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động khí nén
Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động có cờng hóa
yêu cầu
Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiÓm;
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với bất kì cờng độ nào;
- Không có hiện tợng tự xiết khi phanh
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt
- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực phanh trên bánh xe
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
1.2 Tổng quan về sa bàn hệ thống phanh khí nén
1.2.1 Giới thiệu chung về sa bàn hệ thống phanh khí nén
Sa bàn hệ thống phanh khí nén là một dạng mô hình động nó có thể hoạt động đợc ngay cả khi hệ thống không đựơc lắp đặt trên xe ô tô, nó mô tả lại sự hoạt động của hệ thống giống nh nó hoạt động trên xe ô tô Sa bàn hệ thống phanh hơi dùng trên ôtô là một thiết bị dùng để giảng dạy thực tập cho học sinh Khi học sinh mới bắt đầu vào học chuyên ngành về ôtô thì tất cả các kiến thức về chuyên ngành còn rất là mới lạ Để truyền đạt những kiến thức về chuyên ngành cho học sinh thì sa bàn là một công cụ rất hữu ích Sa bàn là một thiết bị mô phỏng lại cấu tạo và hoạt động của hệ thống tơng tự nh hệ thống đợc lắp đặt trên xe ôtô thay cho khung xe để lắp đặt hệ thống thì ở sa bàn ta có giá đỡ hệ thống phanh hơi Để mô phỏng cho hệ thống hoạt động thì ta phải cho hệ thống hoạt động thực tế, khí nén phải lấy từ máy nén khí, để cho máy nén khí hoạt động thì ở sa bàn ta không thể đặt cả động cơ đốt trong để dẫn động Để đơn giản nhng vẫn thể hiện tính thực tế thì thay cho động cơ đốt trong thì ta sẽ dùng một động cơ điện có công suất đủ để dẫn động máy nén khí Còn các chi tiết khác của hệ thống thì ta sẽ lấy từ hệ thống thực tế Hệ thống đợc bố trí tơng t nh bố trí trên xe nhng khoảng cách thì nhỏ gọn hơn.
Do nhu cầu về thiết bị dạy học hiện nay nên đã có nhiều cơ sở đã thiết kế sa bàn của các hệ thống của xe ôtô Thấy rằng đây cũng là nhu cầu thiết yếu của Trờng ĐHSPKT Nam Định nên việc chế tạo sa bàn cũng bắt đầu đợc thực hiển phổ biến.
- Sa bàn hệ thống phanh hơi là một thiết bị dạy học cho học sinh.
- Thể hiện tính trực quan cho học sinh.
- Giúp cho học sinh tiếp thu kiến thức, biết đợc cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống một cách dễ dàng.
- Học sinh có thể thực hiện các bài học nh tháo lắp, bảo dỡng sửa chữa và hiệu chỉnh hệ thống trớc khi vào hệ thống trên xe thực tế.
Sa bàn hệ thống phanh hơi trên xe ôtô đợc phán loại theo:
- Theo cách bố trí lắp đặt hệ thống.
- Theo cách điều khiển hệ thống.
- Theo kiểu dáng của giá đỡ hệ thống.
- Mang tÝnh thùc tÕ cao.
- Hệ thống đợc lắp đặt chắc chắn đảm bảo khi làm việc ổn định.
- Khi hoạt động phải thể hiện đợc hoạt động của các chi tiết trong hệ thèng.
- Sa bàn phải phục vụ đợc yêu cầu của bài học.
1.3 Hệ thống phanh khí nén trên xe Zil 130.
1.3.1 Nhiệm vụ của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh là một hệ thống vô cùng quan trọng, nó có các nhiệm vụ chính sau:
Làm giảm tốc độ xe chuyển động
Làm xe dừng hẳn và giữ cho xe ở trạng thái đứng yên.
1.3.2 Sơ đồ của hệ thống phanh trên xe Zin 130. 1 Cấu tạo chung
Cơ cấu dẫn động bằng hơi thờng đợc dùng ở các ôtô có trọng tải lớn.
Phanh hơi cơ bản gồm có các bọ phận sau: Máy nén khí, bộ điều chỉnh áp suất , bình hơi có các van an toàn , van trích hơn và van xả, van điều khiển, bàn đạp, ống dẫn, ống mềm, các hộp phanh của bánh xe và, guốc phanh và đồng hồ áp suất
Máy nén khí chính là máy bơm hơi do động cơ dẫn động Qua máy nén khí, không khí đợc nén với áp suất nhất định do bộ điều chỉnh áp suất quy định rồi đi vào bình hơi, dung tích bình hơi đảm bảo dự trữ hơi để phanh một số lần Đồng hồ áp suất dùng để kiểm tra áp suất trong bình hơi
Nếu đạp lên chân phanh, không khí qua van hãm đi vào các buồng phanh bánh trớc và bánh sau nằm cạnh các bánh xe tơng ứng, ở mỗi buồng phanh có các màng phanh Khi tăng áp suất màng phanh bị uốn cong, đẩy cần đẩy và cần hãm, làm trục quả đào quay, đẩy má phanh áp vào tang trống để hãm bánh xe.
Khi bỏ chân ra, van hãm đóng kín đờng của không khí nén, làm cho không khí nén trong bình chứa không đi đến tới các buồng phanh đợc nữa, lúc đó buồng phanh ăn thông với không khí bên ngoài Khi áp suất giảm lò xo kéo má phanh về vị trí cũ và bánh xe có thÓ quay tù do.
1.3.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống phanh
1.Máy nén khí. a Nhiệm vụ.
Cung cấp khí nén cho bình hơi. b Cấu tạo.
Cả hai xy lanh 3 của máy nén khí đợc đúc cùng với các áo nớc trong một khối xy lanh 11 và đợc bắt bằng bu lông với các te 19 nắp xy lanh
7lắp với khối xy lanh 11 bằng bu lông Trong nắp xy lanh có bố trí các van nén 10, ;ò xo 9 đặt tong cốc 8
Trong các xy lanh 3 có pittông 5 Mỗi pittông có 2 xéc măng khí và một xéc măng dầu Mỗi pittông đợc nối với thanh truyền 4 qua chốt 6.
Trục khuỷ 17 bố trí trên hai ổ bi cầu 2 Bạc thanh truyền 18 đúc bằng hợp kim babit, ở một đầu trục khuỷ có lắp vòng bịt 14, đai ốc
16 để điều chỉnh độ chặt của ổ bi, đầu thò ra ngoài của trục khủy có vòng chắn 1 và puly 20 Máy nén khí đợc dẫn động bằng đai truyền từ puly quạt gió của động cơ. c Hoạt động.
Khi pittông 5 từ điểm chết trên xuống điểm chết dới xảy ra quá trình giãn nở của không khí nén, tạo độ chân không ở trong xy lanh.Pittông tới điểm chết dới sẽ mở các lỗ làm thông các buồng xylanh với bầu lọc không khí của động cơ Dới tác dụng của sức hút chân không trong buồng xylanh, không khí đợc lọc sạch từ bên ngoài sẽ nạp vào qua van nạp 21
Khi pittông 5 đi lên, không khí trong xy lanh đợc nén lại Khi áp suất của khí nén trong xy lanh lớn hơn áp suất của không khí nén ngoài buồng thoát và trong các bình chứa thì van 10 mở, khí nén sẽ qua van và các đờng ống dẫn vào bình chứa Sau đó quá trình lặp lại nh trên.
2.Thiết bị giới hạn tải.
Khi áp suất trong bình chứa đạt 7 kG/m2 thì sự cung cấp khí nén cần đợc dừng lại, để tự động thực hiện yêu cầu này có van điều chỉnh áp suất và thiết bị giới hạn tải của máy nén khí.
Thiết bị giới hạn tải gồm hai pittông hình trụ 26, các vòng bịt 25, con đội 23 đặt dới van nạp hình đĩa 21 Pittông 26có liên hệ với đòn gánh và lò xo 24 Rãnh 27 dới pittông có liên hệ với bộ điều chỉnh áp suất, buồng 28 dới van nạp 21 có liên hệ dẫn tới bầu lọc không khí của động cơ.
Khi áp suất khí nén trong các bình chứa thấp hơn 6kG/cm2 van điều chỉnh áp suất sẽ làm rãnh 27 dới pittông thông với bên ngoài Lúc này dới tác dụng của lò xo 24, pittông 26 nằm ở vị trí thấp nhất, thiết bị thoát tảu đợc ngắt ra, máy nén khí vào buồng chứa
Hoạt động
Máy nén khí chính là máy bơm hơi do động cơ dẫn động Qua máy nén khí, không khí đợc nén với áp suất nhất định do bộ điều chỉnh áp suất quy định rồi đi vào bình hơi, dung tích bình hơi đảm bảo dự trữ hơi để phanh một số lần Đồng hồ áp suất dùng để kiểm tra áp suất trong bình hơi
Nếu đạp lên chân phanh, không khí qua van hãm đi vào các buồng phanh bánh trớc và bánh sau nằm cạnh các bánh xe tơng ứng, ở mỗi buồng phanh có các màng phanh Khi tăng áp suất màng phanh bị uốn cong, đẩy cần đẩy và cần hãm, làm trục quả đào quay, đẩy má phanh áp vào tang trống để hãm bánh xe.
Khi bỏ chân ra, van hãm đóng kín đờng của không khí nén, làm cho không khí nén trong bình chứa không đi đến tới các buồng phanh đợc nữa, lúc đó buồng phanh ăn thông với không khí bên ngoài Khi áp suất giảm lò xo kéo má phanh về vị trí cũ và bánh xe có thÓ quay tù do.
1.3.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận trong hệ thống phanh
1.Máy nén khí. a Nhiệm vụ.
Cung cấp khí nén cho bình hơi. b Cấu tạo.
Cả hai xy lanh 3 của máy nén khí đợc đúc cùng với các áo nớc trong một khối xy lanh 11 và đợc bắt bằng bu lông với các te 19 nắp xy lanh
7lắp với khối xy lanh 11 bằng bu lông Trong nắp xy lanh có bố trí các van nén 10, ;ò xo 9 đặt tong cốc 8
Trong các xy lanh 3 có pittông 5 Mỗi pittông có 2 xéc măng khí và một xéc măng dầu Mỗi pittông đợc nối với thanh truyền 4 qua chốt 6.
Trục khuỷ 17 bố trí trên hai ổ bi cầu 2 Bạc thanh truyền 18 đúc bằng hợp kim babit, ở một đầu trục khuỷ có lắp vòng bịt 14, đai ốc
16 để điều chỉnh độ chặt của ổ bi, đầu thò ra ngoài của trục khủy có vòng chắn 1 và puly 20 Máy nén khí đợc dẫn động bằng đai truyền từ puly quạt gió của động cơ. c Hoạt động.
Khi pittông 5 từ điểm chết trên xuống điểm chết dới xảy ra quá trình giãn nở của không khí nén, tạo độ chân không ở trong xy lanh.Pittông tới điểm chết dới sẽ mở các lỗ làm thông các buồng xylanh với bầu lọc không khí của động cơ Dới tác dụng của sức hút chân không trong buồng xylanh, không khí đợc lọc sạch từ bên ngoài sẽ nạp vào qua van nạp 21
Khi pittông 5 đi lên, không khí trong xy lanh đợc nén lại Khi áp suất của khí nén trong xy lanh lớn hơn áp suất của không khí nén ngoài buồng thoát và trong các bình chứa thì van 10 mở, khí nén sẽ qua van và các đờng ống dẫn vào bình chứa Sau đó quá trình lặp lại nh trên.
2.Thiết bị giới hạn tải.
Khi áp suất trong bình chứa đạt 7 kG/m2 thì sự cung cấp khí nén cần đợc dừng lại, để tự động thực hiện yêu cầu này có van điều chỉnh áp suất và thiết bị giới hạn tải của máy nén khí.
Thiết bị giới hạn tải gồm hai pittông hình trụ 26, các vòng bịt 25, con đội 23 đặt dới van nạp hình đĩa 21 Pittông 26có liên hệ với đòn gánh và lò xo 24 Rãnh 27 dới pittông có liên hệ với bộ điều chỉnh áp suất, buồng 28 dới van nạp 21 có liên hệ dẫn tới bầu lọc không khí của động cơ.
Khi áp suất khí nén trong các bình chứa thấp hơn 6kG/cm2 van điều chỉnh áp suất sẽ làm rãnh 27 dới pittông thông với bên ngoài Lúc này dới tác dụng của lò xo 24, pittông 26 nằm ở vị trí thấp nhất, thiết bị thoát tảu đợc ngắt ra, máy nén khí vào buồng chứa
Khi áp suất trong bình cha lớn hơn 7kG/cm2, van điều chỉnh áp suất nối thông với rãnh 27 với các bình chứa Lúc này không khí nén vào trong rãnh 27 sẽ ép các pittông 26 và con đội 23 đi lên phía trên, các van nạp 21 của các xylanh 3 sẽ mở ra làm pittông 5 dịch chuyển theo phơng ngợc lại, nối thông với hai xylanh 3 qua buồn g 28 ở dới các van Nh vậy không khí đợc dồn từ xylanh này qua xylanh kia và ngừng cung cấp khí nén cho các bình chứa, máy nén khí làm việc chạy không.
Van điều chỉnh áp suất
Dùng để điều khiển thiết bị thoát tải và đảm bảo áp suất khí nén trong các bình chứa không nhỏ hơn 5kG/cm2 và không lớn hơn
7kG/cm2 nó thờng là van bi cầu gồm có vỏ 9, phía trên đợc bịt kín bằng đệm điều chỉnh 6 và ống bọc 5 Bên cạnh ống bọc 5 có rãnh thông với khí trời 7 Trong ống bọc có ty đẩy, phía trên có lò xo 3 Sức căng của lò xo có thể thay đổi nhờ nắp 2 có ren ăn khớp với ống bọc.
Ty đẩy tỳ lên hai van bi 11 nằm trong rãnh trung tâm của vỏ 9 Phía dới ống bọc có lới lọc và thông với bình khí nén Lỗ ở bên cạnh 8 nối thông với cơ cấu thoát tải của máy nén khí Toàn bộ cơ cấu đợc đóng kín bằng nắp 1.
Khi áp suất trong các bình chứa thấp, các van bi 11 dới tác dụng của lò xo 3 và ty đẩy 4 hạ thấp xuống phía dới Lúc này lỗ thông phía dới của vỏ 9 bị đóng, còn rãnh bên cạnh 7 của ống bọc 5 mở ra nối thông buồng của cơ cấu thoát tải với khí trời.
Khi áp suất không khí trong các bình chứa tăng lên 7 dến 7,5 kG/cm2 các van bi 11 đợc nâng lên phía trên lò xo ép 3 Lúc này rãnh bên cạnh bị đóng lại, nối thông qua lỗ 8 với buồng trong cơ cấu thoát tải Cơ cấu thoát tải làm việc và máy nén ngừng nén khí vào bình chứa
Bằng cách điều chỉnh tấm đệm số 6 để giới hạn trị số áp suất nén, còn khi nối máy nén khí để cấp khí ném (5,5 đến 6 kG/cm2) thì điều chỉnh bằng cách vặn nắp 2.
Van an toàn
Dùng để giữ an toàn cho hệ thống phanh khi áp suất tung lên, trong trờng hợp van điều chỉnh áp suất hỏng.
Van an toàn thờng đợc lắp bên phải các bình chứa khí nén Nó gồm vỏ 2 trong đó có lắp ống ren 1, có hốc để đặt van bi 3, vít điều chỉnh 6, đai ốc hãm 5, lò xo 4 đặt trên thanh khống chế 7.
Trong trờng hợp áp suất trong hệ thống phanh lên tới 9 đến
9,5kG/cm2, dói áp lực không khí nén van bi 3 đợc nâng lên ép lò xo 4, không khí nén trong hệ thống thoát ra qua rãnh 8 và lỗ của vỏ van 2.
Sức căng của lò xo có thể điều chỉnh bằng vít 6 và đai ốc Khi cần thiết phải kiểm tra sự làm việc của van thì có thể mở van sau khi kÐo thanh khèng chÕ 7.
5.Van ph©n phèi. a Van hãm.
Dùng cho xe không kéo rơmooc.
Màng ép giữa vỏ và nắp van và nối với cốc dẫn hớng.Cần nối van hãm lắp trên trục và bắt với vỏ Trong bộ van hãm có lắp lò xo cân bằng cùng với cốc dẫn hớng và van để đóng lỗ xả.
Khi cha đạp phanh xuống, van xả hình côn mở và khoảng trống bên trong của buồng phanh ăn thông với khoảng trống của van hãm và với không khí bên ngoài, dới tác dụng của lò xo trả lại nên van nạp đóng kín Không khí nén không nạp vào buồng phanh.
Khi đạp bàn đạp phanh xuống, cần kéo di chuyển cần nối van hãm truyền qua lò xo cân bằng ép đế van vào van xả Đồng thời cùng lúc đó, cần đẩy đẩy mở van nạp và không khí nén nạp vào các buồng phanh để hãm các bánh xe lại.
Khi bỏ bàn đạp phanh ra, cần nối của van hãm trở về vị trí ban đầu, lò xo cân bằng rời khỏi màng mềm,van nạp đóng, van xả mở và không khí nén ở buồng phanh qua lỗ xả để xả không khí nén ra ngoài, hiệu lực hãm phanh xe không còn nữa.
Trong trờng hợp xe vận tải có kéo rơmooc thì phải lắp khoá phanh phối hợp Sự khác nhau cơ bản của hai loại van này là khoá phanh phối hợp có hai buồng là buồng trên và buồng dới, buồng dới dùng để điều khiển các phanh của ôtô, cấu tạo và nguyên lý làm việc của khoá phanh phối hợp cũng giống nh ở buồng van hãm, ở buồng phanh trên của khoá phanh có cần đẩy thay cho cốc của lò xo cân bằng ở van hãm của ôtô Bộ phận dẫn động của khoá phanh đợc thực hiện bằng cần kéo của bàn đạp phanh nối với cần nối lớn và cÇn nèi bÐ.
Khi xe không phanh, hơi nén đợc nạp vào bình chứa số 1 đi theo đờng hơi chính Khi hơi nén trên đờng hơi chính thắng đợc sức căng của lò xo cân bằng buồng trên thì van nạp của buồng trên mở để không khí nén đợc nạp vào bình chứa 2, ở buồng dới thì van
Khi đạp phanh thì lực từ bàn đạp qua cần kéo truyền cho cần nối lớn của khoá phanh phối hợp, cần đẩy di chuyển làm van xả của buồng trên mở nối thông với khí trời, lúc đó ngay lập tức luồng khí nén đang nạp cho bình 2 sẽ quay lại không nạp nữa mà thoát ra không khí Nh vậy trong van phân phối hơi rơmooc sẽ có sự chênh áp, kết quả là lớp màng bị kéo lên mở thông cho không khí nén từ bình 2 đi vào bát phanh của phanh rơmooc, thực hiện nhiệm vụ phanh Cùng lúc nàp tại buồng dới thì van xả bị dóng, van nạp mở, không khí nén đi vào bát phanh của ôtô để phanh.
Thôi đạp phanh, cần kéo sẽ trở lại vị trí ban đầu thì tại buồng dới van xả mở để thoát khí nén từ bát phanh, ở buồng trên van xả đóng,khí đợc nạp vào bình chứa 2 không gây ra sự chênh áp, van phân phối hơi rơmooc trở lại vị trí ban đầu giúp cho hơi phanh tại bát phanh rơmooc thoát ra ngoài.
Bình hơi
Là một bình vỏ thép hình trụ, dung tích mỗi bình khoảng 23 đến
25 lít Trên xe có hai bình hơi đợc bắt chặt vào 2 dầm dọc ở hai bên sờn khung gầm xe Các bình hơi đều có van xả nớc và dầu đọng dới đáy bình.
BÇu phanh
Dùng để tác động vào các phanh bánh xe Màng mỏng bằng vải cao su cùng với đĩa tỳ, cần đẩy và hai lò xo ở giữa vỏ và nắp bắt với nhau bằng bu lông Khi bàn đạp phanh ở vị trí trên cùng dới tác dụng của lò xo màng mỏng bị ép vào nắp vỏ và ở vị trí không làm việc.
Cơ cấu phanh bánh xe
Khi đạp phanh, dới tác dụng của khí nén qua vỏ van hãm vào buồng phanh đẩy màng mỏng cong về phía vỏ van, đẩy đĩa tỳ di chuyển và qua đĩa tỳ lực truyền cho cần đẩy, dau đó truyền cho cần nối trục quả đào hãm Cốt má phanh bị đẩy ra áp vào tang trống để hãm bánh xe. Để đảm bảo điều chỉnh các cơ cấu phanh bánh xe, lực tỳ trên trục quả đào hãm đợc truyền từ cần đẩy qua trục vít đặt tại lỗ tiện của trục và qua bánh răng trục vít lắp tại đầu cuối trục.
ChơngII- Các phơng án triển khai các bộ phận của hệ thống phanh trên sa bàn và chọn phơng an tối u.
2.1 Thực trạng về thiết bị hệ thống phanh của xởng thực tËp
Trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá ngành công nghiệp đang phát triển với tốc độ rất nhanh, bên cạnh sự phát triển của ngành công nghiệp thì việc đào tạo ra các công nhân kỹ thuật, chuyên viên kỹ thuật có đủ khả năng đảm nhiệm và thích ứng với công việc hiện hành là rất cần thiết, với sự cần thiết nh vậy thì đã có rất nhiều tr- ờng đại học, cao đẳng đã có những ngành đào tạo về ngành kỹ thuật nói chung và ngành cơ khí ô tô nói riêng trờng ĐHSP Kỹ Thuật cũng là môt trong những trờng nói trên trong cả nớc, các ngành đào tạo của trờng cũng tất trú trọng vào việc đào tạo và bắt nhịp với các công nghệ tiên tiến và mới nhất Việc đào tạo học sinh, sinh viên để tiếp thu đợc công nghệ tiên tiến thì cần phải biết nhng vấn đề cơ bản tốt Đây là việc đào tạo các ngành nói chung và trong ngành ôtô cũng vậy Về phơng tiện dạy học cho học sinh sinh viên nhìn chunh thì cũng rất đa dạng nhng vẫn cha đủ để tạo điều kiện cho học sinh nắm bắt một cách nhanh nhất Thực tế ở trong trờng và đặc biẹt là xờng thực tập ngành cơ khhí ô tô sa bàn hệ thông phanh đã có nhng chua đủ vẫn còn thiếu nh hệ thông phanh hơI hệ thống phanh dầu… vậy ta nên khắc phục vấn đề này bằng cách thiết kế ra các phơng tiện dạy học hu ích để đáp ứng nhu cầu này.
2.2 Trình bày các phơng án thiết kế sa bàn.
Trên thực tế có rất nhiều cách bố trí sa bàn, da vào điều kiện thiết bị hay công nghệ chế tạo mà ta có thể thiết kế kiểu giáng của sa bàn sau đây sẽ có hai phơng pháp thiết kế kiểu sa bàn đó là: sa bàn bố trí kiểu bảng và sa bàn bố trí kiểu bàn.
Cách bố trí
Sa bàn sẽ có giá đỡ kiểu bàn, sau khi đã tính toán về vấn đề chịu lực của hệ thống phanh hơi kể cả trong điều kiện tĩnh và động, thì sa bàn có kiểu dáng bố trí nh sau:
+ Bàn có mặt bàn hình chữ nhật, có diện tích đủ để lắp đặt các thiết bị của hệ thống sao cho đủ không gian để hoạt động.
+ Mặt bàn đợc đỡ bởi bốn chân bàn và trên mỗi chân bàn đợc lắp đặt thêm các bánh xe để cho tiện trong việc di chuyển.
+ Đêt tăng thêm độ bền của giá đỡ thi giá đỡ đợc thiết kế thêm các thanh chịu lực để đảm bảo trong quá trình làm việc không bị xảy ra sù cè. b Các chi tiêt đợc lắp đặt trên gía đỡ: Để tăng tính trực quan thì các chi tiết của hệ thống đợc bố trí gần giống nh hệ thống đợc bố trí trên xe ô tô Sa bàn hệ thống phanh hơi đợc bố trí nh sơ đồ dới đây:
Gồm có 4 cơ cấu phanh bánh xe đợc bố trí hai cơ cấu trớc và hai cơ cấu sau đợc gá trên 4 góc của mặt bàn gần giống nh bố trí của các bánh xe ô tô.
Máy nén khí đợc đặt giữa bàn và gần hai cơ cấu phanh trớc vì tại vị trí này không gian rộng rãi để ta tiện cho việc đặt động cơ điện kéo máy nén khí và tiện cho việc điều chỉnh căng đai từ máy nén khÝ.
Mô tơ điện đợc lắp đặt tại vị trí giữa của hai cơ cấu phanh trớc Tại vị trí náy mơ tơ sẽ đợc lắp đătmột cách dễ dàng hơn và để cho nó giống nh vị trí động cơ đốt trong của ôtô.
Tổng phanh đợc lắp sau máy nén khí , tại vị trí này tổng phanh sẽ đợc lắp đặt và kết nối các ống dẫn khí nén từ bình nén và từ tổng phanh tới các bầu phanh đợc thuận lợi hơn
Cơ cấu điều khiển đợc bố trí sau tổng phanh và vị trí này là vị trí cuối bàn Tại vị trí này cơ cấu điều khiển đợc ngời điều khiển đứng điều khiển dễ dàng và kết nối dẫn động từ cơ cấu điều khiển đến tổng phanh thuận lợi về mặt kết cấu
Bình nén khí đợc bố trí ở giữa phía ngoài bên phải của sa bàn tại vị trí này bình nén sẽ đợc kết nối ống dẫn khí từ máy nén khí đên bình nén và từ bình nén tới tổng phanh đợc dễ dàng hơn.
2 u nhợc điểm của sa bàn kiểu bàn a u ®iÓm:
+ Dễ quan sát và giống thực tế
+ Quá trình chế tạo thuận lợi
+ Di chuyển khó khăn ở những vị trí có không gian chật hẹp.
Giá đỡ sa bàn kiểu bảng đợc thể hiện nh hình vẽ dới dây:
Giá đỡ sa bàn đợc chia làm ba phần đó là:
- Bảng gá cơ cấu phanh
- Mặt hộp gá tổng phanh và cơ cấu điều khiển
- Khoang chứa bình nén khí và máy nén khí + động cơ điện dẫn động máy nén.
Cấu tạo của giá đỡ sa bàn kiểu bảng đợc thiết kế khác với kiểu bàn đó là: Nó đợc chia thành hai không gian riêng biệt, phần dới nó là một hình hộp có khan gian đủ lắp đạt các chi tiết nh bình nén khí và máy nén khi + động cơ điện dẫn động máy nén khí Phần trên rừ mặt hộp lên đến hết phần bảng thì phần này bảng lắp các cơ cấu phanh còn khoảng không gian măt hộp sẽ lắp đặt tổng phanh và cơ cÊu phanh.
Phần đới cùng là các bánh xe di chuyển để tiện cho việc di chuyÓn.
Các chi tiêt đợc lắp đặt trên gía đỡ:
Cơ cấu phanh đợc lắp trên khoảng không gian phía trên đó là phần bảng Hai cơ cấu phanh trớc đợc lắp ở trên cùng và dới đó là hai cơ cấu phanh sau Các cơ cấu phanh đợc lắp song song với mặt phẳnh bảng, với cách lắp đặt nh thế này ngời sử dụng sẽ they đợc sự hoạt động của cơ cấu rất rõ ràng, sẽ thấy đợc sự hoạt động của trục cam và thấy đợc guốc phanh mở ra tác dụng lực phanh vào tang trống. + Tổng phanh và cơ cấu điều khiển
Tổng phanh và cơ cấu điều khiển đợc lắp trên khoảng không gian trên nhng nó đợc gá luôn trên phần mặt của hộp, tại vị trí này thì có đợc diện tích để lắp và tai đây sẽ đúng tầm ngời sử dụng điều khiển dễ dàng.
Bình nén khí đợc gá đặt trong khoang dới nó nămf sát mặt hộp nhng ở phía dới, tại vị trí này bình nén khí đợc kết nối với máy nén khí và tổng phanh đợc dễ dàng và tiết kiệm đợc đờng đi của ống dÉn khÝ.
Máy nén khí đợc lắp đặt tại vị trí thấp nhất cuả giá đơ sa bàn vì máy nén khí hoạt đống với tần số rung động khá cao nên tại vị trí này là thích hợp nhất và máy nén khí đợc dẫn động bằng dây cô roa từ động cơ điện nên tại vị trí này là kín đáo cho dây cô roa và an toàn cho ngời sử dụng.
+ Động cơ điện Động cơ điện đợc lắp song song với máy nén khí vì máy nén khí luôn đợc dẫn động bởi động cơ điện vị trí này là đảm bảo nhất cho động cơ điện làm việc với sự rung đông cao.
2 Ưu, nhợc điểm của sa bàn kiểu bảng. a u ®iÓm
Sa bàn kiểu bảng có u điểm là:
+ Kết cấu và hình dáng nhỏ gọn hơn kiểu bàn
+ Di chuyển dễ dàng trong những điều kiện chật hẹp
+ Thể hiện hoạt động của cơ cấu panh rõ ràng b Nhợc điểm
+ Sự ổn định trong quá trình làm việc không cao
+ Tính trực quan không cao.
Qua hai phơng thiết kế chế tạo trên ta thấy phơng pháp thứ nhất tối u hơn, nên phơng pháp này sẽ đợc chọn để thiết kế sa bàn.
Lựa chọn các phơng án thiết kế sa bàn hệ thống phanh khí nén làm phơng tiện day học bớc công việc quan trọng nhất của đề tài nghiên cứu , phơng án thiết kế có ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng chung của cả đề tài Qua các phơng án đợc chọn trên cùng với sự phân tích các u điểm và nhợc điểm của từng phơng án thì ph- ơng án tối u nhất đợc lựa chọn là phơng án thứ nhất đó là thiết kế sa bàn kiểu bàn.