do an phanh xe du lich

- Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển độngcủa ôtô- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điềukhiển không lớn - Dẫn động phanh có độ nh

Lời nói đầu

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,

đặc biệt là đối với các nớc có nền kinh tế phát triển Có thể nói rằng mạng lớigiao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triểnnhất thiết phải phát triển mạng lới giao thông vận tải

Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đờng bộ

đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lợng hàng và ngời đợc vận chuyển trong nội địabằng ôtô

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng pháttriển hơn Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ôtô đã

có sự phát triển vợt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con ngời Những chiếc

ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn…để theođể theokịp với xu thế của thời đại

Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho

ng-ời và xe càng trở nên cần thiết Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấubảo đảm an toàn nh: cảI tiến cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí…để theotrong đó cơcấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải

đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; đểnâng cao đợc năng suất vận chuyển ngời và hàng hoá là điều rất cần thiết

Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh xe du lịch” dựa trên xetham khảo là xe TOYOTA Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dới sự hớng dẫn, chỉbảo nhiệt tình của thầy Phạm Hữu Nam và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đãgiúp em hoàn thành đợc đồ án của mình Em xin chân thành cảm ơn thầy PhạmHữu Nam cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốtnghiệp của mình

Chơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh.

I Công dụng, phân loại, yêu cầu.

I.1 Công dụng.

- Hệ thống phanh phụ.

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

- Hệ thống chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ)

I.2.2 Theo kết cấu cơ cấu phanh.

Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh đợc chia thành hai loạisau:

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

I.2.3 Theo dẫn động phanh.

Theo dẫn động phanh thì hệ thống phanh đợc chia thành:

- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;

- Hệ thống phanh dẫn động thủy lực;

- Hệ thống phanh dẫn động khí nén;

- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực;

- Hệ thống phanh dẫn động có cờng hóa

I.2.4 Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh.

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệthống phanh với bộ điều hoà lực phanh

I.2.5 Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh.

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thốngphanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS)

I.3 Yêu cầu của 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 bảoquãng 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 độngcủa ôtô

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điềukhiển 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 đảm bảo sử dụng hết trọng lợng bám của xe khi phanh ở các cờng độ khácnhau

- Không có hiện tợng tự xiết phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt

- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao nhất có thể 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 khi ôtô dừng trong thời gian dài

II Cấu tạo chung của hệ thống phanh.

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô đợc mô tả trên hình sau:

Hình I.1 Hệ thống phanh trên Ô tô.

Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:

- Cơ cấu phanh:

cơ khí Nếu là dẫn động thuỷ lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanhchính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.

III Cơ cấu phanh.

Trên ô tô thờng có 2 loại:cơ cấu phanh guốc và cơ cấu phanh đĩa

Nhng phanh đĩa ngày càng đợc sử dụng nhiều trên ôtô hơn là phanh guốc

đặc biệt là các lọai xe con có tốc độ cao vì nó có các u điểm sau:

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh (ma sát) ổn định khi hệ số

ma sát thay đổi, hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống Điều này giúp cho bánh xe bịphanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao

- Khối lợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng khối lợng của các chitiết không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đờng của các bánh xe

- Khả năng thoát nhiệt ra môi truờng dễ dàng

- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát

- Công nghệ chế tạo gặp ít khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thànhtrong sản suất

- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩaphanh

Từ các u điểm trên của phanh đĩa mà xe cần thiết kế là xe du lịch 4 chỗngồi nên ta chọn cơ cấu phanh là cơ cấu phanh đĩa

Sau đây là một số loại phanh đĩa thờng gặp:

Phanh đĩa có hai loại: loại vỏ quay và loại đĩa quay.

III.1 Phanh đĩa loại có giá đỡ xy lanh đi động (đĩa quay): Hình I.4 b

Đĩa phanh đợc bắt chặt với moayơ bánh xe nhờ các bu lông Có hai tấm

ma sát (guốc phanh )đợc lắp vào càng phanh, càng phanh đồng thời là xi lanhphanh Khi ngời lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì dầu phanh từ xi lanhchính với áp suất cao đợc đa vào xi lanh chính làm pittông đẩy má phanh ép vào

đĩa phanh, đồng thời với áp suất dầu cao làm cho càng phanh đợc đẩy với chiềulực đẩy ngợc lại, làm càng phanh trợt trên chốt trợt ép má phanh còn lại vào tấm

ma sát và thực hiện quá trình phanh Khi ngời lái nhả phanh làm áp suất dầu

a)

b)

HìnhI.4 a) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh đặt cố định.

b) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh di động.

1 Đĩa phanh , 2 Giá đặt xylanh , 3 má phanh , 4

Piston

tì vào các má phanh Một đờng dầu từ xi lanh chính đợc dẫn đến cả hai xi lanhbánh xe

IV Dẫn động phanh.

Trên ô tô hiện nay có rất nhiều kiểu dẫn động nh :dẫn động cơ khí ,dẫn

động thuỷ lực ,dẫn động khí nén ,dẫn động thuỷ lực kết hợp khí nén

Dẫn động bằng cơ khí hiện nay chỉ đợc sử dụng ở cơ cấu phanh tay ,dẫn

động khí nén và thuỷ lực kết hợp với khí nén đợc sử dụng trên ô tô tải trung bình

và lớn Xe cần thiết kế hệ thống phanh là xe du lịch 4 chỗ không đòi hỏi lực bàn

đạp lớn nắm và xe có tốc độ cao nên chọn dẫn động phanh bằng thủy lực vì dẫn

động phanh thủy lực tác động phanh nhanh, dễ dàng bố trí trên ôtô.Dẫn độngphanh bằng thuỷ lực có đặc điểm sau:

ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chấtlỏng đợc coi nh không đàn hồi khi ép)

Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn

đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi lanhbánh xe)

Dẫn động phanh dầu có u điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (dodầu không bị nén) Tuy nhiên nó cũng có nhợc điểm là tỉ số truyền của dẫn độngdầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy hệthống phanh dẫn động thuỷ lực thờng đợc sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tảinhỏ

Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ củamạch dẫn động ngời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

a/ Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một

đờng dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe Dẫn độngmột dòng có kết cấu đơn giản nhng độ an toàn không cao Vì một lý do nào đó,

bất kỳ một đờng ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệthống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.

b/ Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đờng dầu

độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô Để có hai đầu ra độc lập ngời ta có thể sửdụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanhchính kép (loại "tăng đem")

Hiện nay dẫn động hai dòng đợc dùng nhiều do nó có những u điểm hơn hẳn loạidẫn động một dòng

- Lực cờng hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 57 KG/cm2 Bảo đảm

đợc quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

kết cấu bộ cờng hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thớc gọn nhẹ,dễ chếtạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe.

Nhợc điểm:

Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1KG/cm2, do đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cờng hoá không lớn Muốn cólực cờng hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thớc của bộ cờnghoá tăng lên Phơng án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xevận tải, xe khách có tải trọng nhỏ và trung bình

*Cờng hoá chân không kết hợp với thuỷ lực

Ưu điểm: Tận dụng đợc độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp Bảo đảm đợc

quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

Nhợc điểm: Kết cấu phức tạp , phải cần thêm xilanh thuỷ lực

* Cờng hoá bằng năng lợng điện từ

Ưu điểm: Có thể thiết kế đồng hoá cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi phần lập

trình

Nhợc điểm: Giá thành cao.

Từ những phân tích u nhợc điểm đã nói ở trên nhận thấy , phơng án trợlực cờng hoá bằng chân không là phơng án có tính kinh tế hơn hẳn vì những lí dosau :

- Bộ trợ lực chân không mà phơng án đa ra có kết cấu đơn giản nhất ,không phức tạp nh trợ lực khí nén với quá nhiều các cụm chi tiết nh van phanh ,máy nén khí , bì hợp thuỷ lực Điều này cho phép hạ giá thành sản xuất và tạothuận lợi cho việc bảo dỡng sửa chữa

- Với lực bàn đạp nhỏ ta hoàn toàn có thể thiết kế đợc một bộ trợ lực cókích thớc nhỏ ,từ đó có thể có nhiều phơng án bố trí

- Do sử dụng độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp khi động cơ làm việc nên không ảnh hởng đến công suất của động cơ , khác với trợ lực khí nén phải trích công suất động cơ để dẫn động máy nén khí nên gây tổn hao công suất

động cơ Hơn nữa việc sử dụng độ chất không còn làm tăng hiệu quả phanh vì khi phanh sẽ làm hệ số nạp giảm do đó công suất của động cơ có giảm , lúc đó tốc độ của ôtô sẽ chậm lại một ít

cần phanh liên tục.

- Kết cấu đơn giản hơn loại phanh đĩa có giá cố định, tạo điều kiện hạgiá thành của cụm chi tiết cơ cấu phanh

Để tính toán hệ thống phanh cho xe con ta tiến hành theo các bớc là:

-tính cơ cấu phanh bao gồm:tính toán đĩa phanh,tấm ma sát,đờng kính xilanh công tác…để theo

-Tính toán dẫn động phanh:tính xi lanh chính,hành trình bàn đạp,trợ lực…để theo

Ch¬ng 2: TÝnh to¸n thiÕt kÕ c¬ cÊu phanh

B¶ng c¸c th«ng sè kü thuËt cña xe (lÊy theo xe tham kh¶o):

Ph©n bè khèi lîng khi ®Çy t¶i kg CÇu tríc/cÇucsau:

Bán kính lắp vành:

8 25, 4 203, 2 2

d

II.1 Xác định mô men cần thiết ở các cơ cấu phanh

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanhtính toán cần sinh ra ở mỗi bánh xe cơ cấu phanh ở cầu trớc là:

Trong đó:

m 1 , m 2: Hệ số phân bố lại trọng lợng khi phanh ở cầu trớc và cầu sau

b g

h j

h j

a - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trớc:

Thay các gía trị trên vào (1) và (2) ta có:

Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trớc là :

1 1, 29 10844,96

0, 7 0,39 1909, 79( ) 2

II.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh.

II.2.1 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh trớc:

II.2.1.1 Xác định kích thớc của đĩa phanh.

Đĩa phanh phải có kích thớc đảm bảo cho việc tháo lắp dễ dàng khi cósửa chữa và đĩa phải có không gian thoáng giúp cho việc tản nhiệt của đĩa phanh

đợc nhanh chóng và đĩa phải có khối lợng nhỏ nhng vẫn phải đảm bảo việc quantrọng nhất là đạt đợc hiệu quả phanh nh mong muốn

Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của

đĩa phanh là Rng = 150 mm; bán kính trong của đĩa phanh Rtr = 85 mm

thực hiện qúa trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc của đĩaphanh, khi đó có sự trợt giữa má phanh và đĩa phanh Do đĩa phanh có hình trònnên vận tốc trợt ở mép trong của má phanh nhỏ hơn vận tốc trợt ở mép ngoài củamá phanh, do vậy phía trong của má phanh sẽ ít mòn hơn phía ngoài của máphanh Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính ngoài vàtrong của má chênh lệch nhau càng lớn Do vậy ta chọn bán kính trong của máphanh R1 = 95 mm Ngoài ra má phanh còn phải có diện tích sao cho sự phân bố

áp lực lên má phanh nhỏ đảm bảo cho độ bền, tuổi thọ của má phanh do vậy tachọn góc ôm của má phanh x0 = 600

II.2.1.3 Xác định đờng kính xilanh công tác.

Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay đợc xác định

1 1

1909,79

26146,61( )

p tb

0

4,62 ( )3,14 780 2

II.2.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh sau:

II.2.2.1.Xác định kích thớc của đĩa phanh.

Đĩa phanh phải có kích thớc đảm bảo cho việc tháo lắp dễ dàng khi cósửa chữa và đĩa phải có không gian thoáng giúp cho việc tản nhiệt của đĩa phanh

đợc nhanh chóng và đĩa phải có khối lợng nhỏ nhng vẫn phải đảm bảo việc quantrọng nhất là đạt đợc hiệu quả phanh nh mong muốn

Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của

đĩa phanh là Rng = 150 mm; bán kính trong của đĩa phanh Rtr = 87 mm

II.2.2.2 Xác định kích thớc má phanh.

+ Má phanh có dạng nh hình vẽ

Ta chọn kích thớc ngoài của má phanh R2 = 145 mm

Trong quá trình xe chạy đĩa phanh quay còn má phanh đứng yên, khithực hiện qúa trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc của đĩaphanh, khi đó có sự trợt giữa má phanh và đĩa phanh Do đĩa phanh có hình trònnên vận tốc trợt ở mép trong của má phanh nhỏ hơn vận tốc trợt ở mép ngoài của

II.2.2.3 Xác định đờng kính xilanh công tác.

Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay đợc xác định

781,73

10340,34( )

p tb

2 2

0

2,91 ( )3,14 780 2

II.3.Tính công ma sát và áp suất trên bề mặt tấm ma sát:

+ Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ độngnăng của ôtô chạy với tốc độ khi bắt đầu phanh nh sau:

Khi phanh ôtô đang chuyển động với vận tốc V0 cho tới khi dừng hẳn(V=0) thì toàn bộ động năng của ôtô có thể đợc coi là đã chuyển thành công masát L tại các cơ cấu phanh:

 L F

g

V G

Với:

G =19718,1(N) là trọng lợng ôtô khi đầy tải;

Vmax= 50 (km/h) = 13,89 (m/s) là tốc độ của ôtô khi bắt đầuphanh

Gọi tổng diện tích các má phanh là F ta có:

x0 – Gãc «m tÊm ma s¸t x0 = 600

R1t, R2t – B¸n kÝnh trong vµ ngoµi m¸ phanhtríc

R1s, R2s– B¸n kÝnh trong vµ ngoµi m¸ phanh sau

2 1

1

26146,61

416,34 ( / )62,8

2

10340,34

197,58 ( / )52,335

Lực ép giữa má và đĩa phanh cực đại là : Pmax 26146,61N

Với mỗi cơ cấu phanh ta có 4 chốt do đó lực tác dụng lên mỗi chốt:

max max

Kiểm tra bền chốt theo điều kiện bền chịu cắt và chèn dập:

l d



Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt và chèn dập.

Chơng 3: Thiết kế tính toán dẫn động phanh

I.Tính toán dẫn động phanh.

- Sơ đồ dẫn động phanh.

7 Bộ điều hoà lực phanh

I.1 Xác định đờng kính làm việc của xy lanh bánh xe.

Đã đợc xác định ở trên

I.2 Chọn đờng kính xilanh chính D, kích thớc đòn bàn đạp l, l ’

Để tạo lên áp suất p = 780 N/cm2 thì cần phải tác dụng lên bàn đạp một lực Q

Q = . 2

4

D p



1

'

l l

Với D: Đờng kính xilanh tổng phanh, chọn D = 20 mm = 2 cm

.

240 0,92 = 976,13 N

Đối với ôtô con lực phanh lớn nhất cho phép : [Q] = 750 N

Nh vậy ta phải lắp thêm bộ trợ lực phanh để giảm nhẹ cờng độ lao động cho ngời lái

Với kích thớc D, l, l’ đã chọn trên, ta xác định đợc hành trình bàn đạp phanh theo công thức :

' ) 4

2 2 2

2 1

l

l D

d x d x

d1, d2, D - Đờng kính xilanh bánh xe trớc, bánh xe sau và xilanh chính

x1, x2 - Hành trình dịch chuyển của piston bánh xe trớc, bánh xe sau

Đồi với ôtô con, hành trình bàn đạp cho phép là : 150 mm

Vậy: S bd < [S bd] = 150mm, thoả mãn yêu cầu

* Xác định hành trình của piston xilanh lực:

Hành trình của piston trong xilanh chính phải bằng hoặc lớn hơn yêu cầu

đảm bảo thể tích dầu đi vào các xilanh làm việc ở các cơ cấu phanh

Gọi S1, S2 là hành trình dịch chuyển của piston thứ cấp và sơ cấp thì

S2’ = S1 + S2

Với S2 là hành trình dịch chuyển của piston sơ cấp khi ta coi nó có tác dụng độc lập ( không liên hệ với piston thứ cấp )

Tính S1 , S2:

I.3.Tính bền đờng ống dẫn động phanh:

Đờng ống dẫn động phanh chịu áp suất khá lớn tới 100 (KG/cm2)

Khi tính có thể coi đờng ống dẫn dầu là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và cóchiều dài khá lớn

ứng suất đợc tính nh sau:

s

R p

s - Chiều dầy của ống dẫn, s = 0,5 (mm) = 0,05 (cm).

) / ( 480 05

, 0

3 , 0

n  2 rRs p R   2  0

) / ( 210 2 2

2

cm KG s

II Tính toán bộ trợ lực phanh.

II.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của trợ lực chân không:

Hình 3.2 Sơ đồ bộ trợ lực chân không

không này vào khoang A của bộ cờng hóa, còn khoang B khi phanh đợc thông với khí trời.

Nguyên lý làm việc:

Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van

điều khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đờng thông với khítrời, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đờngống nạp Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cờng hoá khônglàm việc

Khi phanh dới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch chuyển sang trái

đẩy các van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái Van điều khiển tì sát van chânkhông thì dừng lại còn van khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí Lúc đó đờngthông giữa cửa E và F đợc đóng lại và mở đờng khí trời thông với lỗ F, khi đó ápsuất của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suất buồng A bằng áp suât đờnggống nạp ( = 0,5 KG/cm2) Do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênh áp suất (=0,5 KG/cm2) Do sự chênh lệch áp suất này mà màng cờng hoá dịch chuyển sangtrái tác dụng lên pittông 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của ngời lái và épdầu tới các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh

Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 8 và van khí 5 sẽ dừng lại còn piston 1 tiếp tục dichuyển sang trái do chênh áp Van điều khiển 6 vẫn tiếp xúc với van chân không

4 nhờ lò xo nhng di chuyển cùng piston 1, đờng thông giữa lỗ E, F vẫn bị bịt kín

Do van điều khiển 6 tiếp xúc với van khí 5 nên không khí bị ngăn không cho vàobuồng B Vì thế piston không dịch 1 chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiệntại

Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 9 kéo đòn bàn đạp phanh về vị trí ban đầu,lúc đó van 5 bên phải đợc mở ra thông giữa buồng A và buồng B qua cửa E và F,khi đó hệ thống phanh ở trạng thái không làm việc

II.2 Thiết kế bộ trợ lực

Khi có đặt bộ cờng hoá ta chọn lực bàn đạp cực đại của ngời lái khoảng

300 N, kết hợp với lực của cờng hoá sinh ra trên hệ thống phanh tạo ra áp suất

cực đại ứng với trờng hợp phanh gấp vào khoảng 784  882 N2

l

l p D Q

4

d i

l

l D

Q



 trong đó :

i

N p

t c c

p k p

Yêu cầu của bộ cờng hóa thiết kế là luôn phải đảm bảo hệ số cờng hoá trên

Ta xây dựng đợc đờng đặc tính của bộ cờng hoá nh sau:

II.2.2 Xác định kích thớc màng cờng hoá:

Để tạo đợc lực tác dụng lên thanh đẩy piston thuỷ lực phải có độ chênh

áp giữa buống A và buồng B tạo nên áp lực tác dụng lên piston 1

với tốc độ làm việc không tải của động cơ khi phanh

F4 - diện tích hữu ích của màng 3

c  với F11- diện tích của piston xylanh chính

Đờng đặc tính của bộ cờng hoá

II.2.3 Tính lò xo màng cờng hoá.

Lò xo màng cờng hoá đợc tính toán theo chế độ lò xo trụ chịu nén

*Đờng kính dây lò xo

1,6

[ ]

lx

k F c d





Trong đó : d - đờng kính dây lò xo

Flx - lực lớn nhất tác dụng lên lò xo (tham khảo các xe có dẫn

d - đờng kính dây lò xo Chọn c = 15

k - hệ số tập trung ứng suất, đợc tính theo công thức:

09 , 1 15

615 , 0 4 15 4

1 15 4 615 , 0 4 4

1 4

c k

[] - ứng suất giới hạn, với lò xo làm bằng thép 65,

8

.

min max

3 F F c

d G x n





Trong đó : x - chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng đến giá trịlớn nhất Fmax, từ giá trị lực nhỏ nhất Fmin (lực lắp), x đợc chọn dựa vào hành trìnhcủa piston xilanh chính

Ta có tổng hành trình của 2 piston xilanh chính là S =S1 + S2 =6,96 +2,43

= 9,39 mm, với S1 , S2 là hành trình của piston sơ cấp và piston thứ cấp Có thểchọn x bằng hoặclớn hơn tổng số hành trình trên Lấy x = 15

G - môđun đàn hồi vật liệu, G = 8.104MPa

d, c - đờng kính dây lò xo và hệ số đờng kính

c = 15 ,d = 4,4 mm,

Fmax, Fmin ( tham khảo các xe có dẫn động phanh dầu)

Fmax = 150 N, Fmin = 80 N

4 3

15.8.10 4, 4

2,88.15 (150 80)

*Độ biến dạng cực đại của lò xo

Trong đó : S - tổng hành trình dịch chuyển của các piston, S = 9,39 mm.

G - mođun đàn hồi, G = 8.104 MPa

d - đờng kính dây lò xo,d = 4,4mm

9,39.8.10 4, 4

80 120,8 8.(15) 3

8

Lò xo làm bằng thép 65 có [] = 330MPa, so sánh thấy  < [] Vậy điềukiện bền xoắn dợc đảm bảo.

1 

Trong đó : d - đờng kính dây lò xo, d = 4,4mm

n - số vòng làm việc của lò xo, n = 3 vòng

max - độ biến dạng cực đại, max = 34,5 mm

[ ]

lx

k F c d





Trong đó : d - đờng kính dây lò xo

Flx - lực lớn nhất tác dụng lên lò xo, Flx = 20 N

k - hệ số tập trung ứng suất, đợc tính theo công thức:

Dtb = c.d = 15.1,6= 24 mm.

*Số vòng làm việc của lò xo

) (

8

.

min max

3 F F c

d G x n





Trong đó : x - chuyển vị làm việc của lò xo khi ngoại lực tăng đến giá trịlớn nhất Fmax, từ giá trị lực nhỏ nhất Fmin (lực lắp), x đợc chọn dựa vào hành trìnhcủa van khí x = 3 mm

G - môđun đàn hồi vật liệu, G = 8.104MPa

d, c - đờng kính dây lò xo và hệ số đờng kính

c = 15 ,d = 1,6 mm,

Fmax = 20 N, Fmin = 15 N

4 3

3.8.10 1,6

38.15 (20 15)

 vòng.

*Độ biến dạng cực đại của lò xo

.

8

4 max 3

max

d G

F n

D tb



Trong đó : Dtb - đờng kính trung bình của vòng lò xo, D = 24 mm

n -số vòng làm việc của lò xo, n =3 vòng

Fmax - lực tác dụng cực đại lên lò xo, Fmax = 20N

G - môđun đàn hồi, G = 8.104 MPa

1 

Trong đó : d - đờng kính dây lò xo, d = 1,6mm

n - số vòng làm việc của lò xo, n = 3 vòng

max - độ biến dạng cực đại, max = 12,6 mm

Kết cấu của bộ cờng hoá chân không

1 Thân xi lanh , 2 Loxo Piston thứ cấp , 3 Vành tựa loxo , 4 phớt , 5 Chốt hạn chế, 6 Piston thứ cấp , 7 Phớt thân van , 8 loxo , 9 Vành tựa loxo , 10 Phớt , 11.Piston sơ cấp, 12 Phanh hám , 13 Vành tựa loxo , 14 Loxo màng trợ lực , 15.Thân trớc trợ lực, 16 Màng trợ lực , 17.Địa đỡ màng , 18 Thân sau trợ

lực 19.Tấm thép van hãm, 20 Bulông M12, 21.Phớt thân trợ lực, 22.Vành đỡ loxo, 23 Loxo hồi van khí, 24.Võ bọc, 25.Lọc khí, 26.Cần đẩy, 27.Van điều khiển, 28, Loxovan điều khiển, 29, Van khí, 30, Đĩa phản lực, 31.Van chân không, 32.Thanh đẩy trợ lực, 33.ống dẫn khí, 34.ống nối, 35.Phớt thân, 36.ống dẫn dầu, 37.Cửa bù, 38.Cửa hồi dầu

Chơng IV Thiết kế bộ điều hoà lực phanh cho các bánh xe cầu sau

Bộ điều hoà lực phanh lắp trên xe ôtô dùng để tự động điều chỉnh áp lựcphanh ở các bánh xe theo sự thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau Nhờ vậy sẽtăng đợc hiệu quả phanh và đảm bảo đợc sự chuyển động của ôtô khi phanh

I Yêu cầu phân bố lực phanh tối u ở các bánh xe trong hệ thống phanh

Trong quá trình phanh, tải trọng tác dụng lên các cầu xe có sự thay đổi Dolực quán tính khi phanh trọng lợng dồn về cầu trớc, gia tốc chậm dần của xe cànglớn thì tải trọng tác dụng lên cầu trớc càng lớn và hệ số bám của bánh xe với mặt

đờng cũng lớn, thì lực phanh và mômen phanh thay đổi cũng lớn Để phanh cóhiệu quả cao cần thiết phải có bộ phận phân bố áp suất dầu vào các xi lanh làmviệc ở các bánh xe sao cho phù hợp với trọng lợng bám của các bánh xe trong qúatrình phanh

Bộ điều chỉnh lực phanh có nhiệm vụ tự điều chỉnh áp lực phanh ở cácbánh xe cho thích hợp để nâng cao hiệu quả phanh Nó phụ thuộc vào hai thôngsố:

+Cờng độ phanh của ôtô

+Sự thay đổi tải trọng tác dụng lên cầu sau làm thay đổi độ võng của hệthống treo sau

Bộ điều hoà lực phanh sẽ tiếp nhận các tín hiệu trên để điều khiển áp suất

đến các bánh xe ở cầu sau sao cho phù hợp với trọng lợng bám ở các bánh xe, và

nh vậy thì hiệu quả phanh sẽ cao hơn nhiều so với khi không bố trí bộ phận này

Để có hiệu quả phanh cao nhất thì lực phanh sinh ra ở các bánh xe trớc Pp1

và bánh xe sau Pp2 phải tuân theo:

g

g p

p

h a

h b P

1

2 2 1

b p p

p

P

P r P

r P M

p

h b

h a M

(3)