NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH s vũ văn ĐỊNH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT PHÂN HIỆU TẠI TP.HCM KHOA CƠ KHÍ  THIẾT KẾ MÔN HỌC ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TẢI GVHD : TH.s Vũ Văn Định SVTH : Nông Phước Thạnh MSSV : 5951040220 LỚP : Kỹ Thuật Ơ Tơ 1-K59 TP Hồ Chí Minh, tháng 04/2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển to lớn tất ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa hành khách Tính động cao, tính việt dã khả hoạt động điều kiện khác tạo cho ô tô trở thành phương tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa hành khách, sử dụng rộng rãi lĩnh vực đời sống kinh tế - xã hội người Phanh ô tô phận quan trọng xe, đảm bảo cho tơ chạy an tồn tốc độ cao, nâng cao suất vận chuyển Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu phanh cao, tính ổn định xe, điều chỉnh lực phanh để tăng tính an tồn cho tơ vận hành Trong thiết kế mơn học em giao nhiệm vụ:” TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE TẢI ” Mặc dù cố gắng, kiến thức có hạn thời gian khống chế, thiếu kinh nghiệm thực tế nên khuôn khổ đồ án không tránh thiếu sót Em mong thầy góp ý, bảo tận tâm để kiến thức em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài, thầy giáo mơn tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 04 năm 2022 Sinh viên thực Nông Phước Thạnh TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN  ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 04 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH CỦA XE Ô TƠ 1.1 Cơng dụng, phân loại, u cầu hệ thống phanh 1.1.1 Công dụng hệ thống phanh 1.1.2 Phân loại hệ thống phanh .1 1.1.3 Yêu cầu kết cấu 2.1 Kết cấu hệ thống phanh 2.1.1 Cơ cấu phanh .4 2.1.1.1 Cơ cấu phanh loại trống-guốc .4 2.1.1.2 Cơ cấu phanh đĩa 2.1.1.3 Cơ cấu phanh dải 2.1.2 Dẫn động phanh 10 2.1.2.1 Dẫn động phanh khí nén 11 2.2 Phương án thiết kế 15 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TÍNH TỐN CƠ CẤU PHANH 17 1.1 Thông số kỹ thuật 17 2.1 Tính toán thiết kế .17 2.1.1 Xác định momen cần có cấu phanh 17 2.2 Tính tốn thiết kế cấu phanh .18 2.2.1 Xác định thơng số hình học cấu phanh .19 2.2.2 Xác định góc (δ) bán kính (ρ) lực tổng hợp tác dụng lên má phanh 20 2.2.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh phương pháp họa đồ 21 2.2.3.1 Xác định bán kính r 22 2.3 Tính tốn kích thước bầu phanh 25 2.3.1 Thiết kế tính tốn bầu phanh trước 25 2.3.2 Thiết kế tính tốn bầu phanh sau .27 2.3.2.1 Lực tác dụng lên đẩy 27 2.4 Kiểm tra khả làm việc cấu phanh 29 2.4.1 Kiểm tra tượng tự siết 29 2.4.2 Xác định kích thước má phanh 30 2.4.2.1 Kiểm tra công ma sát riêng 30 2.4.2.2 Kiểm tra áp suất bề mặt ma sát .31 2.4.2.3 Thời gian làm việc má phanh đánh giá tỉ số 31 2.4.2.4 Kiểm tra nhiệt độ tang trống 32 2.5 Tính bền trống phanh .33 2.5.1 Tính áp suất tác dụng lên trống phanh .33 2.5.2 Tính ứng suất hướng tâm ứng suất tiếp tuyến .33 2.4 Tính bền chốt phanh 34 2.4.1 Thân chốt phanh chịu cắt hai mặt phẳng 34 2.4.2 Tính chốt phanh theo dập 34 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.5 Tính bền guốc phanh 35 3.1 Thiết kế dẫn động phanh 36 3.1.1 Tính tốn lượng khí nén .36 3.1.1.1 Các thông số kỹ thuật máy nén khí .36 3.1.1.2 Năng suất máy nén khí ( lưu lượng) 37 3.1.1.3 Tính toán lợng tiêu hao nhiên liệu sau lần phanh 37 3.1.1.4 TÝnh bỊn ®êng èng dÉn ®éng phanh .39 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………… ………………………… 40 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH CỦA XE Ơ TƠ 1.1 Cơng dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống phanh 1.1.1 Công dụng hệ thống phanh - Hệ thống phanh dùng để: + Giảm tốc độ ô tô, máy kéo dừng hẳn đến tốc độ cần thiết + Ngồi hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô, máy kéo đứng yên chỗ mặt dốc nghiêng hay mặt đường ngang - Với công dụng vậy, hệ thống phanh hệ thống đặc biệt quan trọng: + Nó đảm bảo cho ô tô, máy kéo chuyển động an tồn chế độ làm việc Nhờ phát huy hết khả động lực suất vận chuyển xe - Hệ thống phanh tơ gồm có phận chính: cấu phanh, dẫn động phanh Ngày sở phận kể trên, hệ thống phanh bố trí them thiết bị nâng cao hiệu phanh 1.1.2 Phân loại hệ thống phanh - Theo vị trí bố trí cấu phanh bánh xe trục hệ thống truyền lực, phanh chia loại: + Phanh bánh xe + Phanh truyền lực - Theo dạng phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: + Phanh đĩa: Theo số lượng đĩa quay chia :Một đĩa quay nhiều đĩa quay ( hình 2.1a sơ đồ phanh loại đĩa quay ) + Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân chia ra: Phanh cân phanh khơng cân ( hình 2.1b) + Phanh dải: Theo phương pháp nối đầu dãi chia ra: Phanh không tự siết, phanh dải tự siết chiều, phanh dải loại kép phanh dải loại bơi ( hình 2.1c sơ đồ phanh dải loại kép) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH (a) GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH (b) (c) Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý loại phanh chính: a- phanh trống guốc; b- phanh đĩa; c- Phanh dải - Theo loại dẫn động, phanh chia ra: + Phanh khí + Phanh thủy lực (phanh dầu) + Phanh khí nén (phanh hơi) + Phanh điện từ phanh liên hợp (kết hợp loại khác nhau) - Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh: hệ thống phanh hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô phanh, trang bị thêm điều chỉnh lực phanh + Bộ điều chỉnh lực phanh ( điều hòa lực phanh) + Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS) → 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 1.1.3 Yêu cầu kết cấu - Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau: + Làm việc bền vững, tin cậy + Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm + Phanh êm dịu trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi an tồn cho hành khách hàng hố + Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên cần thiết, thời gian không hạn chế + Đảm bảo tính ổn định điều khiển tơ máy kéo phanh TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NƠNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH + Khơng có tượng tự phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng + Hệ số ma sát má phanh với trống phanh cao ổn định điều kiện sử dụng: + Có khả thoát nhiệt tốt + Điều khiển nhẹ, nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay địn điều khiển nhỏ - Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trường hợp, hệ thống phanh ô tô máy kéo phải có tối thiểu ba loại phanh là: + Phanh làm việc: Phanh phanh chính, sử dụng thường xuyên tất chế độ chuyển động, thường điều khiển bàn đạp nên gọi phanh chân + Phanh dự trữ : Dùng để phanh ô tô máy kéo trường hợp phanh hỏng + Phanh dừng: Cịn gọi phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên chổ dừng xe không làm việc Phanh thường điều khiển tay địn nên gọi phanh tay - Ngồi cịn có phanh chậm dần: Trên tơ máy kéo tải trọng lớn (như xe tải, trọng lượng toàn lớn 12 tấn; xe khách- lớn tấn) làm việc vùng đồi núi,thường xuyên phải chuyển động lên xuống dốc dài cịn phải có loại phanh thứ tư phanh chậm dần, dùng để: + Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng giới hạn cho phép xuống dốc + Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước dừng hẳn + Các loại phanh có phận chung kiêm nhiệm chức Nhưng chúng phải có hai phận điều khiển dẫn động độc lập + Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh cịn phân thành dịng độc lập để dịng bị hỏng dịng cịn lại làm việc bình thường - Để có hiệu phanh cao: + Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH + Phân phối mô men phanh bánh xe phải đảm bảo tận dụng toàn trọng lượng bám để tạo lực phanh + Hiệu phanh người ta sử dụng hai tiêu chính, là: Gia tốc chậm dần quãng đường phanh Ngoài dùng tiêu khác, như: Lực phanh hay thời gian phanh 2.1 Kết cấu hệ thống phanh - HƯ thèng phanh «t« gåm cã phanh phanh dừng phanh thờng phanh bánh xe hay gọi phanh chân phanh dừng thờng phanh tay, phanh tay thờng đợc bè trÝ ë sau trơc thø cÊp cđa hép số bố trí bánh xe - Việc dùng hai phanh, phanh phanh phụ đảm bảo độ an toàn ôtô chuyển động dừng hẳn Hệ thống phanh có hai phần cấu phanh dẫn động phanh - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đợc bố trí bánh xe nhằm tạo mômen hÃm bánh xe phanh ôtô - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà dẫn động phanh bao gồm phần tử khác Ví dụ dẫn động khí dẫn động phanh bao gồm bàn đạp thanh, đòn khí Nếu dẫn động thuỷ lực dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) ống dẫn 2.1.1 Cơ cấu phanh 2.1.1.1 Cơ cấu phanh loại trống-guốc - Phanh guốc hay gọi phanh trống loại phanh sử dụng má phanh áp vào mặt guốc phanh mà tác động lực ép vào mặt trống phanh, phận liên kết với bánh xe - Đây loại cấu phanh sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm có chi tiết sau Trống phanh, guốc phanh, mâm phanh, cấu ép bbộ phận điều chỉnh khe hở TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH Hình 1.2 Cấu tạo phanh trống-guốc - Cấu tạo: + Guốc phanh: Hầu hết guốc phanh xe du lịch cấu tạo hai miếng ghép lại Độ cong vành guốc phù hợp với mặt trống phanh, bề mặt vành guốc gắn với má phanh Guốc phanh chế tạo từ nhơm đúc, có trọng lượng nhẹ tản nhiệt tốt Guốc phanh có nhiều hình dáng khác nhau, kiểu đa dạng guốc phanh nhân dạng số hiệu guốc định viện Tiêu chuẩn vật liệu ma sát + Má phanh: Ở xe du lịch xe tải nhẹ má phanh gắn vào guốc phanh hai cách, dán keo tán rivê Còn xe tải hạng nặng má phanh khoan lỗ để gắn bulong, cho phép việc thay dễ dàng Tuy nhiên loại má phanh dán thông dụng ưa chuộng tận dụng tối đa bề dày má, mịn khơng bị đinh tán cọ làm hỏng mặt trống phanh Má phanh thứ cấp dài má phanh sơ cấp, má phanh gắn vị trí cao hay thấp guốc để thay đổi đặc + Mâm phanh: Được thiết kế, chế tạo để gắn cụm phanh, mâm phanh gắn bulong vào trục bánh sau khớp lái cầu trước, mâm phanh có lỗ, vấu lồi để gắn xilanh thủy lực, lò xo giữ guốc phanh cáp phanh tay Lò xo trả guốc phanh có nhiệm vụ then chốt, đặc biệt loại phanh trợ động Trong nhả phanh ra, lò xo kéo guốc phanh trở đẩy piston trở trạng thái ban đầu TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH Plx – Lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy: Plx = 14 KG Thay giá trị vào cơng thức ta có: D1 = √ ( Q1 +Plx ) π P j η1 η2 = √ ( 312 , 3+14 ) −2 , 14 10 , 95 =79 mm - Diện tích hiệu dụng bầu phanh π D1 ,14 792 FA= = =4899 , 18 mm2 4 - Diện tích bao kín bầu phanh: FB = F A 4899,18 = = 6123,97 mm2 0,8 K K – Hệ số dự trữ lượng, lấy K = 0,8 - Đường kính bao kín bầu phanh Dbp= √ √ F B 6123 , 97 = =88 mm π , 14 Kết luận: Bầu phanh đảm bảo yêu cầu đặt Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24 27 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH 2.3.2 Thiết kế tính tốn bầu phanh sau 2.3.2.1 Lực tác dụng lên đẩy d3 pl x pj pj pl x d2 Q2 l // p2 // p1 h Hình Sơ đồ kết cấu bầu phanh sau - Xét cân cấu cam ép Phương trình cân lực: Q2.L.ηT = (P1// + P2//).h/2 Trong đó: Q2 – lực tác dụng vào đẩy bầu phanh sau L – cánh tay đòn xác định vẽ: L = 159 mm ηT – hiệu suất truyền động cam: ηT =0,85 P1’’, P2’’ – lực đẩy cam lên guốc trước guốc sau Từ họa đồ phanh ta có: P’’1 = 5322,66 N P’’2= 12480,72 N 28 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH h – Khoảng cách hai lực P’1 P’2 , chọn theo xe tham khảo : h = 46 mm Thay số vào công sức (*) ta được : h Q1 = ( P ''1+P''2 ) L ηT = ( 5322 , 66+12480 ,72 ) 23 =3029 ,80 N 159 , 85 - Xét cân màng phanh π D1 Q1 + Plx =P j η1 η2 Trong đó: Q1 – Lực tác dụng lên đẩy bầu phanh Q1 = 3029, 80 N = 302,9 KG Pj - Áp suất bầu phanh, Pj = KG/cm2 D1 – Đường kính hiệu dụng màng phanh η1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, η1= η2 – Hệ số tính đến tổn hao ma sát, η2 = 0,95 Plx – Lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy: Plx = 14 KG Thay giá trị vào cơng thức ta có: D1= √ ( Q + Plx ) π P j η1 η2 = √ ( 302 , 9+14 ) −2 , 14 10 , 95 =77 mm - Diện tích hiệu dụng bầu phanh π D1 ,14 772 FA= = =4656 , 62 mm 4 - Diện tích bao kín bầu phanh: FB = F A 4656,62 = = 5820,77 mm2 0,8 K K – Hệ số dự trữ lượng, lấy K = 0,8 29 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH - Đường kính bao kín bầu phanh Dbp= √ √ FB 5820 , 77 = =86 ,11 mm π , 14 2.4 Kiểm tra khả làm việc cấu phanh 2.4.1 Kiểm tra tượng tự siết - Hiện tượng tự xiết trình phanh tượng má phanh ép sát vào trống phanh lực ma sát mà không cần tác động lực P truyền động lên guốc phanh Trong trường hợp mô men phanh đứng phương diện mà nói tiến tới vơ hạn - Hiện tượng tự xiết gây bó cứng bánh xe, làm ổn định phanh, trường hợp xe tiến Do tính tốn thiết kế cần kiểm tra tượng tự xiết xe tiến - Để kiểm tra tượng tự xiết, ta thiết lập môi quan hệ mô men phanh Mp lực ép P Xảy tượng tự xiết khi: μ= C cosδ =tg ϕ ρ−C sin δ 30 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH Trong đó: C- khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt quay má phanh(mm), C=165 mm +) Trường hợp xe tiến: xe tiến phía trước, tượng tự xiết xảy guốc phanh trước Với μ=0,3; ρt = 238,55(mm); δt=11018' => tg ϕ= 165 cos11, =0 , 69>μ=0,3 238 , 55−165 sin 11, → Vậy không xảy tượng tự xiết bánh xe xe tiến +) Trường hợp xe lùi Với μ=0,3; ρs=238.55 (mm); δt=11018’ => tg ϕ= 165 cos 11, =0 , 69>μ=0,3 238 , 55−165 sin 11, → Vậy không xảy tượng tự xiết bánh xe lùi 2.4.2 Xác định kích thước má phanh - Kích thước má phanh chọn sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất má phanh, tỷ số trọng lượng toàn tơ diện tích tồn má phanh hạn chế độ làm việc phanh 2.4.2.1 Kiểm tra công ma sát riêng - Công ma sát riêng L xác định sở má phanh thu toàn động ô tô chạy với vận tốc V0 trước phanh 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH GV 20 L= ≤[ L ] =400÷1000( J /cm )(∗) gF Σ Trong đó: G trọng lượng tồn ô tô đầy tải, G = 49800 (N) V o vận tốc bắt đầu phanh, chọn V o = 60 Km/h = 16,67 m/s g: Gia tốc trọng trường, lấy g=9,81 m/s2 F  : diện tích tồn má phanh tất bánh xe m Ta có cơng thức tính diện tích là: F   0i rt bi i 1  0i: góc ơm má phanh thứ i bi: bề rộng má phanh thứ I, khảo sát thực tế bi= 160 (mm) Rt: bán kính trống phanh, Rt = 205 mm Ta chọn cấu phanh bánh nhau, nên ta có: F ∑ ¿=4 ( F t + Fs ) ¿ Trong đó: Ft diện tích má phanh trước Fs diện tích má phanh sau F ¿¿ ∑ = 4.(1,74.205.160+1,74.205.160) = 456567 (mm2) = 4565,67 (cm2) Thay vào (*) ta được: 49800.16,67 =¿154,48 (J/cm2) ≤ [L] → L= 2.9,81.4565,67 → Vậy thõa mãn điều kiện L ≤ [L] =400÷ 1000 (J/cm2) Kết luận: Vậy má phanh chọn thỏa mãn toàn lượng phanh bánh xe 2.4.2.2 Kiểm tra áp suất bề mặt ma sát - Khi muốn biết thời gian phục vụ má phanh hay tuổi thọ ta xét đến áp suất bề mặt ma sát dựa vào thông số q q= MP μ r b m β ≤[ q ] =1,5÷2,0 MPa t - Theo cơng thức (**) ta thấy muốn xét đến thông số q phụ thuộc vào góc ơm má phanh mô men phanh sinh cấu phanh ta xét đến má phanh có gốc ơm lớn chịu mô men phanh lớn - Xét cầu trước cầu trước chịu mơ men phanh lớn cầu sau ta xét má 32 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH trước chịu mô men phanh lớn má sau - Ta có: = 0,3- Hệ số ma sát má phanh trống phanh  = 1000 = 1,74 rad Rt = 205 mm; b = 160mm FΣ = 4565,67 (cm2) - Với cầu trước mô men sinh cấu phanh là: Mpt =2686,9 (N.m) → q= 2686,9 = 765514,27 N/m2 = 0,76 Mpa ≤ [q] = 1,5 ÷ 2,0 Mpa 0,3.0,16 0,4565 →Kết luận: Vậy guốc phanh trước đảm bảo áp suất riêng, guốc phanh sau đảm bảo áp suất riêng 2.4.2.3 Thời gian làm việc má phanh đánh giá tỉ số p= M ≤[ p ] =( 2,5÷3,5 ) 104 KG /m2 FΣ M – Khối lượng tồn tơ, M=4980 KG F Σ = 4565,67 (cm2) = 0,4565 (m2) – Tổng diện tích bề mặt ma sát má phanh tất cấu phanh →p= 4980 = 1,09 KG/m2 ≤ [p] 0,4565 Kết luận: Vậy giá trị p nằm giới hạn cho phép 2.4.2.4 Kiểm tra nhiệt độ tang trống - Trong trình phanh động ô tô chuyển thành nhiệt trống phanh phần mơi trường khơng khí, phương trình cân nâng lượng là: G g ( V −V 2 ) t = mt C t +F t ∫ K t dt 0 - Khi phanh ngặt thời gian ngắn, số hạng thứ hai bỏ qua Do ta xác định tăng nhiệt độ trống phanh sau: τ= G( V 2−V gm t C 2) ≤[ τ ] =150 C 33 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH Sự tăng nhiệt độ trống phanh phanh tới V o= 30 km/h, V= km/h, không 15o τ – Độ gia tăng nhiệt độ τ = 273° K ÷ 573 ° K G – Trọng lượng tồn tơ đầy tải: G = 4980 KG g – Gia tốc trọng lượng: g = 9,81 m/s C – Nhiệt dụng riêng trống phanh làm gang C = 500 J/Kg.độ mt – Khối lượng trống phanh chi tiết bị nung nóng mt =6 moi =6 γ V γ – Khối lượng riêng γ=6,8÷ 7,4 g/cm V – Thể tích trống phanh Thay thơng số vào ta có: ( ) 410 120 ( V =π 10+π 410 −4002 )=2083661(mm )=2083 , (cm3 ) mt = 6.6,8.2083,6 = 85010,88 (g) = 85,01 (Kg) →τ = 4980.(8,33 ) = 4,06° C < [τ ] 2.500 85,01 → Kết luận: Sự thoát nhiệt cấu phanh thiết kế tốt 2.5 Tính bền trống phanh 2.5.1 Tính áp suất tác dụng lên trống phanh Áp suất trống phanh tính theo cơng thức kinh nghiệm sau: q= MP μ r b m β ≤[ q ] =1,5÷2,0 MPa t Trong đó: Mp – Momen phanh guốc phanh trước guốc phanh sau sinh Mp=2686,9 N μ – Hệ số ma sát má phanh trống phanh μ=0,3 b – Bề rộng má phanh, b = 160 (mm) r t – Bán kính trống phanh, r t = 205 (mm) β – Góc ơm ma sát, β o = 100° q= 2686,9 = 765514,27 N/m2 = 0,76 Mpa ≤ [q] 0,3.0,16 0,205 1,74 34 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH 2.5.2 Tính ứng suất hướng tâm ứng suất tiếp tuyến - Ứng suất hướng tâm tính theo cơng thức kinh nghiệm sau: ( qa ' b '2 1− b ' 2−a' r2 σ n= ) - Ứng suất tiếp tuyến theo công thức kinh nghiệm sau: σt= ( ) qa ' b '2 1+ b ' 2−a ' r2 Trong đó: a’ – Bán kính trống, a’= 200 (mm) b’ – Bán kính ngồi trống, b’ = 205 (mm) r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, r = a’ σ n σ t đạt giá trị cực đại σ n= σt= ( ( ) 78034 ,07×0,22 , 2052 1− =−78034 ,07 ( KG/m2 )=−7,8( KG /cm2 ) 2 ,205 −0,2 0,2 ) 78034 , 07×0,22 , 2052 1+ =3160861 ,53( KG /m2 )=316 , 08( KG/cm2 ) 2 , 205 −0,2 0,2 Ta có ứng suất tương đương bằng: σ td = σ +σ =√ (−7,8 )2 +316 , 082 =316 , 17( KG /cm2 ) √ n t Để đảm bảo an toàn ta láy thêm hệ số an toàn n = 1,5 σ td = 1,5.316,17 = 474,26 (KG/cm2) Trống phanh làm gam CX18-36 có [σ k ] = 1800 (KG/cm2) → σ td=474,26 KG/cm2 ≤ [σ k ] Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền 2.4 Tính bền chốt phanh 2.4.1 Thân chốt phanh chịu cắt hai mặt phẳng - Điều kiện bền chốt phanh làm việc theo hai mặt là, công thức khinh nghiệm: τc= U1 F = U1 n πd = 2 U1 n πd ≤[ τ ] =400(kG/cm ) Trong đó: d – Đường kính chốt, d = 2,2 (cm) 35 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH U1 – Lực tác dụng lên chốt xác định phần trên, U1 = 13490 N n – Số chốt phanh chịu lực, n = Thay số ta có: τc= 2×1349 ,0 =88 , 71( KG/cm )< [ τ C ] 2×3 , 14×2,22 2.4.2 Tính chốt phanh theo dập - Điều kiện bền dập, công thức kinh nghiệm: σ d= U1 ld ≤[ σ ]=800(kG/ cm ) Trong đó: d – Đường kính chốt, d = 2,2 cm U1 – Lực tác dụng lên chốt xác định phần trên, U1 l – Chiều dài truyền sức ép vào thân chốt, l = 50 mm Thay giá trị vào ta có: σ c= 1349 , =122, 63(kG /cm2 )< [ σ d ] 5×2,2 Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền 2.5 Tính bền guốc phanh y 120 yc g x 50 y2 yc x1 x2 5 r / r / r g 36 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH Hình Kích thuốc guốc phanh + Y2 – Kích thước chế tạo guốc phanh (khoảng cách từ trọng tâm phần đến trọng tâm phần dưới), Y2 = 27,5mm + Yc1 – Kích thước trọng tâm phần đến đường trung hịa + Yc2 – Kích thước trọng tâm phần đến đường trung hòa + R1’ – Bán kính trọng tâm phần diện tích tính đến tâm tang trống R’ = 185,5 mm + R2’ – Bán kính trọng tâm phần diện tích tính đến tâm tang trống R’ = 158 mm + RG – Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm guốc phanh - Tính YC1: Y c 1= Y F1 F +F Trong đó: Y2 – Kích thước chế tạo guốc phanh, Y2 = 27,5 (mm) F1 – Diện tích phần chữ Π F1 = 5.120 = 600 (mm2) F2 – Diện tích phần chữ Π F2 = 2.5.50 = 500 (mm2) ⇒Y C = 27 , 5×600 =15(mm ) 600+500 → YC2 = Y2 – YC1 = 27,5 -15 = 12,5 (mm) - Tính bán kính đường trung hòa: Rth = F +F F1 F + R1 ' R ' Trong đó: + R1’ – Bán kính trọng tâm phần diện tích tính đến tâm tang trống R’ = 185,5 mm + R2’ – Bán kính trọng tâm phần diện tích tính đến tâm tang trống R’2 = 158 mm ⇒ Rth = 600+500 =172(mm ) 600 500 + 185 ,5 158 37 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH - Tính kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm guốc phanh RG = R’2 + YC2 = R’1 – YC1 → RG = 185,5 – 15 = 170,5 mm 3.1 Thiết kế dẫn động phanh 3.1.1 Tính tốn lượng khí nén 3.1.1.1 Các thơng số kỹ thuật ca mỏy nộn khớ Chọn máy nén loại Pít tông hai xi lanh thị trờng có thông số sau: - Số lợng xi lanh: i = đặt thẳng hàng - Đờng kính xi lanh: d = cm - Hành trình piston: S = 3,8 cm - Số vòng quay máy nén khí: n = 1700 v/p - Tû sè trun cđa ®ai: it® = - HiƯu st trun khÝ cđa m¸y nÐn: η = 0,6 3.1.1.2 Năng suất máy nén khí ( lưu lng) - Xe thiết kế sử dụng năm bình khí nén, dung tích bình 140 (l) Vậy tổng lợng khí nén bình là: 5x140 = 700 (l) - Năng suất máy nén khí đợc tính theo c«ng thøc kinh nghiƯm sau: Q= π.d S i n.(l/ ph ) Trong đó: i - Số lợng xi lanh: i = đặt thẳng hàng d - §êng kÝnh xi lanh: d = cm S - Hành trình piston: S = 3,8 cm n - Số vòng quay máy nén khí: n = 1700 v/p it® - Tû sè trun cđa ®ai: it® = η - HiƯu st trun khÝ cđa m¸y nÐn: η = 0,6 38 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH Thay c¸c gi¸ trị vào công thức ta đợc: Q= ,14 0,6 , 38 1700 0,6=219(l/ ph ) * KÕt ln: Sau m¸y nén nạp đợc 4x219 = 876 (l) khí nén đảm bảo nạp đầy tất bình chứa 3.1.1.3 Tính toán lợng tiêu hao nhiên liệu sau lần phanh - Lợng tiêu hao không khí cho lần phanh lợng không khí dÃn nở đờng ống từ van phân phối đến bầu phanh * Thể tích khí đờng ống Chọn đờng ống có đờng kính = 13 mm Chiều dài đờng ống l = 24 m = 24000 mm Do ®ã thĨ tích toàn đờng ống là: d2 ,14 132 V ong = l= 24000=3183960 mm 4 * ThÓ tÝch khÝ bầu phanh Ta coi độ dịch chuyển guốc phanh lại phụ thuộc vào góc xoay trục cam nối trục cam Công thức xác định độ dịch chuyển màng: S= .l 180 Trong đó: - Độ xoay bắt vào trục cam α = 70 l – ChiỊu dµi cđa cµng bắt vào trục cam, l = 159 mm Thay giá trị vào công thức ta đợc: S = 7/180.3,14.159 = 19,4 mm - Thể tích khí bị tiêu hao sáu bầu phanh V= 2 d bt π d bs St+ Ss 4 Trong ®ã: 39 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S VŨ VĂN ĐỊNH dbt ,dbs - Đờng kính hiệu dụng bầu phanh tríc vµ sau.LÊy tû sè hiƯu dơng = 0,8 ë bÇu phanh tríc: dt = 181.0,8 = 145 mm ë bÇu phanh sau: ds = 130.0,8 = 104 mm Thay vào công thức ta đợc: 2 , 14 145 , 14 104 V= 19 , 4+4 19 , 4=1299247 mm =1,3(l ) 4 * ThĨ tÝch tiªu hao bầu phanh tự hÃm sau lần phanh - Theo thiết kế bầu tự hÃm phanh lò xo ép lên ty đẩy, không phanh khí nén ép lò xo tích năng, có bốn bầu tự hÃm lắp bốn bánh xe cầu cầu sau đợc thiết kế với bốn bầu phanh công tác Do ta coi lợng không khí tiêu hao bốn bầu tự hÃm sau lần đạp phanh lµ: , 14 1042 V =4 19 , 4=658867 mm =0 , 66(l ) * Lợng tiêu hao khí van phân phối Lấy gần VPP = 0,05 (l) Vậy tổng cộng lợng không khí tiêu hao cho toàn hệ thống sau lần đạp phanh là: V = V0 + Vb + Vh + VPP = 3,18 + 1,3 + 0,66 + 0,05 = 5,18 (l) * KÕt luËn: Víi dung tÝch toàn bình chứa 700 (l) Lợng tiêu hao không đáng kể, đảm bảo cho lần phanh 3.1.1.4 Tính bền đờng ống dẫn ®éng phanh - Trong tÝnh to¸n cã thĨ coi ®êng ống loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu có chiều dài lớn (Đây toán vỏ mỏng tròn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyÕt kh«ng m« men) Theo c«ng thøc sau: σt= P.R P.R σ n= S ; 2.S Trong ®ã: P - áp suất bên đờng ống, P = KG/cm2 R – B¸n kÝnh cđa èng dÉn, R = 6,5 mm = 0,65 cm 40 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC THẠNH GVHD: TH.S V VN NH S Chiều dày đờng ống, S = 0,7 mm = 0,07 cm §èi víi èng dẫn làm hợp kim đồng thì: [ ] =2600 (KG/cm ) Thay vào công thức ta đợc: σt= , 65 ,65 =65( KG/cm2 ) σ n = =32, 5( KG /cm2 ) , 07 , 07 ; øng suất tơng là: td = 2t + 2n =√ 652 +32 , 52 =72 ,5( KG /cm2 )< [ ] * Kết luận: Đờng ống dẫn động phanh thiÕt kÕ ®đ bỊn TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Trọng Hoan TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ Nguyễn Hữu Cần, Phan Đình Kiên THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN Ơ TƠ MÁY KÉO TẬP Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp 3.Nguyễn Hữu Cần, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tải, Lê Thị Vàng LÝ THUYẾT Ô TÔ MÁY KÉO Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2005 Nguyễn Khắc Trai CẤU TẠO GẦM Ô TÔ TẢI, Ô TÔ BUÝT Nhà xuất giao thông vận tải Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Tài, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng KẾT CẤU Ô TÔ Nhà xuất bách khoa- Hà Nội https://www.wabco-customercentre.com/catalog/docs/8150100033.pdf 7.https://www.sgi.sk.ca/documents/625510/305872/airbrake_manual.pdf/1601c666-44bf4078-a1ae-97d436440885 8.https://www2.gnb.ca/content/dam/gnb/Departments/ps-sp/pdf/Publications/ab_manuale.pdf https://www.inf.gov.nt.ca/sites/inf/files/resources/air_brake.pdf 41 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... tán ma s? ?t β 0: góc ơm má phanh β2 = β1 + β0 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC TH? ??NH GVHD: TH. S VŨ VĂN ĐỊNH 2rt cos 1  cos     02  sin    cos1   sin ... MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC TH? ??NH GVHD: TH. S VŨ VĂN ĐỊNH 2.5.2 Tính ứng suất hướng tâm ứng suất tiếp tuyến - Ứng suất hướng tâm tính theo cơng th? ??c kinh nghiệm sau: ( qa ' b '2... ma s? ?t riêng - Công ma s? ?t riêng L xác định s? ?? má phanh thu toàn động ô tô chạy với vận tốc V0 trước phanh 31 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com NÔNG PHƯỚC TH? ??NH GVHD: TH. S VŨ VĂN ĐỊNH