THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CẢI TIẾN HỆ THỐNG PHANH XE UAZ469

Theo bộ phận tiến hành phanh Cơ cấu phanh: - Cơ cấu phanh guốc phanh tang trống - Cơ cấu phanh đai - Cơ cấu phanh đĩa Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh

Lời nói đầu

Cùng với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, công nghệ chế tạo ô tô trên thế giới cũng không ngừng cải tiến và hoàn thiện, đáp ứng yêu cầu của ngời sử dụng và tính kinh tế cao

ở nớc ta ngày càng xuất hiện nhiều các liên doanh sản xuất ô tô với các hãng ô tô nổi tiếng của: Nhật bản, Hoa kỳ, Đức, Italya, Hàn quốc ,… đem lại những tiến bộ nhảy vọt cho nền công nghiệp ô tô nớc ta

Tuy nhiên do điều kiện địa lý, mức thu nhập của ngời dân nên hiện nay một số xe ô tô đợc sản xuất tại Liên xô(cũ), đặc biệt là loại xe UAZ- 469 vẫn đợc sử dụng khá phổ biến trong quân đội, công an, và các vùng miền núi Với giá thành rẻ, thuận tiện khi sử dụng, cũng nh khi sửa chữa Tuy nhiên, nó cũng tồn tại những nhợc điểm: hệ thống phanh xe UAZ- 469 là hệ thống phanh dẫn động một dòng, không có trợ lực, do đó lực bàn đạp lớn, làm giảm tính an toàn của hệ thống phanh, hiệu quả phanh giảm

Ngày nay, loại xe UAZ đã và đang đợc cải tiến hoàn thiện để nâng cao độ tin cậy khi

sử dụng, điều kiện sử dụng ngày càng thoải mái, tiện nghi hơn

Dựa trên sự phát triển về khoa học kỹ thuật và công nghệ ngành ô tô Đờng xá ngày càng tốt hơn, cho phép xe ô tô chạy với tốc độ cao hơn Vì vậy hệ thống phanh cần phải hoàn thiện, tin cậy hơn

Do nớc ta còn sử dụng nhiều xe UAZ đời cũ, với những kiến thức đã đợc tiếp thu trong 5 năm học tại trờng Từ những thực tế trên, em chọn đề tài: “ Thiết kế tính toán cải tiến hệ thống phanh xe UAZ-469 ’’

Chơng I

Tổng quan về hệ thống phanh

1.1 công dụng, phân loại và yêu cầu

1.1.1 Công dụng

- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn sự chuyển động của ô tô Ngoài

ra nó còn có tác dụng giữ cho ô tô đứng yên ở trên đờng có độ dốc nhất định

- Hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao đợc năng suất vận chuyển

- Phanh truyền lực (Phanh tay)

b Theo bộ phận tiến hành phanh (Cơ cấu phanh):

- Cơ cấu phanh guốc (phanh tang trống)

- Cơ cấu phanh đai

- Cơ cấu phanh đĩa

Hệ thống phanh 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 ngặt trong trờng hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô 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 lớn

- Đảm bảo việc phân bố mô men trên các bánh xe phải theo quan hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với bất kỳ cờng độ nào

- Không có hiện tợng tự siết khi phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

- Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng

- Giữ đợc tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe

- Có khả năng phanh ô tô khi đứng trong thời gian dài

1.2 Kết cấu hệ thống phanh

Hệ thống phanh trên ô tô gồm có phanh chính (phanh bánh xe hay thờng gọi là phanh chân) và phanh phụ (phanh truyền lực hay còn gọi là phanh tay) Sở dĩ phải làm cả phanh chính và phanh phụ là để đảm bảo an toàn khi ô tô chuyển động

Hệ thống phanh gồm có hai phần chính: cơ cấu phanh và dẫn động phanh

1.2.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh thờng dùng loại guốc và gần đây sử dụng loại đĩa tơng đối phổ biến

a Cơ cấu phanh guốc

Cơ cấu phanh loại guốc có thể kết cấu theo nhiều dạng khác nhau

b Cơ cấu phanh đĩa

Phanh đĩa ngày càng đợc sử dụng nhiều trên ô tô Có hai loại phanh đĩa: loại đĩa quay

và loại vỏ quay

Loại đĩa quay với các guốc phanh ở phía ngoài có trọng lợng nhỏ, thờng dùng làm phanh tay ở một số ô tô tải

Phanh đĩa có u điểm so với phanh guốc là: áp suất trên bề mặt ma sát của các má phanh giảm và phân bố đều, do đó má phanh ít mòn và mòn đều (ít phải điều chỉnh),

điều kiện làm mát tốt, đảm bảo mô men phanh nh nhau khi tiến cũng nh khi lùi, lực chiếu trục tác dụng lên đĩa đợc cân bằng, có khả năng làm việc với các khe hở bé nên giảm đợc thời gian tác dụng phanh

1.2.2 Dẫn động phanh

a Dẫn động bằng chất lỏng (phanh dầu)

ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các đờng ống Dẫn động chất lỏng có các u điểm sau:

- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo yêu cầu

- Hiệu suất cao

Trong dẫn động hai dòng mà vẫn dùng xilanh chính loại bình thờng nh ở dẫn động một dòng thì sẽ có thêm bộ phận chia.

Bộ phận chia dòng để phân chia dầu tác dụng lên các bánh xe trớc và sau theo các

đờng riêng rẽ với nhau Mục đích để tăng tính an toàn cho xe, vì khi đờng dẫn nào bị hỏng thì đờng dẫn kia vẫn truyền cho các bánh xe khác, và vẫn phanh đợc xe, tuy hiệu quả phanh có kém

b Dẫn động khí nén (phanh khí)

Phanh khí dùng trên xe ô tô và đoàn xe có trọng lợng trung bình và lớn Do áp suất của không khí ít hơn so với áp suất chất lỏng ở phanh dầu ( từ 10->15 lần ) cho nên trọng lợng của dẫn động phanh khí lớn hơn rất nhiều

Hệ thống phanh khí có u điểm là lực tác dụng lên bàn đạp bé, vì vậy nó đợc trang bị cho ô tô tải tải trọng lớn, có khả năng điều khiển hệ thống phanh rơ moóc bằng cách nối hệ thống phanh của rơ moóc với hệ thống phanh của ô tô kéo Dẫn động phanh bằng khí nén đảm bảo chế độ phanh rơ moóc khác ô tô kéo, do đó phanh đoàn xe ổn

định, khi rơ moóc bị tách khỏi ô tô kéo thì rơ moóc bị phanh một cách tự động

Ưu điểm nữa của hệ thống phanh khí là có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển

ô tô và có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc nh hệ thống treo loại khí v.v…

Khuyết điểm của hệ thống phanh khí là số lợng các cụm khá nhiều, kích thớc và trọng lợng chung khá lớn, giá thành cao, độ nhạy kém, nghĩa là thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi ngời lái bắt đầu tác dụng lên khá lớn

1.3 giới thiệu về xe uaz - 469

1.3.1 Giới thiệu chung

uaz - 469 là loại xe do Liên xô sản xuất Đây là loại xe hai cầu, có tính năng việt dã cao, hoạt động tốt trên địa bàn xấu, tuy nhiên vẫn còn nhiều nhợc điểm đặc biệt là lực bàn đạp và hành trình bàn đạp còn quá lớn làm cho ngời lái nhanh mệt mỏi Để đạt

hiệu quả cao, an toàn phải tiến hành cải tiến một số bộ phận trên xe nh: lái, treo,

ô tô chuyển động Phanh chính đợc dẫn động bằng thuỷ lực, một dòng, kết cấu gọn, độ nhạy tốt, cơ cấu phanh dùng phanh guốc, lắp trên tất cả các bánh xe để tận dụng hết lực bám của xe khi phanh

Ưu điểm của hệ thống phanh chính là kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa

Phanh dừng đợc dẫn động bằng cơ khí và điều khiển bằng tay Ưu điểm là phanh dừng xe trong thời gian ngắn, độ tin cậy cao Nhợc điểm là kết cấu phức tạp

4 5 6

9 10

11

12

Hình 1-2: Cơ cấu phanh bánh trớc

Cơ cấu phanh bánh trớc là cơ cấu phanh guốc, hai guốc phanh đợc dẫn động bằng hai xi lanh riêng rẽ và đặt trên hai chốt lệch tâm khác phía, do đó thì hiệu quả phanh tốt, nhng xe chạy lùi thì hiệu quả phanh thấp hơn Nhợc điểm này không quan trọng lắm đối với ô tô có trọng lợng nhỏ, hơn nữa khi ô tô chạy lùi tốc độ cũng thấp cho nên yêu cầu mô men phanh ít hơn

- Trống phanh đợc đúc bằng gang, mặt trong đợc gia công nhẵn để tiếp xúc với tấm

ma sát, trống phanh đợc lắp với moayơ bánh xe Là chi tiết cùng với má phanh tạo ra mô men ma sát, tiêu thụ động năng của xe khi phanh

- Mâm phanh: Đợc chế tạo bằng thép tấm có các lỗ để lắp ghép các chi tiết, đồng thời để bảo vệ các chi tiết bên trong

- Guốc phanh: Đợc chế tạo bằng thép, trên mặt có gia công các lỗ để lắp đinh tán dùng để gắn tấm ma sát lên guốc phanh, đinh tán làm bằng nhuôm, đợc tán thấp hơn

- Lò xo hồi vị: Mỗi cơ cấu phanh trớc có hai lò xo hồi vị để kéo guốc tỳ sát vào đầu píttông của xi lanh bánh xe và tỳ sát vào cam lệch để tâm đảm bảo khe hở cần thiết giữa má phanh và tang trống.

* Cơ cấu phanh sau:

Hình 1-3: Cơ cấu phanh sau

Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh guốc trên hai chốt tựa cùng phía và có cùng chung một xilanh làm việc Cấu tạo cơ cấu phanh sau cơ bản giống cơ cấu phanh trớc, chỉ khác một số điểm sau:

- Má trớc là má siết, má sau là má nhả, để cho má trớc và má sau mòn đều nhau nên má trớc làm dài hơn má sau

- Cả hai chốt tựa cùng nằm ở phía dới

- Mỗi cơ cấu phanh có lò xo chung cho cả guốc trớc và guốc sau

Trong quá trình sử dụng các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ tăng lên, ta phải điều chỉnh lại khe hở này, điều chỉnh khe hở ở phía trên má phanh bằng cách xoay cam lệch tâm 7 và ở phía dới bằng cách xoay chốt lệch tâm Khi điều chỉnh khe hở trên khoảng 0,25mm, khe hở dới khoảng 0,12mm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12 13

* Phanh dừng: Dùng để phanh trên dốc và khi đỗ xe và để phanh xe khi gặp nguy hiểm

c Dẫn động phanh: Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm bàn đạp phanh, xi

lanh chính, cơ cấu phanh, các đờng ống dẫn và các thiết bị nối, các xi lanh công tác ở các bánh xe

* Xi lanh chính:

- Nhiệm vụ của xi lanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu có áp suất cao truyền tới các xi lanh công tác ở các bánh xe

- Thân xi lanh: Đợc đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ cấp dầu và bù dầu,

có lỗ ren để bắt ống nối, đờng kính xi lanh 32 mm

- Píttông: Đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm, có các gờ để lắp gioăng làm kín, đỉnh píttông đợc khoan 8 lỗ nhỏ φ 1,8 mm để dẫn dầu trong hành trình trả

- Bát cao su: Làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển cùng với píttông có tác dụng làm kín dầu có áp suất cao ở hành trình nén

* Xi lanh công tác:

- Đợc đúc bằng gang xám GX 18-36, có đờng kính trong là 32 mm, có lỗ ren M10 để bắt vít xả khí và lỗ ren M12 để lắp đầu nối Xi lanh công tác có tác dụng cùng với píttông nhận lực thông qua phần dẫn động truyền tới guốc phanh

1.3.3 Nguyên lý hoạt động:

Hình 1- 4: nguyên lý hoạt động

- Khi đạp phanh: Ngời lái tác động lên bàn đạp phanh, qua cần đẩy làm cho píttông dịch chuyển sang trái, bát cao su nhanh chóng bịt kín lỗ cất dầu, ép dầu trong xi lanh tạo ra áp suất cao, mở van thuận, dầu có áp suất cao theo đờng ống tới xi lanh công tác thực hiện phanh xe

- Khi thôi phanh: Ngời lái nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vi kéo cần đẩy về vị trí ban

đầu, dầu từ xi lanh bánh xe đợc hồi về xi lanh chính qua van nghịch kết thúc quá trình phanh Tuy nhiên dầu phanh chảy từ xi lanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu trong xi lanh chính giảm nhanh chóng tạo ra độ chân không Kết quả là, dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xi lanh qua cửa vào và dầu từ khoang B qua các lỗ ở đỉnh

píttông làm cong phớt cao su đi vào khoang A Nh vậy khoang A đợc bổ sung dầu tức thời đảm bảo đủ dầu cho lần đạp phanh tiếp theo, điều quan trọng là phải đảm bảo áp suất d 5O – 8O KN/cm2 để tránh lọt khí vào trong đờng ống

+ ChiÒu dµy m¸ phanh 5 mm.

+ TÊm ma s¸t c¬ cÊu phanh tríc:

M¸ phanh tríc vµ m¸ phanh sau: β0 = 1200

Chơng II

Kiểm nghiệm hệ thống phanh xe uaz - 469

2.1 Xác định mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh

Z

G

.L 1

G2

G

G1

+ Z2 = G2 = 1380 KG

+ L = 2,38 m

a,b - Khoảng cách từ toạ độ trọng tâm đến cầu trớc và cầu sau:

)(39,

* Xác định bán kính làm việc trung bình của bánh xe: ký hiệu lốp 8,4 - 15

).25,4 2

d (B

2

15(8,4

2.1.2 Xác định mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh

Mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc độ của xe hoặc dừng hẳn xe với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép

Để tránh hiện tợng trợt lê bánh xe trong quá trình phanh, thì mô men sinh ra ở các bánh xe đợc xác định theo điều kiện bám

a Mô men phanh bánh xe trớc

áp dụng công thức:

bx

1 p1

2

.G

m('

b Mô men phanh bánh xe sau

p p1 ) .rbx

2

.G m (

+hg = 0,5 m - Chiều cao trọng tâm của xe.

+ a = 1,39; b = 0,98 - Các kích thớc toạ độ trọng tâm đến cầu trớc và cầu sau

1 0,6 0,374 = 187,66 (KG.m)2.2 Xác định lực tác dụng lên guốc phanh

2.2.1 Các thông số của cơ cấu phanh

- Đờng kính trống phanh: 280 mm

- Đờng kính xi lanh bánh xe:

2 1

tg

ββ

β

ββ

δ

2sin2

sin2

2cos2

cos

−+

−

=

0 2

1 0

0 2 2

0 sin 2 .cos( )sin

)

ββ

ββ

ββ

ββ

ρ

+

−+

−

= 2.r1(cos 1 cos 2

Trong đó:

+ β0 - góc ôm tấm ma sát

+ β1 góc tính từ tấm chốt quay của guốc đến chỗ tán tấm ma sát

+ β2 = β1 + β0 - góc từ tâm chốt tựa đến cuối tấm ma sát

+ rt - Bán kính của tang trống.

- Từ các công thức trên ta tính đợc:

a Đối với má trớc, má sau của cơ cấu phanh trớc:

118,0140

125180

125

tg

0 0

0

−+

−

=

2

sin2

sin2

2.140cos

2.20

πδ

δ = 5,80

mm

44,1630

120sin)0140020cos(

180

201202sin180

)0140cos020(cos140

+

−+

0 0

140 2 sin 15 2 sin 180

125 2

140 2 cos 15 2 cos

− +

−

δ1 = 6,750

0 0

0 0

0 0

2 0

0

0

125sin)14015

cos(

.180

125 2125

sin180

125

)140cos

+

−+

−

=

ππ

ρ1 = 164 mm

- Má sau:

0,145

120.2sin40

.2

sin180

80 2

120.2cos

0 0

0 0

0

=

−+

−

=π

δ2 cos2.400tg

δ1 = 8,250

mm

15,15180

sin)12040

cos(

.180

80 280

sin180

80

)140cos

0 0

0 0

0 0

2 0

0

0

=+

−+

−

=

ππ

ϕ = 16,690

c Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P  tác dụng lên guốc phanh

để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ở cơ cấu phanh trớc và cơ cấu phanh sau bằng mô men phanh tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe

- Đối với cơ cấu phanh trớc:

42

0,31

0,3163

2μ1

μρ

0

+

=+

=

d Xây dựng họa đồ lực của cơ cấu phanh trớc và phanh sau:

Vì xi lanh nh nhau nên lực P đẩy guốc phanh là nh nhau đối với các guốc phanh

Trên mỗi guốc phanh có 3 lực tác dụng P’ , R’

1,U’

1hoặc P, R2,U2

Từ tâm chốt quay 01, 02 kẻ đờng qua tâm ô ta có các trục Y1 Y1 và Y2 Y2

- Từ tâm 0 kẻ đờng qua vuông góc tơng ứng với các trục Y1 Y1 và Y2 Y2

ta có trục X1 X1 và X2 X2

- Hớng của lực N1 tạo với trục X1 X1 góc δ1

- Hớng của lực N2 tạo với trục X2 X2 góc δ2

- Điểm đặt lực N1và N2 tại có bán kính là p1, p2

- Kẻ vuông góc với N1và N2 tại góc của nó ta có lực T1, T2

- Hợp lực R1, R2 tơng ứng của N1, T1 và N2, T2 tạo với N1, N2 tơng ứng với góc ϕ

- Kéo dài lực P, lực R1 , R2 các lực này cắt nhau 0’ và 0’’ ta nối tới tâm chốt quay má

phanh trớc và sau,ta có các phản lực U1, U2

- Xây dựng đa giác lực bằng cách lấy hai đoạn P = 80 mm để thực hiện lực P ,ta đợc

đa giác lực P , R 1,U 1hoặc P , R 2 ,U 2

- Từ toạ độ lực ta có tỷ số:

+ Đối với cơ cấu phanh trớc:

Hình 2-2: Họa đồ tấm ma sát phanh trớc

1

276

2762

R1

R

=

=

R1 = 2,28 R2

Hình 2-3: Họa đồ tấm ma sát phanh sau

- Đối với cơ cấu phanh trớc, ta có:

2.46,832.r

'p

MR2R1R

,462,28.47,12

3108,4.102

mm1

Y

X X

X 1

X 1

δ1

ϕ1ρ

Hình 2- 4: Họa đồ lc phanh cơ cấu phanh trớc

Hình 2- 5: Họa đồ lc phanh cơ cấu phanh sau

2.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh

2.3.1 Xác định áp suất trong hệ thống phanh:

- Từ hoạ đồ lực ở trên ta đã xác định đợc lực ép cần tác dụng lên guốc phanh trớc và phanh sau:

+ Đối với phanh trớc: P1 = P2 = 412 KG

+ Đối với phanh sau: P1 = P2 = 464 KG

Theo thiết kế thực tế của xe, ta thấy các xi lanh bánh xe có đờng kính nh nhau Do

đó, ta lấy lực P = 464 KG của cơ cấu phanh sau để xác định áp suất trong hệ thống dẫn

động, vì để đảm bảo cho bánh trớc không bị trợt lê

- Lực ép lên guốc phanh:

4i.p

2π.d

+ d = 32 mm - Đờng kính xi lanh bánh xe.

'l.i

.p4

2π.D

50.52

4

23,14.32bd

- Nhận xét: Với áp suất yêu cầu trong hệ thống là pi = 52,3 KG/cm2 thì lực bàn đạp thực tế Qmax = 75 KG > [ Qmax] = 50 KG Do đó, ta thấy hệ thống lực bàn đạp phải lớn thì mới đảm bảo mô men phanh yêu cầu

Để giảm nhẹ lực bàn đạp cho ngời lái, tăng tính an toàn, tăng hiệu quả phanh, khi sử dụng phanh ta cần cải tiến hệ thống phanh cũ, thiết kế trợ lực phanh cho xe này

2.4 Xác định hành trình toàn bộ của bàn đạp phanh

2.4.1 Xác định hành trình píttông của xi lanh bánh xe trớc và sau

c

c a x

x1 = 2 = 2 ( + )( δ + λ )

Trong đó:

+ x1 = x2 - hành trình dịch chuyển của píttông công tác ( mm ).

+ δ = 0,3 - Khe hở trung bình giữa má phanh và trống phanh

+ λ = 1 mm - Độ mòn hớng kính cho phép của má phanh

+ a = 110 mm - Khoảng cách từ tâm trống đến điểm đặt lực P.

+ c = 113 mm - Khoảng cách từ tâm trống đến chỗ cố định của má phanh

mm x

113

) 1 3 , 0 )(

113 110

2

2 2 1

2

2

l

l D

x d x

+ δ = 1,5 mm - Khe hở giữa thanh đẩy với píttông ở xi lanh chính δ = 1,5 mm.

50

300 5

, 1 05 , 1 32

96 , 3 32 2 96 , 3 32

2

2

2 2

Xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô chạy với tốc độ khi bắt

đầu phanh nh sau:

2

.

cm J

L F

g

V G

Σ

Trong đó:

+ G - Trọng lợng toàn bộ ôtô khi đầy tải G = 2350 Kg

+ V0 - Vận tốc của ôtô khi bắt đầu phanh V0 = 50 km/h = 13,89 m/s

.80215,0.14,0.180

.125.205,0.14,0.180

.120

5

2

/ 128 /

10

28 , 1 180

, 0 81 , 9

.

2

89 , 13 2350

cm J

m m KG

2 0

r b

M q

+ MP - M« men phanh cña mét m¸ phanh

+ µ = 0,3 - HÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh

4 2

1

180

125 14 0 05 0 3 0

8 , 67

=

=

, , ,

q,

2 2

4 2

2

180

80 14 0 05 0 3 0

2 , 30

=

=

, , ,

q,

Vậy áp suất má phanh trên bề mặt đều đảm bảo yêu cầu ≤ 2 MN/m2

2.5.3.Tính thời gian làm việc của má phanh theo tỷ số p :

+ M = 1900 KG - Trọng lợng của xe khi đầy tải

+ F∑ = 0,108 m2 - Diện tích toàn bộ các tấm ma sát

1 , 75 / 2 [ ] 2 104 / 2

108 , 0

1900

m KG p

m KG

2.5.4 Tính nhiệt phát ra trong quá trình :

Trong quá trình phanh động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trờng không khí

2 12 − 22 = 0 + 1

Trong đó:

+ G = 2350 KG - Trọng lợng khi xe đầy tải

+ g = 9,81 m/s2

+ v1 = 30 km/h = 8,3 m/s - Vận tốc ban đầu khi phanh

+ v2 = 0 - Vận tốc cuối quá trình phanh

+ m1 = 18 kg - Khối lợng các trống phanh và các chi tiết liên quan bị nung nóng

+ c - Nhiệt dung riêng của các chi tiết bị nung nóng, đối với thép và gang

c = 500J/ KG độ = 50 KG.m/KG độ

+ t0 - Sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trờng không khí.

+ ft - Diện tích làm mát của trống phanh

+ kt - Hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí

+ t - Thời gian phanh

Số hạng thứ nhất ở vế phải của phơng trình trên, là phần năng lợng làm nung nóng trống phanh, còn số hạng thứ hai là phần năng truyền ra không khí Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua

Do đó, ta xác định sự tăng nhiệt độ trống phanh nh sau:

0 ( 12 22) [ ] 150

.

=

c m g

V V G t

t

0 2 9 , 16 [ ] 150

50 18 81 , 9 2

3 , 8

=

t

Nh vậy là đảm bảo yêu cầu

2.5.5 Kiểm tra điều kiện tự xiết :

Hiện tợng tự xiết xảy ra khi má phanh bị áp sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát,

mà không cần tác động của lực P của dẫn động lên guốc phanh

Hiện tợng tự xiết xảy ra khi có điều kiện sau:

C ( cosδ + à p ) - à p = 0

δ

δ à

sin

cos

c p

1 = 164,75 mm; ρ ,,

2 = 151 mm

- ở cơ cấu phanh trớc:

8 , 5 sin 113 4

, 163

8 , 5 cos

, 164

75 , 6 cos 113

0

0 ,

25 , 8 cos

113

0

0 ,,

−

=

à

Ta thấy tất cả các giá trị của à vừa tìm đợc đều khác với giá trị à = 0,3 Vậy hiện tợng

tự siết không xảy ra đối với các cơ cấu phanh

à t

p

r b

−

= ,2. ,2,2 1 ,22

r

b a

+ a , = 140 mm - Là bán kính trong của tang trống

+ b , = 146,8 mm - Là bán kính ngoài của tang trống

+ r - Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a , thì σn và σt đạt đợc giá trị cực đại

Thay các giá trị vào công thức ta đợc:

2 2

2

2 4

10 16 14

, 0

1468 , 0 1 14 , 0 1468 , 0

14 , 0 10

2

2 4

10 6 , 376 14

, 0

1468 , 0 1 14 , 0 1468 , 0

14 , 0 10 16

−

= ,2. ,2,2 1 ,22

r

b a

+ a , = 16 mm - Là bán kính trong của xi lanh

+ b , = 20 mm - Là bán kính ngoài của xi lanh

+ q - là áp suất, lấy bằng pmax = 80 KG/cm2, ứng suất đạt cực trị tại r = a ,= 16mm.

- Thay vào công thức ta đợc:

2 2

2

2

/ 80 6

, 1

2 1 6 , 1 2

6 , 1 80

cm KG

2

2

/ 4 , 364 6

, 1

2 1 6 , 1 2

6 , 1 80

cm KG

+ p = 80 KG/cm2 - áp suất trong đờng ống

+ R = 2,2 mm - Bán kính trong của đờng ống

+ s = 0,8 mm - chiều dày của đờng ống

220 / 2

08 , 0

22 , 0 80

cm KG

σ

Cắt ống bằng mặt phẳng vuông góc với trục ống, thì ứng suất pháp σn tác dụng lên thành vỏ ống phải cân bằng với áp suất của chất lỏng tác dụng lên tiết diện mặt cắt ngang của ống

08 , 0 2

220

2

.

cm KG s

cm KG d

U

n

π τ

+ l = 4 mm - là chiều dài tiếp của chốt với guốc phanh

Ta tính bền chốt của cơ cấu trớc vì chịu lực lớn nhất

Lực tác dụng lên chốt U1 = 1568 KG

2 780 / 2

6 , 1 14 , 3

1568 4

cm KG

τ

2450 / 2

6 , 1 4 , 0

1568

cm KG

- Guốc phanh đợc làm theo hình chữ T, chế tạo bằng thép 40

a Xác định các yếu tố hình học của guốc phanh

1 2 1

.

F F

F Y

Yc 9 , 9 mm

144 150

150 5 ,

144 5

, 132 150

133 150

2

2 ' 1 1

+

=

R

F R F

F F

Rth

+ Bán kính trọng tâm của guốc phanh:

RG = R’

2 = Yc2 = 113 + 9,6 = 122,6 mm

b Kiểm nghiệm bền guốc phanh

Giả thiết lực phân bố đều trên toàn bộ tiết diện guốc phanh

Theo kết quả tính toán phần trớc ta thấy guốc phanh trớc (hoặc sau) của cơ cấu phanh trớc chịu lực lớn nhất Do đó, ta kiểm nghiệm bền cho guốc phanh của cơ cấu trớc Các tác dụng lên guốc phanh đã đợc xác định ở phần trớc:

- Lực tiếp tuyến: T1 = R1 sin16,690 = 607 KG

Với giả thiết lực phân bố đều nên mỗi phần tử sẽ chịu lực là:

2025

0

0 0

607

0

0 0

Trong đó:

+ r = 140 mm - bán kính tang trống

+  = 1200 - góc ôm tấm ma sát

+ Ntb - Lực cắt trung bình tác dụng lên guốc phanh

+ Ttb : Lực trợt trung bình tác dụng lên guốc phanh

O T

U 1 R

P

Hình 2-8: Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh

cos )

sin(

r T r

N P

2 cos 2

sin )

cos(

P

Xác định mô men Mx tại mặt cắt bất kỳ của guốc phanh:

Tại mặt cắt (2-2) ứng với góc B bất kỳ:

Tại điểm 0 có mô men uốn do lực P, lực tổng hợp N và T của lực phân bố Ntb và Ttb

phân bố trên đoạn guốc phanh ứng với góc β

Ta lập đợc phơng trình mô men uốn tại mặt cắt:

Mu = P.d- Ntb.r β.d’+Ttb.r β.d’’

Trong đó: d = a - r.cos (α+β)