Và đảm bảo xe chạy an toàn ở tốc độ cao +phân loại: theo công dụngphanh chính, phanh dừng , phanh chậm , theo kết cấuphanh guôc, phanh đĩa, theo dẫn động dẫn động cơ khí, thủy lực, khí n
Trang 1Bài giới thiệu bảo vệ đồ án tốt nghiệp
Sinh viên thực hiện Đoàn Minh Hiến
Kính thưa thầy chủ tịch hội đồng, kính thưa các thầy giáo trong hội đồng bảo vệ cùng toàn các bạn
Em là: Đoàn Minh Hiến sinh viên khóa 52 lớp ô tô A Sau 5 năm học tập tại đại học bách khoa HN em được giao đề tài tốt TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CHO XE TẢI 8,5 tấn sau đây em xin trình bày về đồ án của mình Đồ án của em gồm có thuyết minh và bản vẽ bản vẽ có 6 bản vẽ A0 và Thuyết Minh gồm có 125 trang được chia thành 5 chương Chương 1 tổng quan hệ thống phanh Chương 2 lựa chọn phương án thiết kế chương 3 tính toán hệ thống phanh Chương 4 quy trình gia công Chương 5 bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh Sau đây em xin trình bày chi tiết nội dung em đã thực hiện được
Chương 1 tổng quan về hệ thống phanh
+ công dụng: hệ thông phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động , dừng hẳn xe ô tô hoặc giữ xe ô tô đứng yên trên đường có 1 độ dốc nhất định Và đảm bảo xe chạy an toàn ở tốc độ cao
+phân loại: theo công dụng(phanh chính, phanh dừng , phanh chậm) , theo kết cấu(phanh guôc, phanh đĩa), theo dẫn động( dẫn động cơ khí, thủy lực, khí nén, liên hợp, có cường hóa)
+theo khả năng điều chỉnh mô men: hệ thống phanh có điều hòa lực phanh +theo khả năng trống bó cứng bánh xe: HTP với bộ chống bó cứng ABS
-YÊU CẦU
+quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
Trang 2+có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh là ngắn nhất khi phanh đột ngột
+phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động +điều khiển nhẹ nhàng, có nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp phanh hay đòn điều khiển không lớn
+ dẫn động có độ nhạy cao
+đảm bảo việc phân bố moomen trên các bánh xe tận dụng hết khả năng bám của bánh xe
+không có hiện tượng tự xiết khi phanh
+cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt
+ có hệ số ma sat giữa trống phanh và các má phanh cao ổn định
+giữ được tỷ lệ thuận giữa trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe
+có khả năng phanh ô tô khi ô tô đỗ trên dốc
CẤU TẠO CHUNG HTP
Hệ Thống Phanh gồm 2 bộ phận chính là cơ cấu phanh và dẫn động phanh
+Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tiêu hao động năng trong quá trình phanh Cơ cấu phanh được bố trí tại các bánh xe nhằm tao ra momen hãm trong quá trình phanh
+dẫn động phanh là tập hợp các chi tiết dung để truyền năng lượng từ cơ cấu điều khiển đến các cơ cấu phanh
Trang 3Cơ Cấu Phanh: được chia làm các loại tang trống (đối xứng trục, dx tâm, cơ cấu tự lựa bơi, guốc phanh tự cường hóa)và phanh đĩa
Dẫn động phanh thì có dẫn động khí nén, thủy lực, liên hợp
CHƯƠNG 2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Lựa chọn cơ cấu phanh Hiện nay các xe chủ yếu sư dụng 2 loại hệ thống phanh là phanh đĩa và phanh guốc
Phanh đĩa
Có khả năng thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát ổn định, đơn giản gọn nhẹ dễ bố trí Nhược điểm là khó tránh được bụi bẩn, lực phanh sinh ra tại các cơ cấu phanh đĩa
là không lớn nên chỉ phù hợp dùng cho xe con hoặc xe có tải trọng nhỏ
Phanh guốc: có nhược điểm là áp suất tác dụng lên má phanh ko đều tuy nhiên ta lại có thể bố trí má phanh có diện tích bề mặt lớn nên cơ cấu phanh này có thể cho
ta mô men lớn mà ko sợ hỏng má phanh Và cơ cấu phanh này có thể tránh khỏi bụi bẩn do được tang trống bao kín
Do xe em thiết kế là xe 8,5 tấn có tải trọng lớn, làm việc trong môi trường nhiều bụi bẩn và yêu cầu về độ an toàn là cao thời gian sử dụng là liên tục và để đảm bảo tạo ra mo men phanh lớn và ổn định em chọn cơ cấu phanh guốc như trên hình vẽ cơ cấu phanh của em gồm có các chi tiết…
Lựa chọn phương án dẫn động
+dẫn động thủy lực: thường dùng trên xe có khối lượng nhỏ.kết cấu đơn giản dễ bố trí, độ nhạy cao nhưng tỷ số truyền không lớn, và hiệu suất giảm khi nhiệt độ thay
Trang 4+ dẫn động khí nén: lực tác dung lên bàn đạp rất nhỏ mà vẫn tạo được lực tác dụng lớn nhưng độ nhạy kém, và có nhiều chi tiết
+ dẫn đông liên hợp khắc phục cả 2 vấn đề PA B, tạo được mo men phan lớn mà phanh thủy lực không thực hiện được, và điều khiển nhẹ nhàng, có độ nhạy cao Tuy nhiên hệ thống khá phức tạp bất tiện trong quá trình bảo dưỡng và có giá thành cao
ở đây em đưa ra 3 phương án thiết kế dẫn động
phương án A là dẫn động phanh khí nén 2 dòng cho xe tải cỡ nhỏ,
phương án B là dẫn động liên hợp khắc phục được nhược điểm của cả hệ thống phanh khí nén và thủy lực
phương án C là dẫn động khí nén cho xe tải cỡ lớn, vì xe tải là 8 tấn nên em lựa chọn phương án C đảm bảo lực tác dụng nhẹ nhàng trong quá trình phanh, và dùng bầu phanh tích năng trong quá trình đỗ xe
Do thiết kế hệ thống phanh gồm phanh tang trống và chợ lực khí nén Nên em chọn
xe tham khảo là xe HyunDai HD170 do Trường Hải auto lắp giáp và phân phối
Có chiều dài cơ sở: 5,58m
Trọng lượng bản than: 85000N
Trọng lượng toàn bộ là: 164000N
Trong quá trình tính toán thì em tính toán cơ cấu phanh, tính bền 1 số chi tiết, và tính toán hệ thống dẫn động phanh
Trang 5Trong phần tính toán cơ cấu phanh:
+ tính toán momen phanh yêu cầu ở cầu trước và cầu sau của xe
+sau đó xác định các thông số góc ôm tấm ma sat từ đó xác định vị trí của tấm ma sát Chốt phanh, cam phanh và bán kính của tang trống
+và các góc để xây dựng họa đồ lực phanh từ họa đồ em tính được các lực tại cam phanh, guốc phanh, chốt phanh
+tiếp đến kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh và hệ thống phanh em thiết
kế không có hiện tượng tự xiết
+tiếp đến em xác định kích thước guốc phanh(dựa theo xe tham khảo)như là độ dày má phanh, bề rộng má phanh …và tính được công ma sát riêng, áp suất bề mặt
và kiểm tra nhiệt cho trống phanh
-về phần tính bền các chi tiết cơ bản
+tính bền trống phanh: do trống phanh thường xuyên chịu áp lực nên cần tính toán đảm bảo điều kiện bền để an toàn trong quá trình sử dụng tính toán theo điều kiện chịu áp lực lớn nhất dựa vào momen phanh sinh ra trên cầu trước em tính ứng suất tương đương và so sánh với vật liệu chế tạo trống phanh là gang CH18-36 thì trống phanh đủ bền
+tính bền chốt phanh chốt phanh: chốt phanh được chọn theo xe tham khảo , chốt phanh là loại chốt có bạc lệc tâm,chốt phanh chịu các lực tác dụng ứng suất cắt và ứng suất dập làm bằng thép em dựa vào lực U tác dụng lên chốt để tính
+tính bền guốc phanh Guốc phanh chịu nhiều lực tác dụng và phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao thì em coi guốc phanh là mặt cắt chữ T từ đó tính bền tại các điểm nguy hiểm và guốc phanh làm bằng thép C40
Trang 6- Về phần dẫn động
+tính toán bầu phanh trước em tính được đường kính bầu phanh, diện tích bao kín bầu phanh và đường kính bao của bầu phanh
++Nguyên lý: khi không phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị màng cao su ở
vị trí như trên Khi phan dưới tác dụng của khí nén màng cao su dịch chuyển thực hiện xoay cam phanh và quá trình phanh bắt đầu
+ tính toán bầu phanh sau: em tính đường kính của màng phanh diện tích của bầu phanh và đường kính bao của bầu phanh, và do bầu phanh là bầu tích năng nên em tính thêm lực ép tích lũy trong lò xo
++ ở trạng thái ban đầu chưa có khí nén dưới tác dụng của bầu phanh tích năng lò xo đẩy ống đẩy màng về bên phải thực hiện quá trình phanh Đây là trạng thái khi xe đỗ
++ khi xe nổ máy ko phanh , máy nén khí có áp suất được cấp vào khoang đẩy pitong tích năng lại bên trái, lò xo hồi vị đẩy màng dịch chuyển sang bên phải cam phanh về vị trí nhả phanh bánh xe lăn trơn
++khi dùng phanh chân van phân phối mở đưa khí đến khoang dưới đẩy màng cao su và quay cam phanh thực hiện quá trình phanh
+Tính toán lượng khí nén: dựa vào lượng khí tiêu thụ trong mỗi lần phanh
và máy nén khí của xe tham khảo em tính toán xem máy nén khí có đảm bảo lượn khí nén ko?
+tính toán van phân phối: dựa vào sơ đồ tính toán và các thông số xe tham khảo em tính toán kích thước của buồng trên và buồng dưới của van phân phối đảm bảo lực bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép
Trang 7++ khi không phanh :lò xo 5 , 11 giữ cho các van đóng kín cửa nạp khí từ bình đến bị chặn lại khí tại BD có áp suất bằng áp suất khí quyển do thông với khí trời.các bầu phanh ở trạng thái lăn trơn
++ khi phanh bàn đạp phanh quay chốt cố định ép cốc khắc phục khe hở tự do bích chặn lò xo tỳ lên pitong trên Ban đầu đế van trong tiếp xúc với mặt van 12 đường khí từ B ra khí quyển bị đóng lại, sau đó đế van trong tiếp tục đi xuống tách đế ngoài của van khỏi mặt van 12 , van nạp bắt đầu mở khí nén từ A ->B và đến bầu phanh sau Đồng thời ở cạnh B có khe hở thông với mặt dưới của pittong đẩy pittong dưới đi xuống đóng van xả lại và mở van nạp từ khí nén đi đến bầu trước ++khi phanh đột ngột đạp mạnh 2 van đều được đóng bằng ty đẩy vì khí nén chưa kịp qua lỗ B để đóng pitong1
++ tính chép hình: ở B có 1 lỗ nhỏ thông với mặt dưới của pittong trên áp suất khí nén cùng chiều với lực đẩy cảu lò xo tạo cảm giác nặng cho người lái
Về bản vẽ chi tiết thì em vẽ các chi tiết là đế đỡ, đến van , trục cam và ty đẩy
Về bản vẽ công nghệ Em lựa chon gia công chi tiết đế đỡ Quy trình gia công chi tiết gồm có 6 nguyên công
+ nguyên công 1 là nguyên công đúc phôi
+ nguyên công 2 Khoả mặt đầu, tiện trụ lớn, tiện rãnh,
tiện bậc, vát mép
+ nguyên công 3Cắt rời chi tiết
+nguyên công 4: lượn mép
+nguyên công 5 vát mép
+nguyên công 6: kiểm tra độ song song giữa mặt bên với tâm sao cho không vượt quá 0,005 mm
Trang 8H h ng: ư hỏng: ỏng: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH
5.1 Hướng dẫn sử dụng
Hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng đảm bảo an toàn chuyển động của xe ôtô do vậy nó phải được chú ý tới nhiều trong quá trình vận hành và sử dụng Và người lái phải có am hiểu về hoạt động của hệ thống phanh và các dấu hiệu hư hỏng của hệ thống phanh để có những biện pháp sử lí hợp lí nếu có dấu hiệu hư hỏng xảy ra Thậm chí người lái phải dừng xe nếu hệ thống phanh hư hỏng nghiêm trọng, nếu không sử lí thông minh có thể gây ra tai nạn nghiêm trọng Đối với hệ thống phanh khí nén thì trước khi cho xe khởi hành thì phải đợi cho máy nén khí hoạt động một lúc để nạp khí nén vào bình chứa khí nén cho tới áp suất đạt 0,7 – 0,75 Mpa thì bộ điều chỉnh áp suất sẽ ngắt máy nén khí ra khỏ hệ thống khí đó máy nén khí chạy không tải Khi áp suất khí nén trong hệ thống giảm xuống đến 0,62 – 0,65 Mpa bộ điều chỉnh áp suất lại nối máy nén khí với hệ thống
và tiếp tục cung cấp khí nén cho hệ thống
Trong khi sử dụng hệ thống phanh cũng như hệ thống nào trên xe ô tô thì không nên đột ngột tác dụng lực vào hệ thống Hệ thống phanh cũng như vậy không nên tác dụng đột ngột lên phanh chân hay phanh tay làm cho xe bị giật và làm cho bị lết bánh xe dẫn đến mòn lốp không đều và hiệu quả phanh không cao
Do đặc điểm hệ thống phanh là dẫn động bằng khí nén và dòng khì có áp suất cao là do máy nén khí cung cấp do vậy mà khi xuống dốc hay trong trưòng hợp nào đó không được phép tắt máy vì như vậy thì sẽ làm cho máy nén khí không làm việc đồng thời làm cho toàn bộ hệ thống dẫn động khí nén ngừng làm việc gây tụt áp suất khí nén trong bình khí nén gây hậu quả khôn lường Khi xe bị hỏng cần kéo xe bằng cáp cứng và lúc đó hệ thống phanh không làm việc được Không giật mạnh phanh tay khi xe chưa dừng hẳn gây nguy hiểm
Trang 9Khi bảo dưỡng hay sửa chữa hệ thống phanh tuyệt đối không để dính dầu phanh vào mắt và da thịt vì trong dầu phanh có các hoá chất ảnh hưởng tới sức khoẻ và hệ tiêu hoá của con người
5.2 Những hư hỏng thường gặp trong quá trình sử dụng
Các hư hỏng trong hệ thống phanh rất đa dạng, chúng ta có thể chia các hư hỏng theo kết cấu của cơ cấu phanh và hư hỏng trong dẫn động điều khiển phanh
Hệ thống phanh khí nén rất cồng kềnh và nhiều bộ phận, chi tiết do đó hư hỏng hệ thống phanh là không thể tránh khỏi Cụ thể:
5.2.1 Hư hỏng cơ cấu phanh
Mòn các cơ cấu phanh
Quá trình phanh xảy ra trong cơ cấu phanh được thực hiện nhờ ma sát giữa phần quay và phần không quay Vì vậy sự mài mòn các chi tiết của má phanh và trống phanh là không thể tránh khỏi Trong quá trình sử dụng sự mài mòn giữa trống phanh và má phanh càng lớn Sự mài mòn này làm tăng kích thước bề mặt làm việc của tang trống, giảm chiều dà má phanh, tức là làm tăng khe hở giữa má phanh và trống phanh khi không phanh Thời gian chậm tác dụng cũng tăng lên dẫn tới hậu quả là quãng đường phanh tăng lên, tăng thời gian phanh giảm gia tốc chậm dần trung bình của ôtô Đồng thời làm cho người lái phải tập trung cao độ xử
lý trước các tình huống khi phanh và sẽ nhanh chóng mệt mỏi
Sự mài mòn quá mức của má phanh có thể dẫn tới bong tróc liên kết đinh tán giữa má phanh và guốc phanh, má phanh có thể rơi vào không gian làm việc giữa má phanh và tang trống, gây kẹt cứng cơ cấu phanh
Trang 10Sự mài mòn tang trống có thể xảy ra theo các dạng: bị cào xước lớn trên bề mặt ma sát của tang trống và làm biến động lớn mô men phanh, gây méo tang trống khi phanh và có thể nứt tang trông do chịu tải quá lớn
Sự mài mòn các cơ cấu phanh thường xảy ra:
- Mòn đều giữa các cơ cấu phanh, khi phanh hiệu quả phanh sẽ giảm
- Mòn không đều giữa các cơ cấu phanh, hiệu quả phanh giảm mạnh, ôtô bị lệch hướng chuyển động
Mất ma sát trong cơ cấu phanh
Các cơ cấu phanh ngày nay thường dùng ma sát khô, vì vậy khi bề mặt ma sát
bị dính dầu hoặc bị nước vào thì hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh và tang trống sẽ giảm tức là giảm mô men phanh sinh ra Trong trường hợp này hành trình bàn đạp phanh không tăng, nhưng lực trên bàn đạp dù có tăng cũng không tăng đáng kể mô men phanh sinh ra
Bó kẹt cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh cần thiết phải tạo cho bánh xe lăn trơn khi không phanh Trong một số trường hợp cơ cấu phanh bị bó kẹt do: bong tấm ma sát guốc phanh, hư hỏng các cơ cấu hồi vị trong cơ cấu phanh do điều chỉnh không đúng hoặc vật lạ rơi vào không gian làm việc … sự bó kẹt cơ cấu phanh còn có thể xẩy ra trên cơ cấu phanh có phanh tay và phanh chân làm việc chung trong cùng một cơ cấu phanh Khi có hiện tượng này có thể phát hiện thông qua sự lăn trơn của ôtô hay kích bánh xe lăn trơn, qua tiếng chạm phát ra từ cơ cấu phanh
Trang 115.2.2 Hư hỏng dẫn động điều khiển phanh
Các hư hỏng trong dẫn động điều khiển phanh là rất đa dạng dẫn động phanh khí nén đòi hỏi độ kín khít là rất cao do vậy hư hỏng phổ biến là rò rỉ khí nén ở tất
cả mọi nơi trên hệ thống
Máy nén khí và van điều áp có các hư hỏng sau
Mòn hỏng bộ bạc hoặc bi trục khuỷu + Thiếu dầu bôi trơn
+ Mòn, hở van một chiều + Trùng dây dai kéo
+ Kẹt van điều áp của hệ thống + Mòn buồng nén khí: Vòng găng piston xi lanh
Đường ống và bình chứa khí nén
+ Tắc đường ống dẫn + Dầu và nước đọng lại bình chứa khí nén
Van phân phối, van ba ngả, các dầu nối
+ Kẹt các van làm mất hiệu quả dẫn khí + Nát hỏng các màng cao su
+ Sai lệch vị trí làm việc
Cụm bầu phanh tại các bánh xe
+ Thủng các bát cao su + Gẫy là xo hồi vị bát cao su + Sai lệch vị trí làm việc
Cam quay cơ cấu phanh
+ Bó kẹt các cơ cấu do va chạm hay khô mỡ bôi trơn + Sai lệch vị trí liên kết
+ Mòn hỏng biên dạng cam
Trang 125.3.Kiểm tra bảo dưỡng sửa chữa tháo lắp hệ thống phanh khí nén
5.3.1Các dấu hiệu chẩn đoán
Qua phân tích kể trên các hư hỏng của hệ thống phanh có thể dẫn tới các thông
số biểu hiện kết cấu chung như sau
Giảm hiệu quả phanh quãng đường phanh tăng, gia tốc chậm dần nhỏ, thời gian phanh dài
Lực phanh, hay mô men phanh ở bánh xe không đảm bảo
Tăng hành trình tự do bành đạp phanh
Phanh trên đường thẳng nhưng xe bị lệch hướng chuyển động
Không lăn trơn khi xe chuyển động
Xe bị lệch sang một bên khi phanh
Bàn đạp phanh nhẹ
Phanh ăn kém phải đạp mạnh bàn đạp phanh
Có tiếng kêu to khi phanh
5.3.2Kiểm tra sửa chữa
Tang trống
Kiểm tra xem mặt trong của tang trống có bị xước mòn, mòn lệch hay không nếu có cần sửa chữa hoặc thay thế
Đo đường kính trong tang trống vượt quá giá trị cho phép thì thay thế
Sửa mặt trong tang trống hoặc thay tang trống
Xem má phanh có bị mòn không nếu mòn thì thay thế
Cần già lại má phanh trước khi lắp, tuyệt đối không để dầu dính vào tang trống
Guốc Phanh
Guốc phanh có hư hỏng cong vênh má phanh bị vỡ bong tróc , mòn lệch không, dính dầu không nếu có thay thế