Ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán hư hỏng hệ thống phanh

Công dụng, yêu cầu đối với hệ thống phanh : Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đờng phanh ngắn

môc lôc

Trang

Môc lôc 1

Ch¬ng 1 : TÝnh to¸n kiÓm tra hÖ thèng phanh chÝnh

1.4.3 TÝnh kiÓm tra van ph©n phèi 32

1.6.2 Bầu phanh sau 43

1.7.1 Tính kiểm tra lợng khí nén 501.7.2 Tính bền đờng ống dẫn động khí nén 53

2.1 Khái niệm về chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ôtô 54 2.2 Mục đích của chẩn đoán trạng thái kỹ thuật ôtô 54

2.7 Các ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán h hỏng HTP 63

Chơng 3 : Sử dụng logic mờ để chẩn đoán HTP chính xe Kamaz 65 3.1 Các bớc giải bài toán bằng phần mềm Matlab 65

Lời nói đầu

=== ===

Việt nam là nớc đang phát triển với tỷ lệ tăng trởng kinh tế rất cao Cùng với sự tăng trởng kinh tế thì nhu cầu sử dụng các phơng tiện giao thông ngày càng nhiều Trong đó ô tô là phơng tiện rất quan trọng có ý nghĩa rất lớn trong quá trình vận chuyển hành khách và hàng hoá Do đó việc đòi hỏi các tính năng của chúng ngày càng cao nh an toàn , nhanh , bền , tiện lợi , không

ảnh hởng đến môi trờng là rất cần thiết

Hệ thống phanh trên ô tô đóng vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an toàn chuyển động Ngoài ra nó còn nâng cao năng suất và tăng hiệu quả trong quá trình khai thác và sử dụng Tuy nhiên trong quá trình sử dụng thì độ tin cậy của hệ thống phanh giảm dần theo thời gian

Việc chẩn đoán h hỏng ngày nay đợc thực hiện bằng nhiều phơng pháp khác nhau Việc chẩn đoán đợc thực hiện bằng máy móc thiết bị hoặc bằng trực giác của con ngời

Logic mờ là hớng phát triển mới của toán học hiện đại và đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nh y tế , điều khiển Tuy nhiên trong lĩnh vực…

ôtô thì cha đợc ứng dụng nhiều do đó em đợc giao đề tài “ ứng dụng logic

mờ trong chẩn đoán h hỏng hệ thống phanh’’ để chẩn đoán h hỏng hệ

thống phanh xe tải có ứng dụng của lý thuyết tập mờ

Với đề tài tốt nghiệp này em đã xây dựng đợc một hệ trợ giúp chẩn

đoán h hỏng hệ thống phanh trên xe tải có ứng dụng lý thuyết tập mờ Hệ trợ giúp này có ý nghĩa thực tế cao đặc biệt là đợc ứng dụng trong các trung tâm bảo hành bảo dỡng ô tô

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Hữu Nam và các thầy giáo trong

bộ môn ôtô trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án này

Sinh viên

Vũ Thành Đông

Chơng 1

tính toán kiểm tra hệ thống phanh chính của xe kamaz

1.1 Công dụng, yêu cầu đối với hệ thống phanh :

Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo 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 hiểm;

- Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển

động của ôtô;

- 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 để sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh ở những cờng độ khác nhau;

- Không có hiện tợng tự xiết khi phanh;

- Cơ cấu phanh thoát nhiết tốt;

- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong

điều kiện sử dụng;

- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe;

- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài

1.2 sơ đồ chung hệ thống phanh xe Kamaz :

Xe Kamaz là xe có trọng lợng chuyên chở là 8000 KG , trọng lợng của toàn bộ xe khi đầy tải là 15305 KG Đợc sử dụng chủ yếu trong nghành xây

dựng Với ba cầu thì đây là loại xe có tính năng việt dã cao có thể hoạt động ở các địa hình phức tạp Xe đợc sản xuất tại Nga

Hệ thống phanh sử dụng trên xe Kamaz là hệ thống phanh dẫn động khí nén và cơ cấu phanh guốc Dẫn động khí nén chia ra làm hai dòng độc lập và

có sử dụng bộ điều chỉnh lực phanh

1.2.1 Các thông số kỹ thuật của xe Kamaz 5320 :–

Trên sơ đồ hệ thống phanh lại đợc chia ra các hệ thống con Cơ cấu dẫn

động của các hệ thống con này là độc lập , tách biệt nhau bằng các van bảo

Nguồn khí nén trong hệ thống phanh là do máy nén khí cung cấp Máy nén khí 3, Bộ điều chỉnh áp suất 5, bộ bảo hiểm chống đông đặc 6, là phần nguồn của cơ cấu dẫn động, không khí đợc lọc sạch trong phần này rồi đi vào các phần còn lại của cơ cấu dẫn động phanh bằng khí nén và các nguồn tiêu thụ khác.

Hình 1.1 : Sơ đồ hệ thống phanh

1.2.3 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh :

Hệ thống phanh chính ( phanh chân ) :

dẫn động phanh chân của bánh xe trớc; gồm có: van bảo vệ ba nhánh

10, bình khí 22, phần dới van phân phối 24, van hạn chế áp suất 25, hai bầu phanh trớc 27, đồng hồ manômét hai kim, các cơ cấu phanh trớc và các ống dẫn Ngoài ra, nhánh này còn có một ống dẫn nối phần dới của van phân phối

24 với van 21 điều khiển rơ mooc

dẫn động phanh chân của bánh xe sau, gồm có: van bảo vệ ba nhánh

10, bình khí nén 9, đồng hồ manômét 28 hai kim, phần trên của van phân phối

24, bộ điều chỉnh lực phanh 13, bốn bầu phanh 20 của cơ cấu phanh sau và các ống dẫn Ngoài ra, nhánh này còn có ống dẫn nối phần trên của van phân phối 24 với van 21 điều khiển rơ mooc

25 26

1

3s 27

9 8

7 6 5 4 3

19

21 20 22

23 24

P13 P18

P55 29

18 17 15

14 13 11

Hệ thống phanh dừng ( phanh tay ) :

dẫn động phanh tay, phanh dự phòng và dẫn động tổng hợp phanh rơ mooc, gồm có: van bảo vệ kép 8, hai bình khí 7; 11, van phanh tay 2, van tăng tốc 12, bốn binh tích năng lò xo 20, van điều khiển phanh rơ móc 21 van điều khiển phanh rơ mooc có dẫn động hai dòng, Bình khí 15, van điều khiển rơ mooc có dẫn động một dòng 19, ba van tách 17, ba đầu nối 18, các ống dẫn

Hệ thống phanh phụ :

dẫn động phanh phụ và các nguồn tiêu thụ khác, gồm có: van bảo vệ kép 8, bình khí nén 11, hai xi lanh dẫn động bớm điều tiết của phanh khí động lực, xi lanh 4 dẫn động ngừng cung cấp nhiên liệu, các ống dẫn Từ nhánh IV dẫn động phanh phụ, khí nén còn đến các nguồn tiêu thụ: cơ cấu gạt nớc ma ở kính chắn gió, còi hơi, trợ lực khí nén thuỷ lực của ly hợp, các tổ hợp truyền

7 Bạc đỡ trục lệch tâm 11 Tấm gia cờng 15 Trục lệch tâm

10 Chắn bụi 14 Phanh hãm 18 Đinh tán

19 Má phanh 20 Lò xo hồi vị 21 ống lót

22 Bu lông hạn chế 23 Vít 24 Trục vít

25 Bánh vít

18 17 16

Theo B

24 23

25

22 21

B Theo B

+ Khi thôi phanh: lò xo 7 kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc

c) Xác định mô men cần có tại các cơ cấu phanh

Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc

độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh

G = - Trọng lợng tĩnh trên cầu trớc, G1= 4375 (KG)

) ( 1100 15305

4375 3850 1

mm G

a

G = - trọng lợng tĩnh lên cầu sau, G2= 10930 (KG)

Thay các thông số vào ta có:

) ( 2749 15305

10930 3850 2

mm G

G L

Chiều cao trọng tâm khi đầy tải hg = 1,4 m

jmax - Gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh,

Theo tiêu chuẩn Việt Nam jmax= 5,8 (m/s2)

d).Xác định góc δ và bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

2 1

0

2 1

2 sin 2

sin 2

2 cos 2

cos

β β

β

β β

δ

− +

120 2

134 2 cos 14 2

− +

−

=

o o

o o

o o

tg

π δ

2 1

1

sin cos

2 sin

cos cos

2

β β β β

β β

β β

ρ

+

− +

−

o o

5 , 232 120

sin 134 14 cos 2 360

120 2 120 sin 2

360 120

134 cos 14 cos 200 2

N

T tg

Víi μ lµ hÖ sè ma s¸t gi÷a tÊm ma s¸t víi tang trèng, thêng μ = 0,3

guốc phanh sẽ dịch chuyển nh nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh bằng nhau và lực R1 = R2, vì vậy các thông số của hai guốc phanh là nh nhau

Nh vậy mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe sẽ là:

tg

3 , 0 1

3 , 0 5 , 232 1

1

sin

2 2

2

+

= +

= +

=

=

à

à ρ ϕ

ϕ ρ

ϕ ρ

Vì 2 má phanh có kích thớc giống nhau ta có:

ρ ρ

đa giác lực của guốc phanh trớc và sau (hình 1.3) Ta có R1 = R2 về giá trị

nh-ng phơnh-ng và chiều của chúnh-ng khác nhau Kéo dài lực P, lực R1, lực R2 các lực này cắt nhau ở O/ và O//, từ O/ và O// ta nối tới tâm chốt quay má phanh, ta có các phản lực U1 và U2 Nh vậy trên mỗi guốc phanh có ba lực P1; R1; U1 và P2;

R2; U2 Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn bằng nhau để thể hiện hai lực R1; R2; trợt chúng song song với R1, R2 , nối tiếp với R1 là 1

U bằng cách trợt thớc kẻ song song với U1 và lại nối tiếp với P1 cũng kẻ song song với P1, ta sẽ có tam giác khép kín, má sau cũng làm tơng tự Sau đó

dùng thớc kẻ đo đoạn R1 và đoạn U1 ta đợc tỷ số: x U R x

U

1 1

1 = ⇒ =

tơng tự nh vậy đối với P1.

Làm nh thế đối với guốc sau ta cũng tìm đợc P2 ,U2 ,R2

n 1 1

o

u 2 2

Sau quá trình đo đạc và tính toán ta có đợc kết quả sau:

Kết luận : Vậy mô men phanh sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh của xe đảm

bảo mô men phanh yêu cầu

f).Kiểm tra hiện tợng tự xiết:

Hiện tợng tự xiết xảy ra khi má phanh bị ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của dẫn động lên guốc phanh.

Đối với guốc trớc của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực P’ và M’p có dạng:

cos ' '

'

àρ δ à δ

α

àρ

− +

+

=

c

a c

δ ρ

δ à

sin

cos

2 ,

, 0 2 , 9 sin 115 73 , 162

2 , 9 cos

Vậy là không có hiện tợng tự xiết xảy ra với guốc trớc

Đối với guốc sau của cơ cấu phanh ta có:

à δ

α

àρ àρ

δ à δ

α

àρ

− +

+

= +

P c

a c

Vậy là với guốc sau không bao giờ có hiện tợng tự xiết

* Kết luận: Hiện tợng tự xiết không xảy ra đối với các cơ cấu phanh sử dụng

trên xe Kamaz

g) Kiểm tra công ma sát riêng:

Các thông số kích thớc của má phanh và trống phanh :

Bề rộng má phanh b = 120 mm

Bán kính tang trống rt = 200 mm.

Góc ôm tấm ma sát β0 = 1200

Diện tích một má phanh:

50240 120

200 180

L

2

2 0

=

2

0 400 1000 / 2

.

cm J l

gF

V G F

G = 15305 (kg) là trọng lợng ôtô khi đầy tải

V0= 50 (km/h) = 13,89 (m/s) là tốc độ của ôtô khi bắt đầu phanh

g – Gia tốc trọng trờng g = 9,81 m/s2

Công ma sát riêng sẽ là

[ ]l cm J A

g

V G

∑

) / ( 245 8

, 6028 81 , 9 2

89 , 13 81 , 9 15305

2

0

Vậy thỏa mãn điều kiện: l≤[ ]l = 400 ữ 1000 (J/cm2 )

*Kết luận: Công ma sát riêng nằm trong giới hạn cho phép.

h) áp suất giới hạn trên bề mặt má phanh

áp suất trên bề mặt má phanh đợc giới hạn bởi sức bền của vật liệu:

F r

M q

μ – Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh.μ = 0,3.

N

q 1 , 788 10 / 1 , 788 1 , 5 2 , 0

100480 ,

0 2 , 0 3 ,

N

100480 ,

0 2 , 0 3 ,

0

=

* Kết luận: Vậy áp suất trên bề mặt má phanh nằm trong giới hạn cho phép.

g) Thời hạn làm việc của má phanh còn đợc đánh giá bằng tỉ số :

M - Khối lợng toàn bộ của ôtô, M = 15305 KG

FΣ - Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh FΣ = 602880 mm2 = 0,6 m2

[ ]P m KG

P= = 2 , 55 10 4 / 2 <

6 , 0 15305

* Kết luận: Vậy giá trị P nằm trong giới hạn cho phép.

i) Kiểm tra nhiệt độ tang trống:

Trong quá trình phanh động năng của ôtô chuyển thanh nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trờng không khí, phơng trình cân bằng năng lợng là :

m V

V

g

G

0 0

2 2

2

2

Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua Do đó

ta có thể xác định sự tăng nhiệt độ trống phanh nh sau:

C gm

V V G

t

0

2 2

2

2

)

τ

Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh với V1= 30 km/h, V2 = 0 km/h, không quá 150.

120 10 2

420

2

cm mm

2

) 33 , 8 ( 15305

* Kết luận: Sự thoát nhiệt của cơ cấu phanh đã thiết kế là tốt.

1.3.2 Tính bền guốc phanh:

Guốc phanh dùng để tán má phanh

Đối với xe Kamaz, guốc phanh đợc làm theo hình chữ Π

(Xem hình 1.4 )

Hình 1.4 : Kích thớc guốc phanh

a).Tính kích thớc đến trọng tâm G:

+ Y2 – Kích thớc chế tạo guốc phanh (khoảng cách từ trọng tâm phần trên đến trọng tâm của phần dới).Y2 = 27,5 mm

+ YC1 – Kích thớc của trọng tâm phần trên đến đờng trung hoà

+ YC2 - Kích thớc của trọng tâm phần dới đến đờng trung hoà

1 2 1

F F

F Y

600 5 , 27

RG

R '1

5 5

2 1 1

2 1

R

F R F

F F

500 5 , 185 600

500 600

b).Kiểm tra bền guốc phanh

Đây là bài toán thanh cong phẳng trong sức bền vật liệu

Các bớc giải:

+ Xác định lực cắt,mô men uốn,vẽ biểu đồ nội lực

+ Tính ứng suất pháp trên mặt cắt ngang

+ Tính ứng suất tiếp trên mặt cắt ngang

+ Kiểm tra điều kiện bền:

- Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất

- Hoặc theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng

*1.Xác định lực cắt, mô men uốn, vẽ biểu đồ nội lực:

Nếu tính toán chính xác guốc phanh thì rất phức tạp Bởi vì áp lực phân

bố trên bề mặt guốc phanh không đều mà theo quy luật hình sin

Vì vậy ta áp dụng phơng pháp tính gần đúng Để xác định tiết diện nguy hiểm của guốc phanh ta phải vẽ đợc biểu đồ nội lực

ở phần trên khi xây dựng hoạ đồ lực phanh tác dụng lên guốc phanh ta

đã xác định đợc lực P1 ,U1 ,R1 Đặt các giá trị lực P1 ,U1, R1 vào guốc phanh

Tại điểm đặt lực tổng hợp R1 ta phân tích thành hai thành phần lực N1 và T1 Tại chốt quay của chốt phanh ta cũng phân tích lực lực tổng hợp U1 ra hai thành phần lực UY1 và UX1.

Sau đó tại điểm đặt lực R1 ta cắt guốc phanh thành hai nửa thay vào mặt cắt đó lực hớng tâm N1 và Q1, MU1 ở nửa dới là các lực N2và Q2, MU2 ngợc với các thành phần lực và mômen ở phần trên

H×nh 1.6 : Nöa guèc díiMÆt kh¸c: U1 = 58600 N

8534

25320 2048 22946

N = 27368 N

Q = 52847 N

MU = 10338 Nm

*2 Tính ứng suất pháp do N và M U gây ra:

ứng suất pháp đợc tính theo công thức kinh nghiệm sau:

=

i

th U

R

R S

M F

N

1

σ

S – Mô men tĩnh của mặt cắt ngang đối với trục trung hoà.

F

R R

) / ( 4 , 25 188

172 1 1650

10338 1100

mm N

=

σ

+ Điểm 2: R2 = 183 mm

) / ( 25 , 25 183

172 1 1650

10338 1100

mm N

) / ( 04 , 23 133

172 1 1650

10338 1100

=

σ

*3.Tính ứng suất tiếp trên mặt cắt ngang

ứng suất tiếp do lực Q gây ra đợc tính theo công thức kinh nghiệm sau:

b j

S Q

SX- Mômen tĩnh phần bị cắt đối với trục quán tính trung tâm,

jX- Mômen quán tính của tiết diện,

+ Tính jX

- Trọng tâm mặt cắt ngang cách mép trên

15 5

50 2 5 120

30 5 50 2 5 , 2 5

3 2

3

311666 50

110 15 12

50 110 55 120 5 , 12 12

55 120

Y – Tọa độ trọng tâm phần bị cắt đối với trục trung hòa,

Trên hình vẽ guốc phanh chữ П, thì tại điểm 1 và 3 có dF = 0, do đó SX = 0.+ Điểm 1: τ = 0

+ Điểm 2: SC = Y2.FC

Ta có:

Y2 – Khoảng cách từ toạ độ trọng tâm phần 2 đến đờng trung hoà

Y2 = 12,5 mm

FC – DiÖn tÝch phÇn hai,FC = 500 mm2.

VËy: SC = 12,5.500 = 6250 mm3

) / ( 106 311666

10

6250

mm N

*4.KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn

Theo thuyÕt bÒn øng suÊt tiÕp lín nhÊt:

[ ]σ τ

¸p suÊt trong trèng phanh tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau:

0

2

β

p

r b

240.2

,012,03,0

2

m KG

b).TÝnh øng suÊt híng t©m vµ øng suÊt tiÕp tuyÕn

øng suÊt híng t©m tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau:

'

r

b a

'

r

b a

, 0

21 , 0 1 2 , 0 21 , 0

2 , 0

2

2 2

2

2

cm KG m

, 0

21 , 0 1 2 , 0 21 , 0

2 , 0

2

2 2

2

2

cm KG m

Ta có ứng suất tơng đơng bằng:

)/(4,3749

,3732

,

2 2

cm KG

t n

td = σ +σ = + =

σ

Để đảm bảo an toàn ta láy thêm hệ số an toàn n = 1,5:

) / ( 6 , 561 4 , 374 5 ,

- Má phanh quay quanh trục lệch tâm

- Tính toán chính xác độ bền chi tiết này là rất khó Ta có thể tính theo bài toán: Tính toán các mối ghép bằng đinh tán và bu lông Phơng pháp tính trình bày trong mục này chỉ là gần đúng và có tính quy ớc

a).Thân chốt phanh chịu cắt ở hai mặt phẳng

Điều kiện bền của chốt phanh làm việc theo hai mặt là, công thức kinh nghiệm:

[ ] 400 ( / )

2

4 2

2 2

1 2

1

d n

U d

n

U F

U

π π

l – Chiều dài của tấm truyền sức ép vào thân chốt, l = 50 mm.

Thay các giá trị vào ta có:

5 ,

Ngoài ra còn có các chi tiết đợc liên kết chạt chẽ với nhau nh dới đây :

12 Van trên 13 Lò xo hồi vị van trên

14 Thân dới15 Piston van dới 16 Piston lớn

17 Thân dới18 Lò xo hồi vị piston dới

19 Van dới 20 Ty đẩy 3 cạnh 23 Đệm kín

21 Bạc dẫn hớng van dới 25 Piston van trên

22 Bạc dẫn hớng van dới 24 Vòng phớt piston lớn

20

2

27 1 3

11

17

19

C 18

13

16

14 15

A 12

9

10

8 7 6

5 4

G G

23

21

D 22

25 24

B 26

Hình 1.9 : Van phân phối

1.4.2 Nguyên lý làm việc

Khi cha đạp phanh : các lò xo của các piston đẩy các pitông 15,16 , 25

ở vị trí trên cùng của nó Do vậy van dới 19, van trên 12 sẽ đóng cửa nạp ở trên thân van tổng phanh và mở cửa xả ở trên cần đẩy 20 Các cửa B, D đợc nối

thông với khí trời qua cần đẩy 20 và lỗ xả Đồng thời lỗ b đợc ngăn cách với

lỗ A, lỗ D đợc ngăn cách với lỗ C

Khi đạp phanh : Đòn bẩy 4 quay quanh chốt 6 nên con lăn 26 đẩy con

đội 1 dịch chuyển xuống dới, con đội tác dụng qua đĩa đàn hồi 27 và vòng cao

su 26 đẩy piston 25 dịch chuyển, piston sẽ bịt kín cửa xả trên cần đẩy 20 và

đẩy mở van trên 17

Lỗ B đợc nối thông với lỗ A và ngăn cách với khí trời, khí nén đợc dẫn

từ bình chứa qua các lỗ A và B tới các cơ cấu chấp hành để phanh ôtô ở bánh

xe sau

Đồng thời khí nén đợc dẫn qua lỗ trên thân xuống khoang dới, áp lực khí nén ở phía trên piston 16 sẽ đẩy piston dịch chuyển xuống dới cùng với piston 15, pistông 15 sẽ bịt kín cửa xả trên cần đẩy 20 và đẩy mở van dới 19

Lỗ D sẽ đợc nối thông với lỗ C và ngăn cách với khí trời Khí nén đợc dẫn từ bình chứa qua lỗ C và D tới các cơ cấu chấp hành để phanh ôtô ở các bánh xe cầu trớc

Trong trờng hợp ngời lái tác dụng lên bàn đạp phanh một lực không đổi bàn đạp phanh đợc giữ nguyên ở vị trí xác định Tại thời điểm giữ bàn đạp cố

định, khí nén cung cấp cho các dòng dẫn động có áp suất tại các lỗ B và D tăng lên

ở khoang trên áp suất khí nén tại lỗ B tăng đến khi áp lực khí nén tạo lên lực đẩy ở phía dới piston 25 cân bằng dới lực tác dụng của ngời lái tại đòn bẩy 4, piston 25 sẽ đợc dịch chuyển lên trên đến vị trí làm cho lỗ xả trên cần

đẩy 20 và van trên 12 cùng đóng

Đồng thời ở khoang dới, áp suất khí nén tại lỗ D tăng đến khi áp lực khí nén tác dụng lên hai phía của piston 15 cân bằng, piston 15 sẽ đợc dịch chuyển lên trên đến vị trí làm cho lỗ xả trên cần đẩy 20 và van dới 19 cùng đóng

Vì vậy áp suất khí nén tới hệ thống phanh chính ( phanh chân ) có giá trị không đổi và tỷ lệ thuận với lực tác dụng của ngời lái

Khi nhả phanh : Các chi tiết của van tổng phanh trở về vị trí ban đầu,khí nén từ các cơ cấu chấp hành trong hệ thống dẫn động phanh chính đợc xả ra khí trời qua lỗ xả của van tổng phanh

1.4.3 Tính kiểm tra van phân phối :

Qbđ - Lực của ngời lái tác dụng lên bàn đạp

ibđ - Tỷ số truyền của cơ cấu dẫn động

η – Hiệu suất của cơ cấu dẫn động

Mặt khác ta có:

P = Pj S2 + Plx1 + Plx2

P = Pj S2 + C1.δ1 + C2.δ2

2 2

2 2

Plx1 và Plx2 theo xe tham khảo: Plx1 = 7 KG; Plx2 = 3 KG

* Vậy lực tác dụng lên Piston 2 là:

Theo xe tham khảo lấy idđ = 18

η – Hiệu suất truyền lực của bàn đạp, η = 0,95

* Kết luận: Các kích thớc của buồng trên đảm bảo giá trị lực bàn đạp nằm

trong giới hạn cho phép

c).Tính toán buồng dới

Kết cấu của Piston 1(hình 1.11)

Piston 1 đợc điều khiển bằng khí nén lấy từ khoang trên

Ta có phơng trình cân bằng lực:

Pj S1t = Pj S1d + Plx3 + Plx4 (*)

Trong đó:

Pj - áp suất khí nén , Pj = 7 KG/cm2

S1t – Diện tích phần trên của Piston 1

S1d – Diện tích phần dới của Piston 1

ld d

Thay vào công thức (*) ta có:

1.5 Điều hoà lực phanh :

Bộ điều hoà lực phanh dùng để tự động điều chỉnh áp suất khí nén đợc dẫn đến các bầu phanh của các cầu thuộc giá đỡ sau của ôtô tải khi phanh tuỳ theo tải trọng trục có ích

1.5.1.Cấu tạo : (hình 1.12)

Cấu tạo của bộ điều hoà lực phanh đợc thể hện trên hình 4 Bộ điềuhoà nhận khí nén từ van phân phối thông qua cửa A Khí nén qua bộ điều hoà đợc dẫn tới bầu phanh sau qua cửa B Ngoài ra bộ điều hoà còn điều chỉnh theo tải trọng bằng tay đòn 20 đợc nối với cầu xe Dới đây là các chi tiết chính trong

bộ điều hoà lực phanh :

1 ống dẫn 2 Vòng bít kín 3 Thân dới

7 Vòng bít kín 8 Lò xo màng 10 Miếng lót

9 Vòng đệm của màng 11 Gờ piston 12 Vòng găng

13 Đĩa của lò xo van 14 Thân trên 15 Vòng chặn

B- §Çu ra tíi bÇu phanh sau

25 24

B

21 22

20 19

17

18

16 13

A

15 14

piston 18 tiếp tục dịch chuyển, van 17 tách khỏi đế trong piston và khí nén từ cửa A đi vào cửa B và sau đó đến các buồng hãm của các cầu nằm trên giá sau của ôtô.

Đồng thời, khí nén đi qua khe hở vòng giữa piston 18 và ống dẫn hớng

22 vào hốc A ở bên dới màng 21 và màng này bắt đầu ép lên piston từ phía

d-ới Khi áp suất ở cửa A tơng ứng đến giá trị và tỷ lệ của nó so với áp suất ở cửa

A tơng ứng với diện tích tích cực của phía trên và phía dới của piston 18 thì piston này dịch chuyển lên trên trớc thời điểm van 17 tiếp xúc lên đế van của piston 18 Khí nén ngừng đi từ cửa A đến cửa B Nh thế diễn ra hoạt động tuỳ

động của bộ điều chỉnh Diện tích tích cực của bề trên piston mà khí nén tác

động lên khi đi vào cửa A luôn luôn bất biến

Diện tích cực của bề dới piston mà khí nén tác động qua màng 21 đi qua cửa B thì luôn luôn thay đổi vì sự thay đổi của các vị trí tơng hỗ giữa gờ nghiêng 11 của piston di động 18 với miếng lót bất động 10 Vị trí tơng quan giữa piston 18 và miếng lót 10 phụ thuộc vào vị trí của tay đòn 20 và con đội

19 liên kết với nó qua ngõng 23 Còn vị trí của tay đòn 20 thì phụ thuộc vào

độ võng của các nhíp,có nghĩa là phụ thuộc vào vị trí tơng hỗ giữa các dầm của các cầu và khung ôtô Tay đòn 20 cũng nh ngõng 23 càng hạ xuống thấp bao nhiêu, có nghĩa là piston 18 càng hạ xuống bao nhiêu thì diện tích của gờ

11 càng tiếp xúc với màng 21 nhiều bấy nhiêu,có nghĩa là diện tích tích cực của piston 18 càng lớn bấy nhiêu Vì thế khi con đội 19 chiếm vị trí biên dới (tải trọng trục tối thiểu) thì sự chênh lệch áp suất khí nén trong các cửa A và B

là lớn nhất, còn khi con đội 19 chiếm vị trí biên trên (tải trọng trục tối đa) thì hai áp suất này cân bằng nhau Bằng cách đó, bộ điều chỉnh lực phanh tự động duy trì áp suất khí nén ở cửa B và các buồng hãm liên quan với nó ở mức độ

đảm bảo cho lực phanh cần thiết tỷ lệ với tải trọng trục tác dụng khi phanh

Khi nhả phanh áp suất ở cửa A giảm xuống Piston 18 dới áp lực của khí nén tác động lên nó qua màng 21 từ phía dới mà dịch chuyển lên trên và

tách van 17 ra khỏi đế xả của con đội 19 Khí nén từ cửa B qua lỗ của con đội

và cửa C đi vào khí quyển sau khi đẩy mép cao su 4

1.5.3 Tính kiểm tra bộ điều hoà lực phanh :

Hình 1.13: Sơ đồ tính toán các thông số của bộ điều hoà

a

=

Trong đó p1: áp suất tác dụng lên đỉnh piston

pa: áp suất tác dụng lên màng cao su

Sa: diện tích hiệu dụng của màng cao su

p= 70 969N

4

2 , 4 14 , 3 70

2

=

a)Khi tải trọng tác dụng lên cầu xe nhỏ nhất, áp lực khí nén ở

khoang A đẩy piston dịch chuyển xuống dới cùng, các cánh nghiêng của piston thấp hơn các cánh nghiêng của giá Nên diện tích chịu lực của màng cao su lớn nhất (Smax), do đó tỉ lệ giữa áp suất khí nén ở khoang A và khoang B nhỏ nhất

cos 4

) (

4

áp lực khí nén trong khoang A tác dụng lên piston dịch chuyển mở van nhỏ nhất Các cánh nghiêng của piston cao hơn các cánh nghiêng của giá.

Do đó diện tích chịu lực phía trên và phía dới piston bằng nhau

Do tải trọng thay đổi nên diện tịch chịu lực của màng cao su ở phía dới piston thay đổi theo vị trí của piston, còn diện tích ở phía trên không đổi Nghĩa là tỉ lệ diện tích chịu lực ở phía trên và phía dới thay đổi theo vi trí của piston hay vị trí đòn bẩy

Khi tải trọng lớn nhất thí diện tích chịu lực của màng là Smin

2 2 min