Thiết kế hệ thống phanh trên xe tải

- Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu của cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là : Các phần tử 1.4.1.1 Loại phanh trống –

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Nền kinh tế nước ta ngày càng hội nhập sâu với nền kinh tế thế giới Nhu cầu chuyển tải, vận chuyển hàng hóa và con người ngày càng tăng cao và tăng dần theo từng năm Để đáp ứng nhu cầu đó thì ngành giao thông vận tải phải có đủ sức và có đủtầm, có chiến lượt vận tải đa dạng từ đường sắt, đường bộ, đường biển lẫn đường hàngkhông mới có thể lưu thông hàng hóa, con người trong nền kinh tế thị trường Làm

nghệ cao.Trong các dạng vận tải thì vận tải đường bộ đóng vai trò quan trọng, xuyên suốt và có tính cơ động cao đáp ứng mọi điều kiện trong nền kinh tế.

Làm được điều này thì các phương tiện vận tải đường bộ (chủ yếu là xe ô tô) phải được thiết kế tốt nhất có thể để vận tải Các cán bộ kĩ sư trong ngành phải được đào tạo bài bản và trang bị kĩ năng thực tế và tiếp thu công nghệ thế giới mới đáp ứng được yêu cầu của vận tải ngày càng tăng Đang là sinh viên em được nhận nhiệm vụ thực hiện đồ án”Thiết kế ô tô”.Mà cụ thể là ‘tính toán thiết kế hệ thống phanh ô tô’ củatrường Đại Học Bách Khoa-Đại Học Đà Nẵng

Nhu cầu vận chuyển ngày càng tăng thì tốc độ ô tô ngày phải càng cao, vì vậy

để đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa thì hệ thống phanh trên ô tô cực kì quan trọng và rất cần thiết

Với các kiến thức đã học và kiến thức thực tế cùng sự hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn TS Lê Văn Tụy đã giúp em hoàn thành đồ án trong thời gian quy định Tuynhiên trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi sai sót mong thầy(cô) chỉ dẫn thêm

để những đồ án sau được hoàn thiện hơn

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Tụy cùng các thầy cô giáotrong bộ môn và các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này

Huế, ngày 18 tháng 09 năm 2013.

Sinh viên thực hiện

- Với công dụng như vậy hệ thống phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng Nóđảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc Nhờ đó mới

có khả năng phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và khả năng vậnchuyển của ôtô

+Phanh ở trục truyền động (sau hộp số)

• Theo kết cấu phanh mà ta chia ra:

du lịch và xe tải nhỏ

+ Dẫn động phanh bằng khí nén( phanh khí): Dùng trên các loại xe tải vừa và nặng, xe khách, ngoài ra còn dùng trên các loại xe kéo đoàn xe (xe kéo sơ- mi -rơ móc)

+ Dẫn động phanh liên hợp thủy khí: Dùng trên các loại ô tô, đoàn xe có tải trọng lớn và rất lớn

1 2 3

1

3 4

6 7 8 9

5 1

2 3

a) b) c)

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.

a).Phanh guốc: 1- Chiều lực tác dụng, 2- Má phanh, 3- Tang trống.

b) Phanh đĩa: 1- Chiều lực tác dụng, 2- Mà phanh, 3- Đĩa phanh.

c) Phanh dải: 1,5- Chắn bảo vệ, 2,6- Đĩa phanh, 3,8- Khớp quay, 7- Cần kéo,

9- Lò xo, 4- Tang trống.

1.3.Yêu cầu:

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau :

• Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp đó là:+ Quảng đường phanh ngắn nhất

+ Thời gian phanh nhỏ nhất

+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh

• Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh

+ Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hay đònđiều khiển phải nhỏ

• Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

• Đảm bảo việc phân bố moment phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

• Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết

• Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt

• Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng

• Giử được tỉ lệ thuân giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra

ở cơ cấu phanh

• Hệ thống phải có độ tin cậy, đồ bền và tuổi thọ cao

• Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc, bảo dưỡng

1.4. Kết cấu hệ thống phanh chính trên ô tô:

Ðể thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu chính sau:

- Cơ cấu phanh : Là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản Trong quá trình phanh động năng của ôtô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán

ra môi trường bên ngoài

- Dẫn động phanh : Ðể điều khiển cơ cấu phanh

- Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý

ma sát, kết cấu của cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là : Các phần tử

1.4.1.1 Loại phanh trống – guốc.

Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:

- Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe

- Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh)

- Mâm phanh: Là một đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp đặt và định

vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh

- Cơ cấu ép: Khi phanh cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động,

sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo

ra lực ma sát để phanh bánh xe lại

- Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,2÷0,4)mm để cho phanh nhả được hoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ không khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng Để tránh những hậu quả xấu đó, phải

có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh

Có hai phương pháp để điều chỉnh: Điều chỉnh bằng tay và tự động

P1

P1

fN1 N1

P2 b N1 rb

fN1

2 rb N b P2

2 fN

fN

1 N1 P1

2 b N

1

1 fN N

1 P

b r N

b 2

fN2

Hình 1.2 Sơ đồ các cơ cấu phanh thông dụng loại trống guốc và lực tác dụng.

a - Ép bằng cam; b - Ép bằng xi lanh thủy lực kép; c - Hai xi lanh ép, guốc phanh một bậc tự do; d- Hai xi lanh ép, guốc phanh hai bậc tự do; e- Cơ cấu

phanh tự cường hóa.

Trong đó: P, P1, P2: Lực xylanh dẫn động guốc phanh N1, N2: Áp lực pháptuyến tác dụng lên guốc phanh fN1, fN2: Lực ma sát rt: Bán kính tang trống

Các sơ đồ này khác nhau ở chỗ:

- Dạng và số lượng cơ cấu ép

- Số bậc tự do của các guốc phanh

- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép và

do vậy khác nhau ở:

+Hiệu quả làm việc

+ Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc

+Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe

+ Mức độ phức tạp của kết cấu

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sửdụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là: Tính thuậnnghịch (đảo chiều), tính cân bằng và hệ số hiệu quả

- Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh

do nó tạo ra không phụ thuộc chiều quay của trống, tức là chiều chuyển động củaôtô - máy kéo

- Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từguốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụnglên cụm ổ trục của bánh xe

- Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra và tíchcủa lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (mômen của lực dẫn động)

1.4.1.2 Loại phanh đĩa.

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch

Phanh đĩa có các loại : Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay vàvòng ma sát quay

Ðĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rãnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hayghép hai kim loại khác nhau

Phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau :

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều và ítphải điều chỉnh

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở, có khả năng làm việcvới khe hở nhỏ (0,05÷0,15)mm nên rất nhạy, giảm được thời gian chậm tác dụng vàcho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

Phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là :

- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước

2

Hình 1.3 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp tỳ động

1

Hình 1.4 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp cố định.

1 Má phanh; 2 Má kẹp; 3.piston; 4 Vòng làm kín; 5 Đĩa phanh.

1.4.1.3 Loại phanh dải.

Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích Vì nó dùng phối hợp với ly hợp chuyển hướng tạo được một kết nối rất đơn giản và gọn

Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương pháp nối đầu dải phanh và do đókhác nhau ở hiệu quả phanh

- Phanh dải đơn giản không tự siết: Khi tác dụng lực, cả hai đầu dải phanhđược rút lên siết vào trống phanh Ưu điểm của loại này là phanh êm dịu, hiệu quảphanh không phụ thuộc chiều quay Nhược điểm là hiệu quả phanh không cao

- Phanh dải đơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một đầu được nối cố định nênhiệu quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần Tuy vậy khiphanh thường dễ bị giật, không êm

- Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thìhiệu quả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết

- Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự siết,nhưng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay

Tất cả các loại phanh dải đều có nhược điểm là áp suất trên bề mặt ma sát phân

bố không đều Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hướng kính tác dụng lên trục lớn

- Ðối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người ta sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là : thủy lực và khí nén.

- Dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng, vì : Hiệu suất thấp (η =0,4– 0,6)và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe

- Dẫn động điện chỉ dùng cho đoàn xe kéo moóc, nhưng cũng rất hiếm Trên các xe và đoàn xe tải trọng lớn và rất lớn, sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí

- Dẫn động thủy lực hầu như không dung cho máy kéo nhưng lại thường dùng

để dẫn động phanh của rơ móc kéo sau Trên các máy kéo cở lớn thường sữ dụng đẫn động khí nén

- Dẫn động phanh làm việc với mục đích tăng độ tin cậy, vì vậy cần có ít nhất

là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng cònlại vẫn làm việc được với một hiệu quả nhất định nào đó Hiện nay phổ biến nhất làcác dẫn động với hai dòng với sơ đồ phân dòng như hình 1-5

- Để phân chia các dòng có thể sử dụng bộ phận điều khiển kép như: Tổng vankhí nén hai khoang, xi lanh kép hay một bộ chia

5 3

Hình 1.5 Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh.

2,3 – Các bánh xe trước, sau; 4,5 – Các dòng dẫn động.

- Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dòngphải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính :

+ Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

+ Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

+ Mức độ phức tạp của dòng dẫn động

- Thường sử dụng nhất là sơ đồ hình (1-5a ) sơ đồ phân dòng theo yêu cầu Ðây là sơ đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước

- Khi dùng các sơ đồ hình (1-5b, c và d ) sơ đồ phân dòng chéo, sơ đồ phân 2 dòng cho cầu trước, 1 dòng cho cầu sau và sơ đồ phân dòng chéo cho cầu sau 2 dòng cho cầu trước thì hiệu quả phanh giảm ít hơn Hiệu quả phanh đảm bảo khôngthấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó Tuy vậy khi dùng sơ đồ hình (1-5b và d) lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng

- Sơ đồ (hình 1-5e) là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất

a Ưu nhược điểm:

 Ưu điểm:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2- 0,4s)

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫnđộng chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh

- Hiệu suất cao (η = 0,8 – 0,9)

- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành thấp

- Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại:

- Dẫn động tác động trực tiếp : Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằng lực tác dụng người lái

- Dẫn động tác động gián tiếp : Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lựcngười lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng : Lực tác dụng lên cơ cấu phanh là

áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực Người lái chỉ điều khiến các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến cơ cấu phanh tùy theo cường độ phanh yêu cầu

* Sơ đồ dẫn động phanh tác động trực tiếp

Hình 1.6 Dẫn động phanh thủy lực tác động trực tiếp.

1,8 - Xylanh bánh xe; 3,4 - Piston trong xylanh chính; 2,7 - Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 5 - Bàn đạp phanh; 6 - Xylanh chính.

* Sơ đồ dẫn động phanh tác động gián tiếp

Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân không:

- Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trongđường nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quảtrợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thíchhợp với các xe có động cơ xăng cao tốc.

Hình 1.7 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không.

1,2 Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe; 3 Xylanh chính;

4 Ðường nạp động cơ(hoặc bơm chân không); 5 Bàn đạp; 6 Lọc;

7 Van chân không;8 Cần đẩy; 9 Van không khí;10 Vòng cao su của cơ cấu

tỷ lệ;11 Màng ( hoặc piston ) trợ lực;12 Bầu trợ lực chân không.

Nguyên lý làm việc:

Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm van chân không 7 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A Độ chênh áp suất giửa hai khoang A, B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston( màng) của bầutrợ lực, và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên piston trong xi lanh chính 3, ép theo các ống dẫn 1, 2 đi đến các xi lanh các bánh xe để thực hiện quá trình phanh

Khi nhả phanh van chân không 7 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không Vì vậy không có lực tác dụng vào piston trong xi lanh chính nên dầu từ các xi lanh bánh xe sẽ hồi về lại bình chứa theo các đường ống dẫn 1,2

Khi lực phanh đạt giá trị cực đại thì van không khí mở hoàn toàn và độ chênh

áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị max

1 Bàn đạp; 2 Ðòn đẩy; 3 Cụm van khí nén; 4 Bình chứa khí nén

5 Xylanh lực; 6 Xylanh chính; 7 Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe;

8 Xylanh bánh xe; 9 Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe;10 Xylanh bánh xe

Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ tích năng:

Sơ đồ:

Hình 1.9 Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.

1 Bàn đạp; 2 Xylanh chính; 3, 4 Van phanh; 5,6 Xylanh bánh xe;

7 Bộ tích năng; 8 Bộ điều chỉnh tự động kiểu áp suất rơle;

9 Bộ tích năng; 10 Van an toàn; 11 Bơm

Nguyên lý làm việc:

Trên các ô tô tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm và các bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xa nhờ dẫn động thủy lực hai dòng với xylanh chính 2 Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và 4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xylanh bánh xe 5 và 6 Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng cao Bộ điều chỉnh tự động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho hệ thống khỏi bị quá tải

1.4.2.3 Dẫn động khí nén.

a Ưu nhược điểm:

 Ưu điểm:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn

có thể làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm)

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau,như : phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động.

 Nhược điểm:

- Ðộ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơncủa chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới (10-15) lần Nên kích thước

và khối lượng của dẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

b Phạm vi sử dụng.

Với các đặc điểm đó, dẫn động khí nén hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các ô tô máy kéo cở trung bình và lớn, cũng như các đoàn xe kéo rơ móc

c Các sơ đồ chính.

Dẫn động phanh khí nén có 3 sơ đồ điển hình, tương ứng với 3 trường hợp là:

- Xe ô tô đơn không kéo móc

- Xe kéo móc dẫn động phanh rơ móc một đường

- Xe kéo móc dẫn động phanh rơ móc hai đường

Ở đây chỉ giới thiệu sơ đồ phanh khí nén xe ô tô đơn không kéo móc:

8 7

6 5 4 3 2 1

Hình 1.10 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén ô tô đơn.

1 - Máy nén khí; 2 Van an toàn; 3 Bộ điều chỉnh áp suất;

4 Bộ lắng lọc và tách ẩm; 5 Van bảo vệ kép; 6,10 Các bình chứa khí nén;

7,9 Các bầu phanh; 8 Tổng van phân phối

Nguyên lý làm việc:

Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, tổng van phân phối làm việc cắt đường thông các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các bầu phanh 7, 9, tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại

Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trang thái ban đầu dưới tác dụng của lò xo hồi vị

Chương 2: TÍNH MÔMEN PHANH YÊU CẦU

 Số liệu cho trước:

Chiều cao trọng tâm khi đầy tải 700 [mm]

Hình 2.1 Các lực tác dụng lên ô tô khi đứng yên trên đường nằm ngang.

Trong đó:

a,b : Khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe trước và sau

G: Trọng lượng toàn bộ xe

L0: Chiều dài cơ sở của xe

Z1, Z2: Phản lực pháp tuyến từ mặt đường tác dụng lên bánh xe trước và sau hg: Chiều cao trọng tâm của xe

O: Trọng tâm xe

 Xét ô tô đứng yên trên đường nằm ngang

- Viết phương trình cân bằng mômen tại tại O1:

0 0

2 L −G a=

Z

Từ đó suy ra: G

L Z

=

(2.1)Với: Z2 = 2100 [KG] = 20601 [N] [Theo đề]

L0 = 1800 [mm] = 1,8 [m] [Theo đề]

G = 3000 [KG] = 29430 [N] [Theo đề]

Thay các giá trị vào (2.1) ta được:

[ ]m

29430

8,1

20601 =

=

Ta có:

b a

(2.2) Suy ra

][54,026,18,1

Hình 2.2: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh.

Khi phanh sẽ có các lực tác dụng lên xe:

+ Trọng lượng toàn bộ ô tô G đặt tại trong tâm của xe

+ Lực cản lăn tác dụng lên bánh trước và bánh sau Pf1 và Pf2

+ Phản lực thẳng góc tác dụng lên các bánh xe trước và sau ZP1 và ZP2

+ Lực phanh tác dụng lên các bánh xe trước và các bánh xe sau Pp1 và Pp2.+ Lực cản không khí Pω

+ Lực quán tính Pj sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần

Ở đây lực phanh Pp1 và Pp2 đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường vàngược chiều với chiều chuyển động ô tô, còn lực quán tính Pj đặt tại trọng tâm vàcùng chiều với chuyển động cử ô tô

- Lực quán tính Pj được xác định theo biều thức sau:

jp – Gia tốc chậm dần khi phanh.

- Khi phanh thì lực cản không khí Pω và lực cản lăn Pf1 và Pf2 không đáng

kể, có thể bỏ qua Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1,5 – 2% Khi đóphương trình cân bằng lực khi xe phanh theo phương song song với mặtđường là:

Pj=Pp1+Pp2 (2.4)

Để sử dụng hết trọng lượng bám của ô tô thì cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh

xe trước và sau và lực phanh lớn nhất đối với toàn bộ xe là:

Pjmax = G.ϕ (2.5)

Trong đó: ϕ là hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường khi xe phanh khẩn cấp.Với hệ thống phanh không có trang bị hệ thống kiểm soát và điều chỉnh độ trượt bánh xe( ABS hay EBS) thì hệ số bám khi phanh khẩn cấp chỉ có thể đạt

max max j

0

2

) (

L

hg a G

G b h G

L

ϕ+

) (

L

h a G

35,81918

,1.2

)7,0.66,054,0.(

,1.2

)7,0.66,026,129430

- Lực phanh yêu cầu ở mỗi cơ cấu phanh bánh xe sau được xác định bằng:

- Mômen phanh yêu cầu ở mỗi bánh xe trước là:

bx bx bx

R P

(2.13)Trong đó: Rbx – Bán kính làm việc của bánh xe

Rbx = 350 [mm] = 0,35 [m] [Theo đề]

Thay các giá trị vào (2.13) ta có:

20,189235

,0.29,5406

(2.14) = 4305,609.0,35 = 1506,96 [N.m]

2.3 Hệ số phân bố lực phanh lên các trục bánh xe:

- Thực tế momen phanh sinh ra ở các bánh xe là do cơ cấu phanh lắp đặt ở bánh xe sinh ra Cơ cấu phanh sinh ra ở các bánh xe có nhiều kiểu, vì vậy nói chungtrên một chiếc xe có thể có các cơ cấu phanh khác nhau đối với các trục bánh xe trước và trục bánh xe sau Ngay cả khi kiểu cơ cấu phanh giống nhau nhưng kết cấu

và kích thước cụ thể vẫn có thể khác nhau tùy theo momen phanh yêu cầu phân bố trên các trục như đã tính ở trên

- Vì vậy để có cơ sở chọn cơ cấu phanh hợp lý, thì trước hết cần đánh giá tỷ số phân bố momen phanh lên trục trước và trục sau theo hệ số phân bố lực phanh K12

như sau :

bx1 12

bx2

M

K =M

(2.15)

255,196,1506

20,1892

=

=

Chương 3: CHỌN LOẠI /KIỂU VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH

Hình 3.1 Sơ đồ phân dòng chính trên ô tô tải nhẹ.

1 - Bộ phận phân dòng (Xilanh chính ) 2,3 – Các bánh xe trước, sau; 4,5 – Các dòng dẫn động.

- Với sơ đồ phân dòng chính ở trên, tuy hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh ở cầu trước Nhưng đây là sơ đồ dẫn động phanh đơn giản nhất, đồng thời mức độ bất đối xứng lực phanh vẫn nằm trong giới hạn cho phép khi một trong hai dòng dẫn động bị hỏng

3.2 Chọn kiểu dẫn động phanh.

- Từ những phân tích ưu nhược điểm cùng phạm vi sử dụng của các sơ đồ dẫn động phanh được sử dụng trên ô tô (ở mục 1.4.2.2 và 1.4.2.3 thuộc chương 1) em chọn dẫn động phanh bằng thủy lực

- Với phạm vi sử dụng của dẫn động phanh thủy lực là các ô tô du lịch, ô tô tải

cỡ nhỏ Với ô tô được thiết kế có tải trọng toàn bộ là G=3000[KG] thuộc loại ô tô tải cỡ nhỏ(tải nhẹ),vì vậy đây là lý do chính dẫn đến việc lựa chọn dẫn động phanh trên ô tô tải là bằng thủy lực

3.3 Chọn kiểu,loại cơ cấu phanh.

Với xe vận tải do phân bố tải trọng tĩnh lên trục trước là 30% và trục sau là 70%, nhưng do trọng tâm cao nên hệ số phân bố lực phanh K12=1,255 là hợp lý Vì