ĐỒ án môn học TÍNH TOÁN THIẾT kế ô tô THIẾT kế hệ THỐNG PHANH CHO ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC: TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Lớp: 19DOTD1 VÀ 19DOTC4 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Tùng Sinh viên thực hiện; Nguyễn Thành Đông ;MSV;1911252631;Lớp;19DOTC4 Sinh viên thực hiện; Ngô Minh Đức ;MSV;1911256061;Lớp;19DOTD1 Sinh viên thực hiện; Nguyễn Chí Dưỡng ;MSV;1911250943;Lớp;19DOTC4 Sinh viên thực hiện; Đặng Nhật Duy ;MSV;1911255553;Lớp;19DOTD1 Sinh viên thực hiện; Nguyễn Anh Duy ;MSV;1911255559;Lớp;19DOTD1 Tp.HCM, ngày … tháng … năm TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail1.com Mục Lục Bảng chữ viết tắt ……………………………………………………….4 Bảng sơ đồ hình vẽ………………………………………………………6 LỜI NĨI ĐẦU………………………………………………………………7 PHẦN PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ……………….7 1.1.Cơng dụng, phân loại yêu cầu hệ thống phanh…………………………… 1.1.1.Công dụng …………………………………………………………….7 1.1.2 Yêu cầu kết cấu …………………………………………………… 1.1.3 Phân loại……………………………………………………………………8 1.2.Phân tích kết cấu chung hệ thống phanh…………………………9 1.2.1.Hệ thống phanh thủy lực…………………………………………… 1.2.2.Hệ thống phanh khí nén…………………………………………… 10 1.2.3 Hệ thống phanh liên hợp…………………………………………….12 1.3.Phân tích kết cấu cấu phanh……………………………………… 13 1.3.1 Cơ cấu phanh có chốt tựa phía lực đẩy lên guốc nhau…………………………………………………………………………13 1.3.2 Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía lực tác dụng lên guốc phanh nhau………………………………………………………………… 17 1.3.3 Cơ cấu phanh có chốt tựa phía lực chuyển dịch guốc phanh (Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi)…………………18 1.3.4 Cơ cấu phanh có cường hóa có chốt tựa chung cho hai guốc phanh……………………………………………………………………… 19 1.4 Chọn phương án thiết kế………………………………………………20 1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh……………………………… 20 1.4.2 Nguyên lý làm việc hệ thống phanh tang trống……………….21 PHẦN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH……… 21 2.1 Mục đích nhiệm vụ tính tốn…………………………………… 21 2.1.1 Mục đích…………………………………………………………… 21 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail2.com 2.1.2 Nhiệm vụ tính tốn thiết kế…………………………………………21 2.1.3 Thơng số ban đầu dùng tính tốn thiết kế cấu phanh…………22 2.2 Xác định momen phanh cần sinh cấu phanh……………….22 2.3 Xác định lực tác dụng lên guốc phanh: …………………………23 2.4 Tính tốn kiểm nghiệm khả làm việc cấu phanh…… 25 2.4.1 Tính tốn xác định cơng ma sát riêng…………………………… 25 2.4.2 Tính tốn xác định áp suất bề mặt má phanh………………26 2.4.4 Tính tốn nhiệt phát q trình phanh………………….27 2.4.5 Kiểm tra tượng tự xiết cấu phanh………………… 28 PHẦN TÍNH DẪN ĐỘNG PHANH …………………………28 3.1 Đường kính xilanh (DC) đường kính xilanh bánh xe (DK)…29 3.2 Tính tốn hành trình làm việc lực bàn đạp………………………30 3.2.1 Tính tốn hành trình làm việc bàn đạp………………………30 3.2.2Tính lực bàn đạp …………………………………………………….33 3.2.3 Tính tốn phần trợ lực …………………………………………….33 3.3 Tính bầu phanh:………………………………………………………35 3.4.Tính chọn thể tích bình chứa:……………………………………… 35 3.5 Tính suất máy nén:…………………………………………….37 PHẦN KIỂM NGHIỆM (Nguyễn Chí Dưỡng không làm)…………38 PHẦN BẢN VẼ ……………………………………………………….38 Tài liệu tham khảo…………………………………………… 42 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail3.com Bảng chữ viết tắt ST Tên gọi T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Trọng lượng tồn tơ Lực pháp tuyến cầu trước Lực pháp tuyến cầu Lực qn tính vận tốc tơ Lực cản khơng khí Lực cản lăn cầu trước Lực cản lăng càu Lực phanh cầu trước Lực phanh cầu sau Chiều dài sở Chiều dài cầu ttước đến trọng tâm ô Chiều dài cầu đến trọng tâm ô tô Gia tốc chậm dần phanh Tait trọng phân bố lên cầu trước Tải trộng phan bó càu sau Chiều cao trọng tâm Gia tốc trọng trường Hệ số bám Bán kính thiết ké bánh xe Bánh kính bánh xe Hệ số kể đến biến dạng lớp Gia tốc chậm dần cực địa phanh Monmen phanh cầu trước Mämen phanh cầu sau Kí hiệu ucar lớp Bánh kính vành xe Bánh kính trống phnah Khê hở má phanh trống phan Số nhánh xilanh Lực bàn đạp Hành trình bàn đạp Hành trình tự TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail4.com 34 35 36 37 38 39 40 41 Hành t Tỷ số t Hành t Khê hở Góc ơm Gốc đà gốc cu Mäme trước 42 Mäme sau 43 Mäme 44 Cơng m Diện tí 45 46 Diện tí 47 Diện ti 48 Khối lư 49 Nhietj troodn 50 Khối lu phanh 51 Đường 52 Đường 53 Đường 54 Đường 55 Áp xua 56 Hệ thố 57 Hành t 58 lục sơ đồ TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Lời nói đầu Giao thơng vận tải chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, đặc biệt nước có kinh tế phát triển Có thể nói mạng lưới giao thông vận tải mạch máu quốc gia, quốc gia muốn phát triển thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải Trong hệ thống giao thông vận tải ngành giao thơng đường đóng vai trị chủ đạo phần lớn lượng hàng người vận chuyển nội địa ôtô Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành ôtô ngày phát triển Khởi đầu từ ôtô thô sơ, ngành cơng nghiệp ơtơ có phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng yêu cầu người Những ôtô ngày trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn…để theo kịp với xu thời đại TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail6.com Song song với việc phát triển ngành ôtô vấn đề bảo đảm an tồn cho người xe trở nên cần thiết Do ơtơ xuất nhiều cấu bảo đảm an tồn như: dây đai an tồn, túi khí, điều hịa lực phanh, ABS…trong cấu phanh đóng vai trò quan trọng Cho nên thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu cao, an toàn tốc độ tốc độ cao; để nâng cao suất vận chuyển người hàng hoá điều cần thiết PHẦN PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Công dụng, phân loại yêu cầu hệ thống phanh 1.1.1 Cơng dụng - Hệ thống phanh tơ có cơng dụng giảm vận tốc xe tới tốc độ dừng hẳn - Giữ xe lâu dài đường, đặc biệt đường dốc - Trên máy kéo số xe chuyên dụng hệ thống phanh kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe 1.1.2 Yêu cầu kết cấu Hệ thống phanh ô tô cần đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe, nghĩa đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất, phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm - Điều khiển nhẹ nhàng thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả thực liên tục người - Đảm bảo ổn định ô tô phanh êm dịu trường hợp - Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan lực bàn đạp với phanh ô tô trình thực phanh - Cơ cấu phanh nhiệt tốt, trì ổn định hệ số ma sát cấu phanh điều kiện sử dụng - Hạn chế tối đa tượng trượt lết bánh xe phanh với cường độ lực bàn đạp khác TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail7.com - Có khả giữ ô tô đứng yên thời gian dài, kể đường dốc - Đảm bảo độ tin cậy hệ thống thực phanh môi trường hợp sử dụng, kể phần dẫn động điều khiển có hư hỏng 1.1.3 Phân loại * Theo đặc điểm điều khiển - Phanh (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe chuyển động, dừng hẳn xe - Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe người lái rời khỏi buồng lái dùng làm phanh dự phòng - Phanh bổ trợ (phanh động cơ, thủy lực điện từ), dùng để tiêu hao bớt phần động ôtô cần tiến hành phanh lâu dài (phanh dốc dài, …) * Theo kết cấu cấu phanh - Cơ cấu phanh có chốt tựa phía lực đẩy lên guốc - Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía lực tác dụng lên guốc phanh - Cơ cấu phanh có chốt tựa phía lực chuyển dịch guốc phanh * * Theo dẫn động phanh - Hệ thống phanh dẫn động thủy lực - Hệ thống phanh dẫn động khí nén - Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: khí, thủy lực, khí nén, … Theo mức độ hồn thiện hệ thống phanh Hệ thống phanh hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ôtô phanh, trang bị thêm điều chỉnh lực phanh: - Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh) - Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail8.com Trên hệ thống phanh có ABS cịn bố trí liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định động học tơ… nhằm hồn thiện khả động, ổn định ô tô không điều khiển phanh 1.2.Phân tích kết cấu chung hệ thống phanh 1.2.1Hệ thống phanh thủy lực Hệ thống phanh sử dụng phương pháp truyền lượng thủy tĩnh với áp suất lớn khoảng 60 ÷ 120 bar Áp suất hình thành người lái đạp bàn đạp phanh, thực tạo áp suất xilanh Chất lỏng (dầu phanh) dẫn theo đường ống tới xilanh bánh xe nằm cấu phanh Với áp suất dầu, pit tông xilanh thực tạo lực ép má phanh vào tang trống đĩa phanh, thực phanh cấu phanh bánh xe Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao dầu khơng bị nén Nhược điểm là: tỉ số truyền dẫn động không lớn, nên tăng lực điều khiển cấu phanh Vì hệ thống dẫn động phanh thủy lực thường sử dung ô tô ô tô tải nhỏ Dẫn động dịng sử dụng xilanh buồng dẫn dầu đến tất xilanh bánh xe Vì lý đó, đường ống dẫn dầu bị hở, dầu hệ thống bị áp suất, tất bánh xe bị phanh Dẫn động dịng có kết cấu đơn giản, độ an tồn khơng cao, ngày nay, hệ thống phanh tơ bố trí với tối thiểu hai dòng phanh dẫn động độc lập TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail9.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Theo trọng tải xe Ga = 2450 kg lực bàn đạp tính Pbâ = 1727 [N] ta dung trợ lực khí nén Theo tìa liệu tham khảo ta có phương trình cân lực ; π.d Pbâ .iâd + Ptl tl = c π d p −4 P η i max bâ âd dd c2 Ptl= ( ¿ ηtl ) (3.11) Trong ;lực tác dụng lên bàn đạp trước để điều khiển dẫn động P*bâ ; lực tác dụng lên bàn đạp trước để điều khiển dẫn động Chọn ; P*bâ = 28 [kg/m2] đường kính xilanh dc ; đường kính xilanh dc = 40 [mm] Pmax ; áp suất cực đại cho phép chất lỏng dòng dẫn động pmax = 10.106 [N/m2] idd ;tỉ số truyền dẫn động idd = 6,9 dd ; hiệu suất dẫn động dd = 0,9 tl ; hiệu suất trợ lực tl = 0,9 Thay số liệu vào phương trình (3.11) ta P tl= (3 , 14×0 , 042×10 106−4×28×9 , 81×0,9×6,9)4×0,9 Ptl = 12060,3 Mà ta có : Ptl=π d tl Trong đó; Pmax ; Áp suất cực đại cho phép chất lỏng dòng dẫn dộng theo tài liệu tham khảo 35 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com pmax = (5 6)[kg/m2] Chọn pmax = 5,5.106 √ dtl = P = tl π.p max [N/m2] √ 4×12060 ,3 ,14×5,5 10 Vậy đường kính xilanh trợ lực dtl = 52 3.3 Tính bầu phanh: Theo sách tham khảo ta có lực tác dụng lên đẩy; Trong đó: + + D: Đường kính làm việc màng, [m2] + =1 + Từ (3.12) ta suy đường kính làm việc màng bầu phanh: + Bầu phanh trước: + Bầu phanh sau: Váûy đường kính làm việc màng bầu phanh laì: D t =198 [mm] D s =168 [mm] 3.4.Tính chọn thể tích bình chứa: Thể tích bình chứa cần phải chọn với lượng dự trữ đủ lớn để giảm tải cho máy nén, đảm bảo cho phải làm việc có tải khoảng 10%÷30% 36 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gma il.com thời gian chuyển động ô tô, thời gian cịn lại máy nén làm việc khơng tải để tăng tuổi thọ Điều kiện cụ thể hoá thành điều kiện sau:Tổng thể tích bình chứa cần phải chọn để đảm bảo sau tám lần đạp phanh liên tục áp suất khí nén khơng giảm xuống thấp nửa áp suất đạt lần đạp phanh thứ Tức là: p ≥0,5 p (3.13) p p đây: 1, áp suất tuyệt đối hệ thống tương ứng với lần phanh thứ thứ chín Ở Áp dụng phương trình trạng thái: nén,có thể viết: p (V +V )=p V = p bc t bc (V bc +V t )8 Trong đó: phanh động lần phanh Thế (3.13) vào (3.14) ta được: 37 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com p (V bc Suy ra: Ta tính V t V bc + Vt ) ≥ 21 p (V bc V ≥11,05 V bc V bc + Vt ) , chọn t theo thực nghiệm ứng với sơ đồ dẫn động chọn: + Đường ống dẫn khí nén có đường kính + Chiều dài đường ống ta chọn sau: φ6 - Từ máy nén đến bình chứa dài [m] - Từ bình chứa đến tổng van phân phối dài [m] + [m] - Từ tổng van đến bầu phanh dài [m] +8 [m] Vậy chiều dài đường ống =3+1+4+3+8=19 [m], lấy chiều dài đường ống 20[m] V = ông + Suy + Ta chọn thể tích chứa khí nén tổng van ∑V Bâu V ông = + = 4,5 [lêt] - Váûy tổng thể tích cần phải nạp khí nén tồn dẫn động lần phanh la: V t=4,5+0,5+0,5=5,5 [lít] Vậy thể tích bình chứa từ (3,16) ta có; Vbc =12×5,5=66 [lêt] 3.5 Tính suất máy nén: -Máy nén chọn sở: + Đảm bảo nạp nhanh đầy bình chứa sau khởi động động 38 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com + Giữ cho áp suất hệ thống không giảm giới hạn cho phép phanh liên tục hay rò rỉ nhỏ mà máy nén khơng phải thường xun làm việc -Do suất khối lượng máy nén Q m lượng khí nén tiêu thụ phút, tức là: Q =5 m m Với m t t [Kg/ph] : Lượng khí nén tiêu thụ phút m =m α [Kg/ph] : Số lần phanh ngoặt phút, cho t α m k k α =1 [ Kg]: Khối lượng khơng khí tiêu thụ cho lần phanh: Suy ra: Từ (3.17), có: Vậy suất thể tích cần thiết máy nén là: Với p v PHẦN KIỂM NGHIỆM (Nguyễn Chí Dưỡng khơng làm) 39 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com PHẦN BẢN VẼ 40 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Tài liệu tham khảo 1) Nguyễn Hoàng Việt (1998) “Kết cấu tính tốn tơ” Tài liệu lưu hành nội Khoa Cơ Khí Giao Thơng – Đại học Đà Nẵng 2)“Giáo trình đào tạo Đăng Kiểm Viên” (Quyển 1) Cục Đăng Kiểm Việt Nam 2001 3) “Giáo trình đào tạo Đăng Kiểm Viên” (Quyển 3) Cục Đăng Kiểm Việt Nam 2001 4) Trần Thanh Hải Tùng “Giáo Trình Đo Và Xử Ký Số Liệu” Đại học bách khoa Đà Nẵng 5)Nguyễn Hoàng Việt kết cấu tính tốn tơ.Tài liệu lưu hành nội khoa khí Giao Thơng Ðại Học Ðà Nẵng Ðà Nẵng.1998 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... học tơ… nhằm hồn thiện khả động, ổn định ô tô không điều khiển phanh 1.2.Phân tích kết cấu chung hệ thống phanh 1.2. 1Hệ thống phanh thủy lực Hệ thống phanh sử dụng phương pháp truyền lượng thủy... Trên ô tô sử dụng phổ biến với dạng khơng cường hóa để đảm bảo khả ổn định điều khiển mômen phanh 1.4 Chọn phương án thiết kế Chọn hệ thống phanh tang trống 1.4.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh. .. phổ biến cấu phanh cầu trước cầu sau cho ô tô con, ô tô tải với hệ thống phanh thủy lực khí nén 1.3.2 Cơ cấu phanh có chốt tựa khác phía lực tác dụng lên guốc phanh Hình 1.5 Cơ cấu phanh có chốt