Giáo trình Thiết kế các hệ thống trên ô tô Tập 2. Thiết kế các bộ phận trên ô tô

Trang 3 Biên mục trên xuât bân phâm cùa Thir viện Ọuôc gia Việt NamVù Đúc LậpGiáo trinh Thiết kế các hệ thống trên õ tỏ / Vũ Đức Lập ch.b... Giáo trinh được dũng lãm tài liệu học tập chi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢl

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỌI

Bộ MÔN KỶ THUẬT Ô Tố

GS TS Vũ Đúc Lập (Chú biên)

TS Nguyễn Đức Ngọc TS Nguyễn Ngọc Linh

GIÁO TRÌNH THIẾT KÉ CÁC HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ

TẠP 2: THIẾT KÉ CÁC BỌ PHẠN TRÊN Õ TÓ

NHÀ XUẤT BÁN BÁCH KHOA HÀ NỘI

Biên mục trên xuât bân phâm cùa Thir viện Ọuôc gia Việt Nam

Vù Đúc Lập

Giáo trinh Thiết kế các hệ thống trên õ tỏ / Vũ Đức Lập (ch.b.) Nguyễn Đức Ngọc Nguyen Ngọc Linh - H : Bách khoa Hà Nội - 27 em

ĐTTS ghi: Truông Đại học Thuý Lợi Bộ môn Kỳ thuật ỏ tỏ

T.2: Thiết ke các bộ phận trên ô tô - 2023 - 308 tr

I Ỏ tô 2 Thiết kế 3 Thiết bị truyền dộng 4 Giáo trình

629.230711 -dc23

BKMO220p-Cil’

2

Giáo trinh Thièt kè tủi hi' thòng trẽn ô tò

LỜI NÓI DÀƯ

Giáo trinh "Thiết kế các hệ thung trên ô tô ", Tập 2 Thiết kế các bộ phận trên ỏ tỏ được biên soạn tièp nôi tập I Giáo trình được trinh bày gôm các nội dung: cự sờ thiét kê

vã tính toán các cụm các phần tử thuộc hệ thống phanh, hệ thống lái hệ thống treo và phần vận hành

Nội dung Tập 2 của giáo trinh gồm các chương sau đày:

Chương 7 Hộ thong phanh

Chương 8 Hệ thống lái

Chương 9 Hệ thõng treo

Chương 10 Cụm bánh xc

Chương 11 Hệ chịu tái

Giáo trinh do GS TS Vù Đữc Lập làm chú bicn, tham gia biên soạn có: TS Nguyen Đức Ngọc TS Nguyễn Ngọc Linh Giáo trinh được dũng lãm tài liệu học tập chinh cho môn học "Thiel kê các bộ phận ò tô" cùa sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật ô tô và có thê làm tài liệu tham khảo cho cán bộ kỹ thuật cóng tác trong ngành ô tô

Vì trình độ và thời gian có hạn, giáo trình này không tránh khói những thicu sót các tác già mong nhận được các ý kiên đóng góp cùa các bạn dõng nghiệp và bạn dọc đê giáo trinh được hoàn thiện hon trong lần xuất bán sau Mọi ỹ kiến xin gùi về theo địa chi:

vuduclap@llu.edu.vn

Xin trân trọng căm ơn!

Thay mật nhóm tác giàChủ biên

GS TS Vũ Đức Lập

Giứo ninh Thiel lit- các Ilf- thong trên õ tô ĩập 2

4

Giá" trinh ĩltiẽt kè <<it hệ thông trẽn li tó TfÌỊ> 2

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐÀU 3

Chương 7 HẸ THÓNG PHANH 9

7.1 Công dụng, phản loại 9

7.1.1 Công dung 9

7.1.2 Phân loại hệ thống phanh 9

7.2 Yêu cầu doi với hộ thong phanh 10

7.3 Cơ cấu phanh 13

7.3.1 Các loại co cấu phanh 13

7.3.2 Các thông số đánh giá cơ cấu phanh 16

7.3.3 Kct câu vả tinh toán co câu phanh tang trông 18

7.3.4 Kct cấu vã tinh toán co cấu phanh đĩa 39

7.4 Dan động phanh 43

7.4.1 Kct câu và tinh toán dan dộng phanh cơ khí 43

7.4.2 Kct cấu và tinh toán dần động phanh thúy lực 46

7.4.3 Kết cấu và tinh toán dần động phanh khi nén 58

7.4.4 Kct câu và tinh toán dan dộng phanh thủy khi 69

7.5 Kết cấu và tính toán điều hỏa lục phanh 72

7.5.1 Diều chinh lực phanh động có van tỳ lộ 73

7.5.2 Điêu hỏa tĩnh lục phanh 78

7.5.3 Điều hỏa lực phanh dạng tia 79

7.5.4 Van hạn chế áp suất 80

7.6 Hệ thống chồng bó cứng bánh xe khi phanh (ABS) 81

Càu hói ôn tập chuơng 7 88

Giứo ninh Thiel lit- các Ilf- thong trên õ tô ĩập 2

Chương 8 HỆ THỐNG LÁI 89

8.1 Công dụng, phân loại và yêu cẩu đối với hệ thống lái 89

8.1.1 Công dụng 89

8.1.2 Phản loại 89

8.1.3 Yêu câu đổi với hệ thống lái 91

8.2 Cơ cấu lái 94

8.2.1 Công dụng, yêu câu 94

8.2.2 Phân loại cơ cầu lái 94

8.2.3 Các thông sò đánh giá cơ càu lái 97

8.2.4 Kết cấu một số loại cơ cấu lái 101

8.3 Dẩn động lái 111

8.3.1 Còng dụng, yêu câu và phân loại 111

8.3.2 Cãc thông $0 đánh giá dẫn động lái 115

8.3.3 Kẻt cấu các cụm cơ bán dần động lái 117

8.4 Tính toán hệ thống lái 119

8.4.1 Tinh toủn động học dẫn động lải 119

8.4.2 Tinh toán bền hệ thống lái 124

8.5 Trợ lực lái - 134

8.5.1 Cóng dụng, yêu cầu vả phân loại trợ lực lái 134

8.5.2 Các thông sò đánh giá trợ lực lái 135

8.5.3 Kết cấu và tinh toán trợ lực lái 137

Câu hói ôn tập chương 8 156

Chương 9 HẸ THỐNG TREO -157

9.1 Công dụng, phân loại và yêu cầu 157

9.1.1 Cõng dụng 157

9.1.2 Phản loại hệ thống treo 158

9.1.3 Yêu cầu đối vói hệ thống treo 160

6

Giá" trinh ĩltiẽt kè <<it hệ thông trẽn li tó TfÌỊ> 2

9.2 Các sơ dồ treo và tính toán sơ dồ hệ thống treo 170

9.2.1 Các sơ đồ treo 170

9.2.2 Tinh toán so đô hộ thông treo 172

9.3 Kết cấu một số hệ thống treo điển hình 179

9.3.1 Hệ thống treo phụ thuộc 179

9.3.2 Hệ thống treo phụ thuộc cân bằng 1X2 9.3.3 I lệ thống treo độc lập 183

9.3.4 I lệ thống treo khí nén và thủy lực - khi nén 188

9.4 Kết cấu và tính toán các phần tứ cùa hệ thống treo 191

9.4.1 Kết câu và tinh toán bộ phận dẫn hướng 191

9.4.2 Kết cấu và tinh toán bộ phận dãn hồi 205

9.4.3 Kết cấu và tinh toán bộ phận giám chấn 237

Câu hói ôn tập chuơng 9 245

ThiroTig 10 CỤM BÁNH XE 246

10.1 Công dụng, phân loại và yêu càu 246

10.1.1 Công dung 246

10.1.2 Phân loại 247

10.1.3 Yen câu và các thông sô dánh giá bánh xe 248

10.2 Két cắu bánh xe 249

10.2.1 Lốp xe 250

10.2.2 Vành bánh xe 258

10.2.3 Dìabánh xe 261

10.3 Tính toán bánh xe 262

10.3.1 Chọn lốp xe 262

10.3.2 Tài trọng tác dụng lên bánh xe 265

10.3.3 Xảc định mô-men quán linh cùa bành xe 266

10.3.4 Tinh toán ồ trục bánh xe [10] 266

Câu hói ôn tập chương 10 269

Giứo ninh Thiel lit- các Ilf- thong trên õ tô ĩập 2

Chương 11 HỆ CHịL TẢI 270

11.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ chịu tâi 270

11.1.1 Công dụng 270

11.1.2 Phản loại hệ chiu tài 270

11.1.3 Yêu cầu đổi với hệ chịu tái 271

11.2 Khung xe 272 11.2.1 Các loại khung xc và yêu câu đòi VỚI khung xc 272

11.2.2 Phân tích kết cấu khung xe 274

11.2.3 Tính toán khung xe 278

11.3 Vó xe 285

11.3.1 Công dụng, phân loụi và ycu cầu 285

11.3.2 Kết cấu và tính toán vò xe 287

Câu hói ôn tập chuông 11 290

TÀI LIỆU THAM KHẢO 291

PHỤ LỤC -293

8

Dối với 0 tô, hệ thống phanh là một trong nhùng hệ thống quan trọng nhất vi nó đám báo cho ó tô chuyên dộng an toàn ó vặn tõc cao và khi dừng xe tại cho, nhât lã trên dòc.

7.1.2.Phân loại hộ thống phanh

f /J Hệ thống phanh công tác (hệ thống phanh chinh) được điều khiên bằng bàn đạp phanh vã dược sư dụng ờ tât cà các che dỏ chuyên động cua ô tô

Hệ thống phanh cõng tãc tảc dụng phanh tãt cã các bánh xe cùa ó tô, bão đăm gia tốc phanh trong khoáng 4.4 5,8 [m/s2] (ticu chuẩn đen năm 1975) tùy theo từng loại xe và trong khoang 5.5 - 7,0 |ni''s?| (lieu chuấn sau nãm 1975) [12]

’2) Hệ thông phanh dừng (phanh dỗ) thường được diều khiên bang lay dũng đê giừ cò

định xe tại cho hoặc trcn dường dôc (24%) Hộ thòng phanh dừng chi tác dụng lẽn các bành

xe cầu sau hoặc lên trực truyền cua hệ thổng truyền lực Lực điều khiên cần phanh tay ờ ó tô

du lịch không vượt quá 400 [N]

Hệ thông phanh dự trừ là hộ thòng phanh dùng đê dừng xe khi hệ thông phanh cõng tác bị hư hóng không làm việc Khi trên ỏ tỏ không cỏ hệ thong phanh dự trừ riêng biệt thi có thè sữ dụng một phẩn hệ thống phanh công lác (mạch so cấp hoặc mạch thứ cắp cùa nó) hoặc sứ dung hộ thông phanh dừng

(4) Hệ thống phanh bấ trợ dũng đe hạn chế vận tốc chuyền động cũa ỏ tỏ khi chuyên

động xuông các dòc dài Nõ hoạt động độc lập vói các hê thòng phanh khác và nó dược gọi

là hệ thõng phanh chậm dãn Sư dụng hệ thong phanh bô trợ với mục đích giam mài mỏn các chi tiết cùa hệ thong phanh cõng tác và nâng cao khá nâng chuyên động an toàn trong điêu kiện vùng dôi núi 1 lệ thông phanh này áp dụng trên các ô tô và ô tô buýt thường xuyên

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

hoạt dộng ớ vùng đói núi có nhiều dóc dài Gia tôc phanh trung binh cua ô tỏ khi hệ thông hoạt động khoáng 0.6 2.0 (m/s:J Khi thứ hệ thống phanh chậm dần trẽn dốc 7% vói vận tôc 30 [km/h] với khoáng cách 6 [km]

Moi một hệ thong phanh đêu cỏ các thành phàn sau đây:

t Cơ cấu phanh đuực bố tri ở tầt cả các bánh xe hoặc bố tri trong hệ thống truyền lục;+ Dan dộng phanh và co câu dicu khiên:

+ Các thiết bị diet! chinh và phụ trọ

Phân loại cư câu phanh theo các dấu hiệu sau dãy:

Theo số lượng co câu phanh và vị trí bo trí:

- Cơ cấu phanh bổ tri tại các bánh xe cùa (ất cá các trục;

- Cơ câu phanh bô tri tại trục truyền trong hệ thông truycn lực;

Bô tri ơ động co đốt trong;

- Bố tri trong vờ xe

=> Theo kết câu:

- Cơ câu phanh ma sát: phanh guòc đặt trong tang trong phanh hoặc phanh dìa phanh dãi

Cơ câu phanh thúy lực diện, máy nén

Phân loại dần động phanh theo cóng dụng có các loại dần động phanh áp dụng trên

ò tô như sau:

- Dan dộng phanh cơ khi;

Dần động phanh thúy lực;

- Dân dộng phanh khi nén;

- Dần động phanh loại điện tử;

- Dần dộng phanh kềt hợp (thúy lục - khí nén)

7.2.YÊUCÀUĐOlVớihẹthôngphanh

Hệ thõng phanh có ánh hương đẽn an toán chuyên động cùa ỏ tô vi vậy ngoài các yêu cầu chung đồi với các kết cấu ỏ tô, nó cớ các yêu cầu riêng sau đày:

(1) Quãng dường phanh ngãn nhảt hoặc gia tôc phanh lớn nhât khi phanh dột ngột trong trưởng hạp nguy hiem Ngoài ra cãc ỏ tỏ cùng nhõm khi chuyên động theo lãn cằn báo đâm quàng đường phanh như nhau (cho phép sai lệch =10 - 15%);

10

Chương 7 Hộ thing phanh

(2) Bao đám sụ đồng bộ đổi với tát cá các cơ cấu phanh, nghĩa lã sự tăng và giam mô-men phanh phái đồng (hỡi và hiệu quá phanh it thay đôi kề cá phanh liên tục nhiều lần;(3) Quú trình phanh phải ỗm dịu sự thay đòi gia tốc phanh phái đêu đặn nhăm đãp ứng tinh điêu khiên, tinh ôn định cua ô tô trong mọi trạng thãi hoạt động;

(4) Có dộ tin cậy làm việc cao ngay cà khi một phân cùa hệ thòng phanh hư hóng thi

hệ thông van báo đàm khá năng dừng ô tỏ:

Đe đám bao yêu cầu nãy khi thiết ke hệ thống phanh, người ta tách cãc động dần động riêng rẽ cho từng cẩu và tửng bánh xe Khi đó, nếu một phần não đó cùa hệ thống hư hóng thi van có thè bào dam duy tri sự phanh cho xe de dừng lại hoặc dưa xe vè noi sưa chữa.(5) Thời gian chậm tác dụng khi phanh phai nho Thời gian chậm tác dụng cua hộ thong phanh phụ thuộc vảo loại vã kết cấu dần động phanh 110]:

+ Dần động phanh thúy lực: 0,2 Ý 0.5 [s];

+ Dần động phanh khi nén: 0,6 Ị 0,8 [s];

+ Dan dộng phanh khi nén (đoàn xe): 1,0 V 2,0 |s|;

(6) Báo đám phàn bõ lục phanh như nhau và hợp lý ơ các bánh xe cùa từng câu; lực phanh phán bố giừa các bánh xe cùa cãc cầu khác nhau cần phai tưong ứng với phán lực thẳng đúng trên các bánh xe khi phanh với hiệu quá phanh cho trước;

(7) Dietl khiên thuận tiện và nhẹ nhàng, bào đám sự tý lệ giữa lực tác dụng lèn bàn đạp

và lực phanh ớ các bánh xe (tác dộng tùy động VC lực) khi phanh và nha phanh;

(8) Kct cấu cùa cư cấu phanh phai dam bao thõat nhiệt tốt từ bồ mặt ma sát;

(9) Các kết cấu cùa hệ thống phanh phái báo đám kha năng bao kin tốt (rãnh các bụi bàn và hóng hóc nhát là khi chuyên động trẽn đường không bàng phàng;

(10) Két câu đơn giàn, thuận tiện cho điêu chinh vã chain sóc bào dưỡng;

(11) Hộ thõng phanh dừng phai bao dam giữ xe dây tai (không kéo moóc) trong thời gian dài trẽn dốc không nhó hơn 16%; đổi với đoản xe bao đám trẽn dỗc không nhô hơn 8%

Quâng đường phanh ngần nhất Hệ thống phanh ô tô phái có hiệu quá phanh cao

Trong điêu kiện lưu lượng ò lò các loại khác nhau lưu thòng trên đuởng theo luồng đôi hói gia lòe phanh lớn nhát cùa chủng phái cao và gân như nhau sẽ góp phần giám tai nạn giao thông

Giáo lành Thiết kế các hỉ thống trên ó tô Tập 2

Sai lệch cua quãng đường phanh cua các loọi ỏ tỏ cùng nhỏm không vượt quá 15% Khi có quàng đường phanh ngủn nhất, không những bao đám an toàn chuyên động cao nhất

mà còn tàng được vận tôc trung binh cho ô tò

Đê nhận được quăng đường phanh ngăn nhắt thi hộ thống phái: có thời gian chậm tãc dụng cùa dẫn động nhó nhất; phanh dong thôi các bành xe vã giá trị lực phanh ở các bánh

xc dạt gân đèn giá trị lớn nhãt theo kha nãng bám; bao dám sự phản bõ lực phanh giữa các bánh xe cua ô tô tương ứng vói tai trọng thảng đứng

Theo Tiêu chuẩn ECE R13 [5] thi chi tiêu đánh giá hiệu quà phanh khi phanh có ngắt dộng cơ dôi với các loại xe như sau:

+ Đối vói ô tô con:

+ Đối với ô tô buýt:

+ Đổi vói ô tô tài:

ma sát càng nhanh Ilệ sô ma sát giữa các bê mặt má phanh và tang phanh (hoặc dĩa phanh) lốt nhất nỏm trong khoáng 0.3 + 0.35 Sự thay đổi cua hệ số ma sát phụ thuộc vảo vận tốc trượt, nhiệt độ đốt nóng và dầu mỡ hoặc nước rơi vào bề mặt ma sát

Quá trinh phanh phái êm dịu sự thay dôi gia tốc phanh phái dều dặn nham dãp úng tính diều khiển, tinh ồn dịnh cùa ô tô trong mọi trạng thái hoạt dộng Thực hiện yêu

càu này sẽ nâng cao hiệu quá phanh ô tô trên đường nhât là trẽn các đường có hệ sò bám nhò

và nâng cao an toàn chuyên động cua ô tô Muôn phanh em dịu thi sụ tảng mõ-men phanh phái đêu đận và báo đám sự phân bố lực phanh ở bành xe ben trải vả bèn phái là như nhau (sai lệch không quá 15%) và phân bô lục phanh giữa các bánh xe trước và sau tương ứng với tái trọng phân bố lẻn chúng hoăc báo đám theo ty lệ phan lực pháp tuyến lên các bánh xe:

Chương 7 Hộ thing phanh

Ngây nay trên các ô tỏ hiện đại (ô tò con), người ta sử dụng các hộ thòng phân phối lục phanh diện tư cho từng bánh xe tùy thuộc vào tái trọng phân bõ len nó hoặc sứ dụng hệ thông chống bõ cứng bánh xe khi phanh (ABS) nhăm nâng cao hiệu quá phanh vã báo đám

ôn đinh hướng cho ỏ tỏ khi phanh

Có dộ tin cậy làm việc cao Đe đâm bào ycu cầu này, khi thiết ke hệ thống phanh,

người ta tách cãc dẫn động riêng rè cho từng cầu vã từng bánh xe Khi đó nếu một phần não

đó cùa hộ thông hư hong thì van có thê bao dam duy tri sự phanh cho xe dê dừng lại hoặc đưa xe vê noi sữa chừa

Thòi gian chậm tác dụng khi phanh phai nhô Thời gian chậm tác dụng cua hệ thõng

phanh ánh hướng đến quãng đường phanh và dưong nhiên anh hường đến an toàn chuyên động Thời gian chậm tác dụng cũa hệ thống phanh phụ thuộc vào loại và kết câu dần động phanh 110]:

+ Dần động phanh thủy lục: 0,2 Ị 0,5 [s];

+ Dần động phanh khi nén: 0.6 T 0.8 [s|;

+ Dan dộng phanh khi nén (đoàn xc): 1.0 -T 2,0 ịs|

Diều khiên thuận tiện và nhẹ nhàng, háo dám tác dộng tùy dộng về lực Điều khiên

thuận tiện vã nhẹ nhàng nhàm cái thiện điều kiện lãm việc cho người lãi nhất lã khi hoạt động trong điêu kiện dôi núi, sô lân phanh gàp 8-10 lân trong dicu kiện đường ngoài dò thị.Lực tác dụng lèn bân đạp phanh nằm trong khoáng 500 * 700 [N] và hành trình toàn

bộ bàn đạp phanh khoang 80 - 180 [mm] Giá trị nhó lay cho xe dư lịch Lực tác dụng len cân phanh tay không vượt quá 400 [N] và hành trình càn phanh tay không lớn hon 300 [mm|.Điều khiến nhẹ nháng dược dám báo bảng cách chọn tỷ số truyền, chọn độ cứng cùa dan động phanh và tỏn that trong dan động phai nhỡ Ngoài ra, ghế ngoi lái xe phai điêu chinh dược phù họp với từng người lái

7.3 Cơ CÁU PHANH

7.3.1 Các loại cơcấu phanh

Cư cấu phanh dũng đê tạo ra mô-men phanh đè thực hiện quá trinh phanh xe Cư cầu phanh dũng đê hàm cường bức ỏ tỏ dê gian» vận tỏe hoặc giám cho đen khi dừng hản.Trẽn các ô tô hiện nay sứ dụng các loại cư câu phanh được đưa ra ờ hình 7.1

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Hình 7.1 Phân loại CO’ cấu phanh.

Các cơ cấu phanh cỏ the thực hiện giám tốc độ của ỏ tỏ bảng cảc phương pháp khác nhau: cơ khí (ma sát), thủy lực, diện từ và ơ ngoài bánh xe (máy nén)

Cơ cầu phanh ma sát (dạng đìa vã dạng tang trống) được ảp dụng rộng răi nhát trẽn

ỏ tô Cơ cầu phanh đĩa áp dụng trên câu trước và càu sau các ô tỏ du lịch câp cao vã ớ cảu trước ờ tô du lịch cấp nho và trung binh Cư cấu phanh dạng tang trổng được áp dụng trên

ỏ tỏ tai với các tai trọng khác nhau, với dạng cơ câu phanh bánh xe hoặc co câu phanh trục truyền lực được áp dụng cà đôi câu sau ô tô du lịch cãp nhó và trung bình

Co cấu phanh ma sát gồm có phần quay (tang trống, đĩa), phần tu phanh (guốc phanh), phàn tử cp (cam phanh, pít-tông), phân tư điêu chinh (cam lệch tâm) và phân tử làm mát (cãc gân các rãnh) Trên hình 7.2 đưa ra sơ đồ nguyên lý co câu phanh loại tang trông vã loại đìa.Trong cơ câu phanh tang trông, tang trông 5 được bãt chật với bánh xe và quay cùng với nó Guốc phanh 2 và 6 với các tam ma sát dược lap ghép đầu cuối với chốt tựa I lap cò định trên đĩa 3 (mâm phanh) Các guôc có the quay xung quanh chốt tựa 1 Đâu trên cùa các guốc được tỳ vào cam ép 4 và khi nỏ xoay thi sè đây các guốc với các tấm ma sát (má phanh)

ép sát vảo tang phanh đang quay 5 Bánh xe sẽ bị phanh lại do ma sãt phát sinh giừa cãc lãm

ma sát cùa guôc phanh vã tang phanh

Ờ cơ cấu phanh đĩa đỉa phanh 7 được bẵt chạt với bánh xe vã quay cũng với nõ Cá hai phía cua dĩa phanh dược đật hai guốc không quay X và 9 với các tâm ma sát Khi phanh

14

Chuang 7 Hệ thòng phanh

bánh xc các guốc 8 vã 9 ép vào dĩa vã tạo ra mô-men ma sát (mô-men phanh) càn trơ sự quay bánh xe

Hình 7.2 Cơ cáu phanh ma sát.

a) Loại tang trồng: bị Loại đĩa: 1 Chỏt tựa; 2 6 8 9 Guỏc hope má phanh:

3 Mám phanh: 4 Cam phanh; 5 Tang phanh; 7 Đĩa phanh.

Cơ cầu phanh dĩa có khối lượng nhó hơn bò tri gọn hơn lãm việc òn dịnh hơn lãm mát lôt hơn so với cơ càu phanh tang trông Tuy nhiên, hiệu quá phanh cùa nó thâp hơn mài mòn nhanh hơn vả khá năng báo vệ khói bụi bàn vã nước vàng vảo bé mặt ma sát kém hon

Các co cấu phanh thủy lực điện tử máy nén vã khi đọng được sư dụng trên ô tô chứ yêu ớ cãc hộ thòng phanh châm dân

Ca cẩu phanh chậni dần loại thủy lực thường là khớp nối thủy lục (hình 7.3a), một

trong các bánh của nõ được kẹp lẽn phan co định, còn bánh kia dược láp vôi trục truyền lực (sau hộp só) vã quay cũng với trục Mô-men phanh cua cơ cẳu phanh phụ thuộc vào vận tốc quay cua bánh công tác và lượng chat long dược cung câp Cơ câu phanh loại này có khôi lượng kín, hiệu quà phanh thâp khi vận tôc chuyên dộng cùa ò tò không lớn

Ca cấu phanh chậm dằn loại điện /ừ (hỉnh 7.3b) thường được bố tri sau hộp số Nó lả

đĩa thép kẹp trẽn trục truyền lục và được quay cùng với trục tương đổi với nam châm điện

Sự phanh ô tò xảy ra nhờ còng ticu hao cho việc khãc phục lực diện từ tác dụng tương ho giừa đỉa quay và nam châm điện cố định

Phanh điện từ có hiệu quá phanh cao vã báo đàm được phanh ém dịu ò tỏ Tuy nhiên,

nó có khối lượng lớn giá thành che tạo đăt tiên và tiêu hao núng lượng điện cua ấc-quy

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Hình 7.3 Các SO1 đô CO’ cảu phanh chậm din.

a) Thủy lực: b) Điện tù’; c) Máy nén; ỉ Bảnh cố dịnh; 2 Bánh chuyển dộng:

3 Đĩa; 4 Nam chám diên; 5 Cành chấn

Cơ cãu phanh chậm dân loại máy nén thực chât lã phanh băng động cơ trên cơ sờ sư dụng sức cân trùn đường ống xã khi động cơ đang lảm việc ỡ chẽ độ máy nen Co cấu phanh băng động cơ (hĩnh 7.3c) được đặt trẽn ống gom bộ tiều âm cùa ống xá Trên thản cùa cơ cấu đặt cánh chẩn 5 và đòn đản động Đe tạo ra lực cán khi phanh ô tớ đoạn ống gom cùa

bộ tiêu âm được bịt lại đỏng thời khi đó ngửng cung cấp nhiên liệu vào xi-lanh động co vã khi đõ động cơ làm việc ờ chè độ máy nen

Co cấu phanh loại nãy đơn giãn về kết cấu vã không phai chi phí lởn Tuy nhiên, nó

có hiệu qua phanh thấp khi phanh õ tô chuyên động ớ các sô truyền cao Ngoài ra, cơ can phanh loại này cân có thiẻt bị chuyên dũng đê ngàn dầu phun ra lử bầu lọc không khi

7.3.2 Các thông số đánh giácơ cấu phanh

Két cấu của cơ câu phanh được đánh giá theo hiệu quà phanh, tinh ôn định, độ cân băng, tinh đao chiều và khá năng làm việc cùa nó

Hiệu quá cơ cấu phanh. Người ta dùng hệ số hiệu quà dê đánh giá hiệu quá cùa cơ cấu phanh Hệ số hiệu quá cùa cơ cấu phanh là tý sổ giừa mô-men phanh do co cấu phanh sinh ra Mp và mô-mcn do lực dán động:

K, ■ ĩ.— (7.2)

Ó đày: P| và P’ - lực dẫn động guốc phanh [N|; r<ì- bán kinh đật lực ma sát [mm]

16

Tính ồn định của cơ cầu phanh Việc giữ hiệu quà làm việc cùa cơ cấu phanh khi

giám hệ số ma sát dược gọi là tinh ôn định cùa nó Tính ồn định là sự phụ thuộc của hệ số hiệu quá của cơ cấu phanh vào hệ số ma sát và cớ the được biêu thị bằng đồ thị dặc tinh tinh của cơ cấu phanh Tính ôn định tốt nhất có ờ các cơ cấu phanh cớ đặc tính tình là tuyến tinh

Việc dạt dược sự bằng nhau cùa lực phanh không chi ờ bánh xe cũa một cầu mà bang

nhau cà các bảnh xe ờ bên trái và bên phái cùa ô tò phụ thuộc vào tính ôn định cùa cơ câu phanh Điều này quyết định den độ an loàn khi phanh ô tò

í)ộ cân hằng ở cơ cấu phanh khi phanh. Độ cân bằng cùa cơ cấu phanh khi phanh là các lục ma sát không tạo ra các tài trọng phụ tác dụng lẽn các ô trục bánh xe và các chi tièt khác Cư cấu phanh được xem lã không càn bảng khi làm việc sẽ dẩn đến sự tàng tài cho các

ò trục bánh xe ô tô

Tinh dáo chiêu Hiệu quà cùa cư cảu phanh bảng nhau khi phanh theo chiêu tiên và

khi phanh theo chiều lùi dược gọi tính đào chiều

Khá nàng làm việc cùa cơ câu phanh. Kha nãng làm viộc cùa cơ câu phanh dược xem xét qua các tiêu chuàn tinh toán như áp suát trên hê mật má phanh, hao mòn tàm ma sát, nhiệt độ nung nóng trông phanh

Sau dây, chúng ta tập trung vào nghicn cứu cơ câu phanh tang trông và cơ càu phanh dĩa

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

7.3.3 Kết Cấu và tính toán cơcấu phanh tang trống

Dưới đày chúng ta phàn tích so dô nguyên lý két càu và tính toán co câu phanh

7.3.3.1 Kết cầu cơ cấu phanh loại tang trống

Các phần tứ cơ ban cua co cẩu phanh loại tang trống bao gồm: tang trống phanh, guốc phanh, cơ cấu dẫn động các guốc phanh và các kết cấu diêu chinh

Co cấu phanh loại tang trống khác vói cơ cấu phanh đìa ơ chồ lực ép được tạo bời co càu doãng má phanh và có bô trí chôt tựa cho guốc phanh

Sau đây chúng ta trinh bảy sơ đo nguyên lý vã kết cấu cảc loại cơ câu phanh loại tang trong

a) Cư câu phanh có chôl tựa một phía, lực đày lèn guôc hãng nhau (Pi = Pĩ)

So dô nguyên lý co cảu phanh bõ tri chót tựa một phia lực đây lèn guỏc băng nhau (P| = Pz) và đặc tinh tình cùa nó thê hiện ờ hình 7.4 Tính tùy động là đặc trung cùa cơ cấu phanh loại nãy Lục dần động p| vã P’ tác dụng lên guốc phanh I và 2 và ép chúng vào tang phanh, bói vi đường kinh xi-lanh công tác 3 vê hai phía là bàng nhau

u Hình 7.4 Sơ đỗ nguyền lý hốt cẩu (a) và đ,íc tinh tinh (b) cứa CO'cẳu phanh có chỗt tựa một

phía, tực tãc dụng lèn guốc báng nhau (Pi = Pỉ).

1 Guỏc sơ cảp (guóc trước); 2 Guôc thửcảp (guốc sau); 3 Xl-lanh phanh bảnh xe

Giá thiết là áp suất tác dụng lên bề mặt má phanh là phân bổ đều Ở dãy, phán lực pháp tuyên từ tang phanh tác dụng len cãc guốc không băng nhau (Ni > N’) Mô-mcn tạo ra bơi

IS

Phan lực pháp tuyên N| vã Nỉ tác dụng len guốc vả ca lực ma sãi F| và F’ sê không bâng nhau, vi vây phát sinh tài trọng phụ tác dụng len ô trục bánh xe nên cơ cảu phanh này không được cân bằng Do số lẩn phanh khi ô tô chuyên động tiến nhiều hơn khi lùi nên guốc

sơ cấp mòn nhiều hon guốc thử cấp Đẻ cân bằng sự mòn các tấm ma sát cùa hai guốc, có thế làm guốc so cắp dài hơn ớ guốc thứ cấp (pl > p’) pi và P’ là gỏc ôm cua tấm ma sát guốc

I và guòc 2

Co cấu phanh loại này có hiệu quá phanh như nhau theo cà hai chiểu tiến và lũi, bơi vì hiệu các phan lực pháp tuyến tử tang tác dụng len guóc không phụ thuộc vào chiều quay cùa tang Tẳt nhicn cơ câu phanh này có tính dao chiêu Đặc tinh tĩnh cua nó có dang phi tuyên (hình 7.4b)

Mô-men phanh do cơ cấu phanh tạo ra:

Ó đày: F, = /i.Nt; F, = // V2 => Mp = ).r, (7.5)

Từ điều kiện cân bằng phanh bánh xe, chúng ta có:

Đối với guốc trước: Pt (a + c) * F, Ji - N,XI = 0 (7.6)

Sau khi thay giá trị lực ma sát T1 và Tỉ vào hai phương trinh này chúng ta nhận được biếu thức xác định lực dẫn động các guốc tương ứng:

pl=N,^;pi=tlt.ĩỊl!í (7.8)

a+c a+c

Cơ cầu phanh theo sơ dô nguyên lý ớ hĩnh 7.4a dược áp dụng ơ ỏ tô có dan động thúy lực trẽn ô tô tái có tai trọng trung binh và ờ cơ câu phanh cảu sau ô tô du lịch

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Kết cáu cơ cấu phanh bánh xe cầu sau ỏ tỏ du lịch được the hiện trên hình 7.5 Ờ đày

có két câu tự dộng diêu chinh khe hơ giữa má phanh và tang phanh nhờ dặt vòng dàn hổi 9 trong xi-lanh I I Pít-tông s cớ phân rành đám bào cho phép pít-tông chuyên dịch tương đòi với vỏng dãn hôi 9 một khoáng 1.9 2,06 |min| Chuyên dịch nãy đám bão sự lãm việc binh thướng cùa cơ cấu phanh

Khi các má phanh bị mài mòn, khe hơ giữa má phanh và tang phanh tâng lên, do vậy khi phanh, hãnh trình dịch chuyên cùa pít-lông sè táng lên vả nó sè đây vỏng dãn hổi 9 đên

vị tri mới, giừa mả phanh vã tang phanh lại xãc lập khe hở bàng khe hở ban đâu Trong khi

đó, lực cua lỏ xo hồi vị guốc phanh không đu đe đua vòng đàn hồi 9 về vị trí xuắt phát ban dầu

Kết cấu này đám báo lự động điều chinh khe hớ giữa má phanh và tang phanh nên đơn gián việc chăm sóc điều chinh ơ cơ cấu phanh, nhở vậy nâng cao độ tin cậy lãm việc cùa cơ cấu phanh

Hình 7.5 Cơ cầu phanh bánh xe cáu sau ó tỏ du lịch.

1 Bac Kch tăm ở chót lựa; 2 Chót tựa: 3 Van thỗng qua; 4 Cam Hch tám điồu chinh; 5 Đón tóc;

6 Guổc trước; 7 Chụp Dào vộ; 8 Plt-tòng; 9 Vòng tỷ; 10 Lõ xo Kéo guóc phanh;

11 Xi-lanh phanh bánh xe; 12 Thanh ép; 13 Guồc phanh sau; 14 Đón co càu phanh bành xe sau.

20

Chương 7 Hệ thòng phanh

Trên hình 7.6 dưa ra kết cảu cơ câu phanh ớ các bánh xc câu sau ô tô tái loại trung bình, o cơ cấu phanh này, đâu dưới của các guốc 6 và s được lap trên chốt tựa nam trẽn mâm phanh 3 Đe điểu chinh khe hư vã định tàm guốc đổi với tang phanh, trên các chốt tựa được đật các đệm lệch tâm Đầu trên của các guốc được lò xơ kéo 4 ép chứng vào các píl-tông 2 cùa xi-lanh cõng tãc 1 Các giá 5 có tác dụng giừ vã hạn chế dịch chuyển ngang cua các guôc Đe diet! chinh khe hớ giữa má phanh và tang phanh, người ta sư dụng các chôt quá đão 9 (cam lệch tâm)

Hình 7.6 Cơ cấu phanh các bánh xe cấu sau ỏ tó tài.

1 Xi-lanh phanh Dánh xe; 2 Pil-tỏng 3 Măm phanh; 4 Ló xo k6o guốc phanh:

5 Mồc hạn ché dịch ngang của guổc phanh; 6 Guồc phanh; 7 8 Má phanh;

9 Cam d>ểu chinh (chót quà dào); 10 Chồt tựa cúa guỏc phanh

b) Cư cầu phanh có chốt tựa khác phía, lực đầy tên guốc bằng nhau (Pi = Pỉ)

Sơ đô nguyên lý kêt câu co câu phanh bó tri chôt tụa khác phía, lục dan động lên các guốc bâng nhau vã dặc tính tĩnh cùa cơ cấu phanh được đưa ra trên hĩnh 7.7 Mỗi một guốc được dan động bâng một xi-lanh còng tác với kích thước dường kính xi-lanh băng nhau, nên lục dẫn động bang nhau: P| = P1 Kích thước hai guốc (má phanh) như nhau nên phán lực pháp tuyên Ni vã N’ lực ma sát Fl vã Fĩ cũng băng nhau.

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

3

a Hình 7.7 Sơ đồ nguyên lý kết cảu (a) vã đặc tinh tinh (b) của cơ cáu phanh

có chốt tựa khác phía, lực tác dụng lẻn guóc bằng nhau (Pt = Pỉ).

1 Guốc sơ cắp (guổc trước); 2 Guỗc thứ cốp (guốc sau); 3 Xi-lanh phanh bánh xe.

Khi phanh trong trường họp chuyên động tiến, ca hai guốc làm việc như guốc sơ cấp

vã hiệu quá phanh cùa cơ cáu phanh khi kích thước các chi tiết như nhau sè cao hơn so với

cơ cấu phanh có chốt tựa cùng phía Khi chuyên động lùi, cà hai guốc làm việc như guốc thứ cấp, vì vậy hiệu quả phanh của nỏ giám đi đãng kỗ

Cơ cấu phanh này được cân bằng, cưởng độ mài inõn các guốc như nhau vi cả hai guốc lãm việc cùng một chẽ độ như nhau, nhưng cơ câu phanh nãy không cỏ tính đáo chiều Đủc tinh tình cùa co cấu có dạng phi tuyên (hình 7.7b)

Mó-mcn phanh do cơ cấu phanh tạo ra băng:

M^.{NX + N ^,=2.^.7, (7.9)

Cơ câu phanh có chôt tựa khác phía thường dược áp dụng ớ câu trước ỏ tô du lịch,

õ tô tai nhó và trung binh Trên những xe này, ơ câu sau áp dụng sơ dô chòt tụa cùng phía, lực đây len guòc bàng nhau Rô tri nhu vậy cho phép nhận được mô-men phanh ờ càu trước lớn hem ờ câu sau tương úng với tài trọng phân bờ lèn các câu khi phanh

Trên hình 7.8 đưa ra kết cấu cơ cấu phanh các bánh xe cẩu trước ô tô du lịch Cơ cấu phanh có hai guốc 6 và 10 như nhau, các guốc được lắp trẽn chốt tựa 5 và 14, chúng được kéo bới các lò xo kẽo 9 và 12 tỳ vào các cam điều chinh 7 Dầu cuối cùa guốc tỳ vảo pít-tông

22

Chương 7 Hệ thòng phanh

X nảm trong xi-lanh phanh bánh xe I vã 13 ớ trên và dưới Các xi-lanh phanh bánh xc được ghép nối song song với nhau qua các đường ổng dần dầu 1 Khi ò tô chuyền động tiến, cá hai guốc phanh lãm việc đêu có tự xiêt Bạc lệch (âm X dũng đê quay guốc xung quanh chốt tựa 9

Hinh 7.8 cắu tạo cơ cấu phanh bánh xa trước ô tô du lịch.

1 Đướng ỗng gh6p nó>; 2 Mồm phanh; 3 Guóc phanh; 4 Xi-lanh phanh bánh xe;

5 Vòng dàn hỏi; 6 Plt-tỗng; 7 Lò xo kéo guồc phanh; 8 Bạc lệch tâm của chốt tựa;

9 Chỏt tựa: 10 Van thõng qưa.

c) C ư cấu phanh cỏ chài tựa một phía, sự (lịch chuyên các guốc hãng nhau

Sư đồ cư cầu phanh có chốt tựa cùng phía, chuyên dịch các guốc phanh nhu nhau và đặc tinh tình cùa nó được the hiện trên hình 7.9

Cơ cấu phanh loại nãy áp dụng với dần động phanh khi nén (hoặc co khi), có dần động các guõc phanh băng cam phanh với biên dạng dõi xứng đê bao đảm chuyên dịch cua các guốc như nhau

0 cư càu phanh này, với bãt kỷ góc quay cùa cam thi các lục P| và p? đêu năm cách tâm trục cam một khoáng cách như nhau

Phán lực cùa lang phanh tãc dụng lên guốc, lực ma sảl và góc ôm tâm ma sát bàng nhau (N| = N:: F| = F>; pi = 02)

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Hinh 7.9 Sơ đồ nguyên lỷ két cầu (a) và đậc tinh tinh (b) của cơ cáu phanh bó trí chót tựa

một phía, sự chuyón dịch của các guỗc bàng nhau.

1 Guồc so cấp (guồc truóc); 2 Guốc thứ cốp (guốc sau); 3 Cam phanh.

Ờ thời điếm ban đẳu làm việc, lực dần động Pl = P’, do hiện tượng tự xiết nén guốc trước môn nhanh hơn guốc sau, do đó khe hờ giữa má phanh và tang phanh ớ guốc trước sẽ lớn hơn ờ guỏc sau vi thố lực dần động guốc trước sS nhô hơn ở guốc sau <p t < Pi)

Cơ câu phanh loại này là cơ câu phanh có tinh dao chicu vì hiệu quà phanh theo chiêu tiến và chiêu lùi nhu nhau Cưởng độ mải môn cùa hai guốc phanh là như nhau và cơ câu phanh dược cân bảng Dặc tính tinh cùa nó là tuyến tinh

Tử điều kiện càn bang lục đối với guốc trước và guốc sau cùa cơ cấu phanh, ta có:

a+c+e a+c—e

Co câu phanh loại này có hệ sò hiệu suat cùa cơ câu cam phanh thàp, khoáng 0.6 - 0.8 Chủng đòi hói lực dần động lớn vi the chúng được áp dụng trên các ò tô vận tài vã các ô tò buýt vời dần đỏng phanh khí nen

Mõ-men phanh do hai guốc tạo ra sẽ là: Af = 2./i.r Pv (7.11)

C-/Í.C

0 đày: JI - hệ sò ma sát giữa tâm ma sát và be mật tang trông phanh;

r( bán kinh tang phiuih |in|

24

Hinh 7.10 Cơ cấu phanh ỏ tó tài.

1 Guổc phanh; 2 Lở KO hòi vị; 3 Dăy hãm; 4 Cam phanh; 5 Đón cam phanh;

6 Báu phanh; 7 Chốt tựa, 8 Tang phanh

Đỏi khi bề mặt biên dạng cam được làm theo dưỡng Archimedes Khi biên dạng cam

lã dường Archimedes thi tông lực tác dụng len guốc cũng không phụ thuộc vào góc quay của cam nhung cánh tay dòn cùa lực P| và P: nho him Do vậy, ớ cơ câu phanh này, nếu kích thước bãu phanh và áp suất khi nén như ớ cơ cãu phanh có

hiên dạng thân khai thi nó sè nhận được tông lực đấy

íl’i + Pa) lẽn các guốc lởn hơn vì thê mô-men phanh cũng sè

lớn hơn

Trẽn cảc ỏ tô có phân bố tái trọng lẽn các trục khác nhau

nhiêu thi ơ câu trước áp dụng cơ càu phanh với biên dọng cam

thân khai, cơ câu phanh ỡ cầu sau ảp dụng biên dạng cam

Archimedes

d) Cơ cảu phanh kiêu bơi (tự cường hóa)

Sơ đồ nguyên lý két cấu cơ cẩu phanh kiêu bơi (tự

cường hóa) được dưa ra ờ hình 7.12 0 cơ câu phanh này, hai

guốc tựa vào chổt phía trên, được dẫn động bói một xManh

còng tác với dường kính hãng nhau vê cá hai phía

Hình 711 Biên dạng cam thân khai.

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Tử dicu kiện cân băng guổc phanh, la có:

Dối vởi guốc trước: Pt.ịc+a ej+FJ, AT, X- - 0

Đối vói guốc sau: R.ịc+tì) + Ạz+FJ, - N:ư = 0

Thay các giá trị cua lực FI và Fj ta có:

Hình 7.12 Cơ cấu phanh kiểu bơi.

Lực tác dụng tử guốc tnrớc len guốc sau R sê là:

Chương 7 Hộ thing phanh

Mô-mcn phanh do guòc sau sinh ra sê là:

Các guổc phanh I (hĩnh 7.13) đều tỷ vào chốt tựa 3 nhở các lò xo kéo 2 Đầu dưới cùa các guốc tỳ vào bạc 6 và 7 nhờ lò xo 5 Vít đicu chinh 8 xoay lương đối với bạc 7 nhờ bánh rủng trẽn nỏ Bánh răng trên vít 8 được hàm nhờ lõ xo 5 Khi xoay vít 8 cỏ thè thay đôi khe

hơ giữa má phanh và tang phanh

Hình 7.13 Kết ciu cơ ciu phanh kliu bơi.

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Chuyên dịch ngang cùa các guốc được hạn chẽ nhờ các phần lỏi cùa các giá 9 được lãp lên phân then hoa cua ngòng trục Xi-lanh phanh bánh xe 4 dưục đặt dưới chót tựa 3 Duõi tãc dụng cũa ãp suất dâu pí(-tông xi-lanh cóng tác được đày ra vã qua can đây tác dụng lẽn các guốc và ép chúng vào tang phanh dê thục hiện phanh xe Tất cá các co cảu phanh ơ các bánh xe như nhau về kết cấu và kích thước

* Một số đặc diem kết cấu cùa một số chi tiết cư cấu phanh loại tang trống:

Tang trông phanh (hình 7.14) thưởng dược dúc từ gang có hồn hợp với nikcn

rnohpden, dõng Trên một số ít xe du lịch, tang trông phanh dược đúc lừ thép có bò sung đỏng (khoáng 2%) cỏn thường được dộp từ thép tắm Tang trống phanh dược dập có khỏi lượng nhó hon, nhưng không dứ độ cứng nen có the cong vênh do bị dòt nóng khi phanh với cường độ cao

Trên hĩnh 7.14 đưa ra một số loại két cấu tang trống phanh trên các ỏ tỏ hiện nay Tang trông phanh đúc có làm thèm các gàn đè làm mát bè mặt ngoài cùa nó (hình 7.14a) được áp dụng trẽn các ô tỏ vận tái có tái tning binh và tái lớn Tang trỏng phanh được bất với moay-ơ bánh xe bổng các bu-lòng

Đè giám trọng lượng trên ô tô du lịch và xe lãi nhò, người ta áp dụng lang phanh loại hỏn họp (hĩnh 7.14b) gồm đĩa thép dập 1 vả vãnh đúc 2 Vành và đĩa được ghép nổi khi đúc.Tròn ò tô du lịch, ưu việt hon là áp dụng tang tròng phanh chê tạo bãng dập thép tám,

bề mật làm việc bên trong được đúc phú lớp gang (hình 7.l4c)

Hình 7.14 Kẻt cảu tang trông phanh.

28

Chương 7 Hộ thing phanh

Việc đúc phu sir dụng phương pháp đúc ly tâm Bẽ mặt làm việc cua tang phanh được mải vả đành bóng Dê đám bảo không bị đào khi làin việc, khi gia công bể mật thưởng gia công cùng với moay-ơ bánh xc và sau đỏ được cân băng động Độ không cân bâng cua tang phanh đối với ô lò du lịch không được vượt quá 150 - 200 [g.cm], đối với ò tô tãi là 300-T 400 [g.cm]

Guồc phanh (hình 7.15), được chế tạo bằng phương pháp dập hàn hoặc đúc Phô biền hơn cá lả guõc phanh được chẽ tạo bủng hãn vã đúc

Guóc phanh hàn dược chẽ tao từ thép hoặc dược dúc từ gang hoặc hợp kim nhọ Bê inậl ngoài guỏc phanh được gan các tâm ma sát Vật liệu chế tạo cảc tam ma sát cùng giông vật liệu ma sát ờ dĩa bị dộng cua ly hợp

Hình 7.15 Kốt cắu guốc phanh đúc.

1 Dinh tán; 2 Tám ma sát; 3 Guồc

Gủn cãc tâm ma sãt có thê dùng đinh tán lãm bâng vật liệu đông thau hoặc báng nhỏm Đinh tán cân phái mềm vi khi các tàm ma sát môn nhicu, cãc dinh tán không làm xước bé mặt lãm việc cùa tang phanh Đe keo các guốc luôn tỳ vào cơ càu dẫn động, người ta sử dụng lò xo kéo guốc phanh

Kct cấu guốc phanh đúc ô tó the hiện trẽn hình 7.15 Hai tâm ma sát 2 được gan lèn guốc 3 bàng cãc đinh tán I Dầu cuối cua guổc cỏ khoan lỗ đe lắp chốt tựa cỏn đầu kia có lăp tám tỳ hãng thép có độ cứng cao hơn độ cứng vật liệu guôc

Kết cấu điền chinh ỡ cơ cẩu phanh Dê cơ cẩu phanh lãm việc binh thưởng, giừa má phanh và tang phanh phãi có khe hớ A = 0.2 + 0,4 [mm]

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Khi mỏn các lảm ma sát khe hơ này tâng lẽn

lãm tảng hành trinh bân dạp phanh vã tâng thời gian

chậm tác dụng cùa hệ thống, nên ớ cơ câu phanh phái

có kết câu điêu chinh phục hồi khe hờ này Kẽt càu

điêu chinh phái đơn giãn vã thuận tiện khi điêu chinh

Khe hớ giữa má phanh và tang phanh có the

đtrợc diêu chinh băng ba phương pháp:

+ Quay guôc xung quanh chòt cô định;

+ Thay đôi vị tri tàm quay cùa guôc;

' Ket họp hai phương pháp trên

Điều chinh theo phương pháp thử nhắt lã sứ

dụng chốt tựa lệch tâm còn điêu chinh theo phương

pháp thứ hai và thử ba dược tiên hãnh khi sưa chữa,

nghía là khi thay guõc hoặc tán lại má phanh

Điều chinh trong sử dụng khe hờ giừa má

phanh và tang phanh bâng cách quay trục cam

phanh nhờ cơ cấu tiục vít 8 bánh vít 10 (hình

7.16)

Khi quay trục vít 8 thi bánh vít 10 quay làm

quay trục cam phanh và lâm cho guốc phanh xoay

đi một góc nào dấy

Hình 7.16 Đi6u chinh ctxciu phanh báng cách quay cam phanh.

1 Vũ mõ- 2 Trục; 3 Bi định vị; 4 Lò xo định vị; 5 Nút định vị; 6 Bac; 7 Thản;

8 Trục vlt; 9 Nút; 10 Bănh vlt;

11 Đinh tán; 12 Nắp.

Hình 7.17 Kót cẩu điiu chinh dùng bạc lộch tim.

1, 2 Guỏc phanh; 3 Bạc lệch tâm; 4 Chót của guôc; 5 Đai ôc hãm.

30

Chương 7 Hệ thòng phanh

Điều chinh khe hơ giữa má phanh và tang phanh có thê thực hiện b.ìng các két cấu bạc lệch tâm (hình 7.17) hoặc chòi lệch tâm Khi sữa chùa, diều chinh được thục hiện băng cách thay dổi vị trí tâm quay cùa guốc nhờ bạc lệch tâm 3 (hình 7.17) Guốc I và 2 có the quay

tự do đổi với bạc 3 Đè điều chinh, người ta xoay chốt 4 khi đỏ bạc lệch tâm sử lãm vị tri tâm quay cùa guốc thay đỏi nen khe hớ cũng thay đỏi theo Sau khi điều chinh xong chốt 4 được hãm lai nhờ đai ôc hãm 5

Ngoài ra, côn sử dụng các két câu tụ động diêu chinh khe hờ giữa má phanh và tang phanh (hình 7.18) Đê giám khỏi lượng công việc khi báo dường cơ câu phanh và nâng cao

độ tin cậy làm việc, trẽn một số ò tỏ sứ dụng kết cấu tự động điều chinh khe hở giừa má phanh và tang phanh

Trên hình 7.18 đưa ra kết cấu tự động diều chinh khe hớ giữa má phanh và tang phanh đật trong xi-lanh phanh bánh xe Trong xi-lanh phanh đật vỏng thép đàn hồi 2 Hãnh trinh cua pít-tông được xác định bơi khe ho A trị số cua nõ tương ứng giã trị cho phép lởn nhất cua khe hớ giữa má phanh vã tang phanh trong sứ dụng

Khi mòn các tàm ma sát pít-tông I chuyên dịch đi một khoáng cách lớn hơn A Khi dó, vỏng 2 bị đây di đến vị tri mơi và xác định giá trị khe hơ giìra má phanh và tang phanh như ban đầu

Hình 7.18 ThiỂt bị tự động điốti chinh kho hờ giữa má phanh vi

tang phanh ờ xi-lanh phanh bành xe.

1 Píĩ-tỗng 2 Võng thép đăn hỏi; ú-khe hở.

7.3.3.2 Tinh toán cơ cáu phanh loại tang trống

Người ta phân biệt hai dạng tinh toán co câu phanh: tinh toán thiết kẽ cơ cảu phanh và tinh toán kiêm nghiệm cơ call phanh

Khi tính toán thiết kể cơ cầu phanh cằn phái thực hiện các nội dung sau:

4 Xác định inô-men phanh tính toán (mô-men cân sinh ra cùa cơ cãu phanh);

4 Chọn dạng cơ can phanh;

4 Xác định các kích thước cơ ban của các chi tiết cùa cơ cấu phanh (n, b, (1, ịì, a, c c);

Giáo lành Thiết kế các hỉ thống trên ó tô Tập 2

+ Xãc định tri sò lực cp yêu câu tác dụng len các guõc phanh (Pl P’)

SỔ liệu ban đảu để tinh toán thiết ke lã: trọng lượng toàn bộ ô tô tọa độ trọng tâm

ỏ tô sổ lượng bánh xe và kích thước cùa chúng, khoáng cách giừa các trục bánh xe vã hiệu quả phanh yêu cầu

Khi tinh toán kiếm nghiệm cư cấn phanh cần phái thực hiện các nội dung sau:+ Xác định các lực tác dụng lẽn cãc guốc phanh khi phanh với cường độ phanh lớn nhất;

+ Xác dinh áp suât trên bẽ mặt má phanh cùa các guốc phanh;

' Xác định cõng ma sát riêng;

+ Tính toán nhiệt cho cơ cảu phanh;

+ Tinh toán xác định tý số khối lượng toàn bộ ò tò trcn tống diện tích ma sát cùa cơ cầu phanh;

+ Kiêm tra hiện tượng tự xiêt;

+ Tính toán bền các chi liet

Tinh toán kiêm nghiệm cũng là một nội dung cua tính toán thiêt ke Sau dây chúng ta trình bảy trinh tự tinh toán cơ cấu phanh bánh xe

(1) Xác định niô-mcn phanh tính toán

Căn cử vào hiệu quả phanh yêu cầu tiến hãnh xác định tông mô-men phanh cùa tất cả các co cấu phanh bánh xe cua ỏ tô:

(7.23) 1.1

ơ dây: n - so lượng trục bánh xe;

ỉp - gia tỏc phanh tính toản |m.s~?|;

G trọng lượng toàn bỏ ỏ lô |N|;

n - bán kính lính toán bánh xe [m|;

g - gia tôc trọng trưởng, g = 9.81 m.s 2.

Gia tốc phanh tinh toán được lầy như sau: Jp = (1,3 Ị 1,5) Jpi

Jf<- gia lỏc phanh lay theo tiêu chuãn

Đè tinh toán ben các cơ câu phanh, mô-mcn phanh sẽ là:

(7.24)

32

Chương 7 Hộ thing phanh

Dôi với ò tô hai và ba câu (vời treo cân bãng phụ thuộc), ta xác dịnh mỏ-mcn phanh ơ cầu trước Mpi và ờ câu sau Mp2 hoặc (Mp2 + Mp») ở hai cầu sau (có treo cân bằng) như sau:

ơ đây: a b hr - tọa đỏ trọng tâm ỏ tô

(2) Chọn dạng cơ cắu phanh và xác định các kích thước cơ bán của nó

Dạng co cãu phanh được chọn tủy theo điều kiện bo trí chung co cầu phanh và trị sô

Mp Các thông sò kich thước cua cơ câu phanh gôm:

+ Bán kính tang phanh r,;

+ Chieu rộng má phanh b:

+ Kích thước theo sơ đồ tinh toán: a, c, e \

+ Các góc theo sơ đồ tinh toán: ao, p; Lấy ao - 25 4- 30"; p = 90 + 130“

Các thông số co cán cua cơ cấu phanh cần bao dam sao cho mô-mcn phanh sinh ra bang mò-inen phanh tính toán (mỏ-men phanh yêu cầu)

(3) Xác định lực dấy cần thiết íìr cơ cẩu doling má phanh lên guốc phanh P1, 12*

So đồ lực tác dụng lèn cơ câu phanh guốc thế hiện trên hình 7.19

Hình 7.19 Sơ đồ lực tác dụng lén cơ cảu phanh guốc,

p — lục dàn động: R - phàn lực ở các gối dỡ: a c e, r- cãc kich thước.

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

Sau khi chọn sơ bộ các thông sỏ cua cơ cảu phanh, ta lien hành thict lập mỏi quan hệ giữa mô-men phanh do cơ cấu phanh sinh ra (Mp) vả lực đày lừ co câu doàng mà phanh (P| Pj).Chúng ta gia thiét áp suảt p = const (gàn dũng sau khi cơ câu phanh đã rã irơn với be mặt lang trống) phàn bố đêu theo cung góc ôm của cảc tam ma sát vã phân bô của họp lực pháp tuycn N đặt tại giữa cung này, chúng ta nhận dược đôi với một guớc (hình 7.19):

p = 1,6-r 1,8 |rad|; pmm < 2,5 [MPa] khi phanh cấp tốc; n = 0,3 - 0,35

Trị số mô-men phanh phụ thuộc vào sự phân bô guốc phanh vã kết cấu thiểt bị đoàng

cơ càu phanh Chúng ta tìm sụ phụ thuộc cùa Mp vào lực dãy p từ cơ câu doãng má phanh (hình 7.19)

Từ phương trinh mô-men các lực tác dụng lên CƯ câu phanh với diêm Oi và 01, ta dược:

Chúng ta sc thict lộp mỏi quan hộ giữa Mp và lực đây p tử cơ câu dơãng cua các loại

co cầu phanh thưởng dũng hiện nay (hình 7.21)

Hình 7.20 Sơ đó các loại cơ cẩu phanh guóc.

a) Chuyẻn dịch guỏc lã như nhau: b) Lực dẳn đóng băng nhau: c) Gối tựa khảc phía:

đ) Có cưởng hỏa: P-lực dần đọng: R - phàn lực ở gổi lưa

34

Chương 7 Hì' thống phanh

a) Cơ câu phanh chót tựa một phía, chuyên dịch guồc là bâng nhau (Si = Sĩl

Ca cầu phanh cỏ chuyên dịch guốc là như nhau (hình 7.20, a)

b) Cơ cầu phanh chốt tựa một phía, lực dãy lên guốc là băng nhau (Pl = p>)

Cơ cấu phanh có lực đầy lên guốc bang nhau: Pl = P: (hình 7.20b); N1 > N’

Mô-mcn phanh cua cơ càu phanh SC là: A/ = 2.fiJ-,.Pt.{a+èịx:/ (c2 - fí'x,:) (7.30)

Cơ cấu phanh này không được cân bang theo hướng lực hướng kinh (N: > N?) guốc trước mòn nhiều hơn guổc sau

r) Cơ cáu phanh chòt tựa khác phía, lực dây lèn guóc là băng nhau (Pì = P;)

Co câu phanh cỏ lực đày lên guốc bâng nhau: P| = 1*2 (hình 7.20c): chốt tựa khác phía nên ờ cơ càu phanh này, cà hai guôc đêu cỡ hiện lượng tụ xiết

Mô-nicn cua cơ cấu phanh sê là: M- /z.z;./J.(«4c).[l/(c //.e) I I / (c • /ZZ')](7.31)

Cơ câu phanh này khi chuyên dộng lủi, cá hai guôc làm việc không cớ tự xiêt

Cơ cấu phanh nãy được cân bủng, độ mòn cá hai guốc lã như nhau

(/) Cơ câu phanh có cường hòa ờ cùng hướng (hình 7.20, di

Ca cấu phanh nảy có: Ru = Rư = N1 P1 (Rư = 2P|) P2 = 0

Mô-mcn phanh cùa cơ cấu phanh SC là: A/p =/t.r,.lỉ.(a+c)?/(c-px‘)'' (7.32)Khi ô tô chuyển động lúi cá hai guốc trờ thành bị dộng Lực dẫn dộng chi cỡ mộtP| còn dõi với guôc thứ hai, lực dan động SỄ là Rư = 2P| Cơ câu phanh này không được cân bảng vả guốc bèn phái mòn dâng kè Khi c - p.e 0 guốc chủ động ép vào tang phanh ngay cá khi p = 0 (bi kẹt), điều này không cho phcp Cân phái thớa mân: c > J1.C

Giảo trinh Thiel kê các hf' thông trên ó tô T<ip 2

(4) Xác định các thôn» số đánh giá khá năng lãm việc cùa cư cấu phanhKhá nàng lảm việc cùa co câu phanh được đánh giá thông qua các thông sổ sau đây:+ Còng ma sát riêng Ợm.);

+ Ap suàt trẽn hê mặt má phanh (/>);

+ Đỏ tăng nhiệt dộ lang phanh trong quá trình phanh ( A7’);

+ Tý số khối lượng trên loàn hộ tống diện tích ma sát cùa các má phanh (ợ);

+ Kiêm tra hiện tượng tự xiết cùa CƯ câu phanh

* Tính toán xác định công ma sát riêng: I™, [kN.rn 2|

Công ma sát riêng được xác định trên cơ sơ các má phanh thu toàn bộ đỏng nùng của

õ tô khi phanh ờ vận tôc ban đáu nào dó:

Ó đây: G - trọng lượng toàn bộ ô tò khi đù tài [kN];

V| - vận tốc cùa ô tỏ bát đầu phanh [m.s ']; lấy V| = 30 [km/h] = 8.33 [m.s ’];

g - gia tồc trọng trưởng (g = 9.81 [m.s 2|;

Fi tỏng diện tích toàn bộ cãc má phanh ỏ tỏ [m’ |;

Theo 110], tri sô công ma sát ricng cho phép dôi với các cơ câu phanh khi phanh với Vauỉ

+ Ỏ tô con: IUI = 4000 + 15000 [kN.m.m 2];

+ Ỏ tò lái, xe khách: [UI = 3000 + 7000 [kN.m.m ■]

Thời hạn phục vụ cùa má phanh phụ thuộc vào cõng ma sãi riêng, công này càng lớn thì nhiệt độ phát ra khi phanh càng cao tang phanh càng bị nóng nhiêu vả mã phanh chóng

bị hòng

* Tính toán xác định áp suất trên bề mật má phanh: p (MN.m 'I

Áp suãt trẽn be mặt mã phanh được xác định theo trị số phán lực pháp tuyên N1, N’ tữ tang phanh tác dụng lẽn các guốc phanh

Già thiết áp suất trên bề mật mả phanh phàn bô đều, ta có các công thức xác định các giá trị áp suất trẽn bề mật má phanh đối với các guốc như sau:

N.

ZU4

36

Chương 7 Hộ thing phanh

0 dày: Ni và N’ - phan lục pháp tuyên từ tang phanh tác dụng lỏn guôc tương úng với

guốc tiước vã guốc sau [NỊ;

|'| và p? góc ôm cùa (âm ma sát [độ];

n - bán kính lang phanh |in];

bi và b’ - chiều rộng tam ma sát [m]

Theo 110], giá trị giời hạn cùa áp suất trên bề mặt má phanh:

+ Guốc trước: không dược vượt quã 1.0 -t- 2.0 [MPa|;

+ Guôc sau: không được vượt quá 0.5 0.7 [MPa]

Đối với co cấu phanh được cân bủng, giá trị giới hạn cùa ảp suất sè là 0.8 0,9 [MPa]

* Tính toán xác định dộ tảng nhiệt độ tang phanh trong quá trình phanhCân bủng nàng luợng cùa ô tỏ khi phanh được mỏ tá bàng biêu thúc sau đây:

<

*> '-M (V* - vị ) / 2 = Ap + Af + Ao + A, (7.36)

Trong đó: ổ’ hệ số ãnh hưởng khối lượng quay (khi ngủt động co ó’ 1.04);

M khói lượng ô tỏ;

Ap - công do lực ma sát ở các cơ câu phanh;

Af - công cán lăn (các mẩt mát trong hệ thống truyền lực);

Ap - cóng do trượt lốp khi phanh;

Ak cóng do lực can không khí

Neu ơ là hệ sò trượt khi phanh ớ bánh xe, khi đô:

A, = = f.gAÍ.Sl ị\-Ảỵ.A<,=ọ.g.MS)l.Ả.Ai=P^.S>,

0 đày; Pp - lực phanh do các co cấu phanh sinh ra ờ các bánh xe;

Sp - quảng dưỡng phanh Khi khóa cứng bánh xe X = 1 và Ap = A| = 0.Khi tính toán tài trọng cho các cơ càu phanh, người ta thường bó qua các giá trị A|,

Độ môn các tâm ma sát, người ta đánh giá theo trị sô còng ma sát riêng khi phanh một lần den V’ = o |km/h|:

*r,=w

ỡ đáy: Fv lóng diện tich bề mật ma sãi

(7.37)

Giáo lành Thiết kế các hỉ thống trên ó tô Tập 2

Khi phanh với V| = 60 [km/h] cần phái: Ap) < (4 -T 10) 10' Ij/cnr] tùy thuộc vào loụi

ô tô

Người ta xảc định độ tâng nhiệt độ tang phanh (hoặc đìa phanh ở co cấu phanh đìa) khi phanh cãp tỏc một lãn khi đỏ bo qua sự khuếch lãn năng lượng ra môi trưởng xung quanh, chủng ta nhận được tir điêu kiện:

= m^cdt =>ÒT = A,, / ("Irĩz) (7.38)

ơ đày: mti tông khôi lượng các lang trông phanh (hoặc đìa phanh):

c nhiệt dung riêng của vật liệu tang trỏng phanh (hoặc đĩa phanh)

Dối với gang và thép: c = 482 (J/(kg.°C);

Dối với hợp kim nhóm: c = 840 [J/(kg."C)

Khi phanh với V| 60 I km h I thi AT < 60 |"C|

Trong báng 7.2 dưa ra các sỏ liệu theo càn bãng năng lượng khi phanh cua ỏ tò hai càu với vận lốc bát đầu khi phanh V| = 60 Ikm/h]

Đẽ giám AT cân thiết phái tăng F\ Trong thực te khi người ta làm các gân đẽ tán nhiệt

ra mỏi trường xung quanh, nhiệt dộ cua tang tròng phanh (hoặc dĩa phanh) giam khoáng 35-í-40 1%]

Cằn nhở rúng khi phanh, co cấu phanh cầu trước vã cầu sau sè chịu lái nhiệt khác nhau Khi phanh trong thời gian dài nhiệt dộ tang trong phanh có thê đạt 250 [°C], dĩa phanh có thê đạt 500 [°C] Sự quá nóng ở co câu phanh sử dần đến phá hủy các tâm ma sát

Báng 7.1 Tuxyng quan cõng cùa cãc lực càn khi phanh

+ Ô lô tái: Iql = (2.5 -é 3.5) 10* Ikg.m 2).

6 Kiếm tra hiện tượng tự xiết cùa cơ cấu phanh

Khi linh loán cơ cấu phanh guốc cần thiết kiêm tra hiện tượng tự xiết cùa cơ cấu phanh Việc kiêm tra như vậy có the thực hiện bâng phương pháp đồ thị hoặc phương pháp giái tích |8|

(5) Tính toán bền các chi tiết

Sau khi xác định được các lực đây lèn guốc lừ cơ cấu đoàng má phanh P| và Pj, tiến hành xác định các phán lực tại các chốt tựa bàng phương pháp đổ thị hoặc giãi tích Trẽn co

sớ các giá trị phan lực này, lien hành tính toán chòt tựa theo úng suất cãt và ứng suàt dập.Sau khi tinh toán co cấu phanh theo cường độ phanh yêu cầu cỏ thê tiến hành linh toán dần động phanh trẽn cơ sơ các lực 1’1 vã 1’2

7.3.4 Két cáu vã tinh toáncơ cáu phanhđĩa

Cơ cấu phanh đìa sữ dụng pho biên chủ yếu ở co câu phanh bánh xe câu trước ỏ tỏ du lịch Tuy nhiên, những năm sau nảy, nó dược sứ dung cá trên ô tỏ tai vã ô tô buýt

Kết cấu cơ cấu phanh đìa vỏi dản động thúy lực, ớ bên trong có một hoặc một số xi- lanh phanh cúng VỚI pít-tông Co cấu phanh đĩa thướng có hai loại:

+ Cơ câu phanh kiêu bơi (hĩnh 7.21a);

+ Cơ cấu phanh vơi giá cố định (hình 7.2 Ib)

Co câu phanh đĩa VỚI giá cô định và giá di động (kiêu bơi) được áp dụng rộng rài nhắt