Cải tiến hệ thống phanh xe Hino theo tiêu chuẩn ECE

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Cải tiến hệ thống phanh xe Hino theo tiêu chuẩn ECE

mục lục

Lời nói đầu 2

Chơng I Những vấn đề chung và hệ thống phanh cho ô tô 4

1.1 Vấn đề chở hàng siêu trờng 4

1.2 Giới thiệu chung về xe HINO 5

1.3 Hệ thống phanh của xe HINO FF3H 7

Chơng II Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và phơng pháp tính 22

2.1 Các thông số của xe HINO FF3H sau khi đã thay đổi 22

2.2 Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán 23

2.3 Kiểm tra theo ECE với tỉ số phân chia lực phanh cũ 33

2.4 Xác định tỉ số mới với xe kéo dài theo tiêu chuẩn ECE 34

2.5 Đề xuất phơng án cải tạo 35

Chơng III Kiểm nghiệm hệ thống phanh 37

3.1 Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh trớc 373.2 Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh sau 55

3.3 Kết luận khả năng đáp ứng của cơ cấu phanh cũ 69

Chơng IV Thiết kế cải tiến 70

4.1 Cơ sở cho việc cải tiến 70

4.2 Thiết kế lại van điều khiển thuỷ lực 70

Kết luận chung 75

Tài liệu tham khảo 77

Lời mở đầu

Hiện nay vấn đề về giao thông đờng bộ đang là vấn đề đợc rất nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm Trong các phơng tiện giao thông đờng bộ thì ô tô là phơng tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà nó còn là một phơng tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành thấp ở nớc ta hiện nay, các xe ô tô đang lu hành chủ yếu là của nớc ngoài, đợc lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ Các loại xe này đã đáp ứng đợc nhu cầu vận tải trong nớc và cũng đáp ứng đợc các tiêu chuẩn quốc tế Tuy nhiên do nhu cầu chuyên biệt của từng điều kiện công tác, chúng ta đang cần đa ra đợc xe có kích thớc lớn, một trong số đó là xe chở cột điện.

Hiện nay số nhà máy có khả năng sản xuất cột điện lớn chỉ nằm ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh Với tốc độ đô thị hoá ở nớc ta đòi hỏi phải có xe chuyên dụng vận chuyển từ nhà máy đến nơi tập kết và lắp đặt Thông thờng xe chở cột điện đợc dùng để vận chuyển trên các tuyến đờng dài liên tỉnh nh từ thành phố Hồ Chí Minh đi miền Trung hoặc từ Hà Nội đi miền Trung, vì vậy nhu cầu về xe thân dài là rất cần thiết.

Khi kéo dài thân xe để phù hợp với mục đích vận chuyển, nhiều tính năng của xe đã bị thay đổi nên không còn đáp ứng đợc các tiêu chuẩn nh trớc, vì vậy cần phải kiểm tra tính toán và có thể một số bộ phận phải thiết kế lại Trong các bộ phận của xe thì hệ thống phanh đóng một vai trò hết sức quan trọng vì nó liên quan đến vấn đề an toàn chuyển động của xe và vấn đề an toàn giao thông, ảnh hởng trực tiếp đến sinh mạng và tài sản con ngời.

Trên cơ sở đó em đợc giao đề tài:

- Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ô tô.

- Tiêu chuẩn ECE R13, cơ sở lý luận và phơng pháp tính.- Tính toán, kiểm nghiệm bền cơ cấu phanh.

- Thiết kế cải tiến.

Đề tài đợc tiến hành tại bộ môn Ô tô trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Khắc Trai và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hớng dẫn tận

tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.Hà Nội ngày 16 tháng 5 năm 2004

Sinh viên thực hiệnNguyễn Tiến Vũ Linh

chơng inhững vấn đề chung vàhệ thống phanh cho ô tô

1.1 Vấn đề chở hàng siêu trờng:

Luật Đờng bộ của Việt Nam đã quy định với tất cả các loại xe, kích thớc vật đợc chở trên xe không đợc vợt quá kích thớc bao ngoài của xe Vấn đề chở hàng dài hiện nay có 3 phơng án sau:

+ Nối thêm rơ moóc:

+ Gác vật dài lên đầu xe (với những vật không dài hơn kích thớc xe):

+ Kéo dài thân xe đảm bảo hàng không vợt ra ngoài kích thớc xe:

Cột điện cỡ lớn đợc chế tạo với chiều dài 10m nên phơng án đợc chọn là phơng án 3 Xe cơ sở thiết kế là xe HINO Hiện nay ở Việt Nam đã lắp ráp các xe sát xi hoàn chỉnh và đang đợc dùng để chuyển đổi mục đích sử dụng Nội dung đề tài là thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe này nhằm tạo nên phơng tiện chuyên chở chuyên dùng, đảm bảo an toàn giao thông Để chở đợc cột điện 10 m, thân xe đợc kéo dài 1,2 m Sau khi kéo dài, xe phải đảm bảo điều kiện an toàn giao thông, cụ thể là hệ thống phanh phải đợc thiết kế theo tiêu chuẩn ECE R13.

1.2 Giới thiệu chung về xe Hino:

HINO là một hãng xe lớn có uy tín của Nhật Bản, chuyên sản xuất các loại xe vận tải có công thức bánh xe là 4x2 với cầu sau chủ động Hiện nay chúng ta đang cần chuyển đổi một số loại xe sang chuyên dụng Trên cơ sở những xe đã đợc lắp ráp ở Việt Nam phục vụ cho việc chuyên chở vật dài, em đã chọn series FF3H Mẫu xe F là tiêu chuẩn mới của hãng HINO Công nghệ hiện đại kết hợp với thiết kế tiên tiến đã mang lại cho HINO F tính năng mạnh mẽ cùng sự thoải mái và dễ dàng khi điều khiển.

Các đặc điểm cơ bản:

 Tải trọng tối đa đạt 14,2 tấn.

 Động cơ: Xe FF 3H sử dụng loại động cơ Diesel HO7D, 6 máy thẳng hàng, đợc bố trí dới buồng lái Công suất cực đại đạt 195 mã lực (ở số vòng quay 2900 v/ph) Mô men xoắn cực đại đạt 500 N.m (ở số vòng quay 1700 v/ph) Dung tích xi lanh 7412 cc.

Bảng thông số tính năng kỹ thuật của xe Hino FF 3H

Đờng kính, hành trình PistonDung tích xi lanh

Mã lựcN.m

Động cơ Diesel HO7D6 máy thẳng hàng195 – (2900 v/ph)500 – (1700 v/ph)

110 x 130 mm7412

từ số 2 đến số 6

khiển bằng khí nén, 2 dòngKích thớc bao ngoài

và thiết bị khoá an toàn dễ điều khiển

1.3 Hệ thống phanh của xe Hino FF3H:

- Đặc điểm chung: là loại dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén có 2

dòng độc lập Cơ cấu phanh trớc và sau đếu sử dụng loại tang trống với các guốc phanh đối xứng nhau qua tâm và xi lanh thuỷ lực đóng vai trò điều khiển guốc phanh.

Phanh tay đặt ở trục thứ cấp của hộp số chính, dẫn động cơ khí.

1.3.1 SÈ Ẽổ cấu tỈo vẾ nguyàn lý hoỈt Ẽờng cũa hệ thộng phanh xe Hino FF 3H:

HỨnh 1.2 SÈ Ẽổ hệ thộng phanh

ưởng Ẽậm : ưởng ộng dẫn khÝưởng mảnh: ưởng ộng dẫn dầuưởng Ẽựt nÐt : Cọ thể Ẽùc trang bÞ thàm

1 ưổng hổ bÌo Ìp suất2 CÈ cấu phanh bÌnh

15 CÈ cấu phanh sau16 Van Ẽiện tử

17.Xi lanh Ẽiều khiển phanh Ẽờng cÈ

18 Van Ẽiều khiển khÝ

19 CẬng t¾c Ẽèn phanh20 MÌy nÐn khÝ

- Cấu tạo: Qua sơ đồ cấu tạo, ta có thể nhận thấy hệ thống phanh đợc chia

thành ba cụm chính:

+ Phần cung cấp khí nén: Gồm máy nén khí, các bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khí nén trớc khi cung cấp khí nén vào các bình chứa và các van một chiều.

+ Phần điều khiển bằng khí nén: Các đờng ống dẫn khí từ các bình chứa khí nén qua van điều khiển khí nén 18 và đến van điều khiển thuỷ lực 13 Qua van điều khiển thuỷ lực, áp suất khí nén chuyển thành áp suất dầu.

+ Phần dẫn động thuỷ lực: Gồm bình chứa dầu 11 cung cấp dầu cho xi lanh 13 Các đờng ống dẫn dầu truyền áp suất thuỷ lực từ xi lanh 13 đến các xi lanh công tác trên các cơ cấu phanh bánh xe.

- Nguyên lý hoạt động:

Máy nén khí 20 đợc dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí nén vào bình 7 qua van kiểm tra 3 áp suất trong bình 7 đợc xác định qua đồng hồ 1 đặt trong buồng lái Khi mới bắt đầu khởi động động cơ, áp suất trong bình 7 còn thấp, đèn 8 sáng Sau vài phút, áp suất trong bình 7 đã đủ mức cần thiết, đèn 8 tắt báo hiệu phanh đã sẵn sàng và xe có thể khởi hành Bộ điều chỉnh áp suất khí 9 có tác dụng điều chỉnh mức áp suất cho phép trong bình 7 Nếu áp suất trong bình 7 vợt quá mức điều chỉnh thì 9 mở ra cho khí nén từ bình 7 về ngợc lại máy nén khí 20, giảm sự tiêu hao công suất cho máy 20 Vì một lý do nào đó mà áp suất trong bình 7 vọt lên quá cao thì một lợng khí nén sẽ đợc xả ra thông qua van an toàn 4 Khí nén từ bình 7 đợc chia làm 2 dòng riêng biệt cấp vào bình 5 và 6 qua các van kiểm tra 3 Khi phanh, ngời lái tác động lên bàn đạp phanh, van phanh 18 mở cung cấp khí nén từ bình 5 và 6 đến các van điều khiển thuỷ lực 13 Các van điều khiển thuỷ lực 13 chuyển áp suất khí nén thành áp suất dầu phanh truyền đến các xi lanh công tác tại các cơ cấu phanh bánh xe trớc và sau

Tại các xi lanh công tác, áp suất dầu tạo áp lực lên các piston đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh, tiến hành quá trình phanh.

Hiện nay các xe đợc trang bị thêm bộ phận sấy khô khí nén 10 Nh vậy khí nén đi từ máy 20 trớc khi vào bình 7 qua van 3 sẽ đợc bộ phận 10 sấy khô nhằm hạn chế tốt đa lợng hơi nớc lọt vào bình 7 Hơi nớc có trong khí nén có thể tạo ra cặn tại các bình khí nén, làm chậm tác dụng của khí nén và làm giảm áp suất khí nén.

Năng lợng do ngời lái tạo ra thông qua bàn đạp phanh chỉ dùng để mở van điều khiển khí nén Năng lợng tạo nên áp lực dầu thể hiện qua máy nén khí Các guốc phanh đợc điều khiển bằng áp suất thuỷ lực.

- Ưu điểm: Hệ thống này kết hợp đợc u điểm của cả phanh khí và phanh

dầu cụ thể là độ nhạy cao, hiệu suất lớn, phanh đợc đồng thời các bánh xe , điều khiển nhẹ nhàng.

- Nhợc điểm: có kết cấu phức tạp, giá thành cao, nhiều cụm kích thớc lớn,

chăm sóc kỹ thuật phức tạp, luôn phải kiểm tra sự bao kín của hệ thống khí nén và thuỷ lực.

1.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van phanh điều khiển khí nén:

Hình 1.3 Kết cấu van điều khiển khí nén

1 Cốc nắp

2 Lò xo hồi vị piston số 13 Vòng hãm đế van số 14 Piston số 2

5 Lò xo hồi vị đế van số 26 Thân van số 2

7 Van kiểm tra

8 Vòng hãm đế van số 29 Đế van số 2

10 Lò xo hồi vị piston số 2

11 Lò xo hồi vị đế van số 112 Đế van số 1

13 Lò xo đỡ piston số 114 Lò xo chính

15 Piston số 116 Thân van số 117 Nắp van phanh18 Vít điều chỉnh19 ống

+ Cụm bàn đạp: Bàn đạp phanh 21 có cơ cấu hoạt động kiểu đòn bẩy với một đầu là vít điều chỉnh 18, đầu kia là trục lăn 20 Vít 18 tì vào nắp 17 để hạn chế hành trình của trục lăn 20 khi nhả phanh.

+ Cụm điểu khiển dòng phanh sau: Piston chính 15 đợc cân bằng bởi các lò xo đỡ 13, lò xo hồi vị 2 và lò xo chính 14 Dới tác dụng của lực căng lò xo 11, đế van 12 tiếp xúc với thân van phanh, đóng đờng cung cấp khí nén từ C sang A.

+ Cụm điều khiển dòng phanh trớc: Piston 4, lõi là 1 đờng ống làm nhiệm vụ xả khí Đế van 9 tiếp xúc với thân van phanh dới tác dụng của lò xo 5, đóng đờng cung cấp khí nén từ D sang B.

- Nguyên lý làm việc:

+ Trạng thái phanh: Lực đạp của ngời lái tác động lên bàn đạp 21, qua lò xo 14 đẩy piston 15 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 12 đi xuống mở van cung cấp để khí nén đi từ bình chứa (khoang C) đến dòng phanh bánh sau (khoang A) Khí nén ở khoang A qua lỗ thông vào khoang G, đẩy piston 4 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 9 đi xuống, mở van cung cấp để khí nén từ bình chứa (khoang D) đến dòng phanh bánh trớc (khoang B)

+ Trạng thái nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, áp suất khí nén trong khoang A đẩy piston15 đi lên, dới tác dụng của lò xo 11 đế van 12 đi lên đóng van cung cấp lại, ngăn không cho khí nén từ khoang C truyền sang khoang A Piston 15 tiếp tục đi lên mở van xả, xả khí nén từ khoang A và dòng phanh sau ra ngoài không khí qua đờng E Khí nén trong khoang G trên piston 4 xả ra không khí qua khoang A Do lực lò xo 10 và áp lực khí nén bên dới piston, piston 4 đi lên, tơng tự nh với dòng phanh sau, đóng van cung cấp khí từ khoang

+ Trạng thái rà phanh – phanh và giữ phanh ở mức độ nhất định: ở dòng phanh sau, áp suất khí nén trong khoang A tác động lên đáy piston 15 cùng với lực lò xo 2 đến khi thắng đợc lực lò xo 14 sẽ đẩy piston đi lên, đóng van cung cấp lại áp suất dòng phanh sau (khoang A) duy trì ở một giá trị nhất định, không tiếp tục tăng do không có khí nén cung cấp từ khoang C Trạng thái cân bằng của piston 15 đợc thiết lập bởi lực lò xo 14 (lực đạp phanh), lực các lò xo phản hồi và áp suất khí nén trong khoang A Tơng tự nh dòng phanh sau, khi áp suất khoang B bên dới piston 4 tăng lên cùng với lực lò xo 10 đến khi thắng lực do áp suất bên trên piston (áp suất phanh sau) gây nên sẽ đẩy piston 4 đi lên, đóng van cung cấp lại áp suất dòng phanh trớc đợc duy trì ở giá trị nhất định t-ơng ứng với mức độ phanh Trạng thái cân bằng đợc xác lập bởi áp suất bên trên và dới piston cùng với lực lò xo 10 ở trạng thái cân bằng, lò xo 11 và lò xo 5 đóng các van xả lại, ngăn không cho khí trong các dòng phanh thoát ra ngoài áp suất dòng phanh sau và dòng phanh trớc đợc giữ ở một mức độ nhất định, t-ơng ứng với áp suất dầu ở trạng thái rà phanh.

+ Khi dòng phanh trớc bị hỏng: Giả sử dòng phanh trớc bị hở, khí nén ở dòng phanh sau đợc ngăn cách với dòng phanh trớc bởi piston 4, đảm bảo cho dòng phanh sau vẫn hoạt động bình thờng.

+ Khi dòng phanh sau bị hỏng: Giả sử dòng phanh sau bị hở, không còn áp lực khí nén lên trên piston 4 để đẩy piston 4 đi xuống Khi tiếp tục đạp phanh, piston 15 đi xuống cho đến khi tiếp xúc với piston 4, đẩy piston 4 đi xuống, đóng van xả và mở van cung cấp, đảm bảo cho dòng phanh trớc vẫn hoạt động bình thờng.

1.3.3 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động van điều khiển thuỷ lực:

M

H×nh 1.4 KÕt cÊu van ®iÒu khiÓn thuû lùc

1 Vßng lµm kÝn piston2 Piston xi lanh khÝ nÐn3 Lß xo håi vÞ

4 Thµnh xi lanh5 Lç th«ng khÝ

6 §Çu nèi èng dÉn dÇu7 Van ®iÒu khiÓn8 Van x¶ khÝ

9 Xi lanh phanh chÝnh

10 Piston xi lanh phanh chÝnh11 N¾p

12 C«ng t¾c c¶nh b¸o mßn13 CÇn ®Èy

- Cấu tạo: Gồm 2 cụm chính

+ Xi lanh chính thuỷ lực (I): Gồm có vỏ, piston 10 và xi lanh 9 Bình

chứa chất lỏng cấp vào qua lỗ B nhờ van điều khiển 7 Dầu đợc dẫn vào lõi piston 10 thông qua một van đóng có dạng tròn, tiết diện hình chữ U và cấp cho xi lanh 9 Từ xi lanh 9 dầu sẽ dẫn đến các xi lanh phanh bánh xe qua lỗ C Trên vỏ xi lanh 9 có van xả khí Trên rãnh piston 10 có gioăng tròn làm bằng cao su để tạo kín giữa xi lanh 9 và piston 10.

+ Buồng tạo áp lực thuỷ lực do khí nén (II): Gồm có buồng 4 dạng

hình trụ Bên trong đợc chia làm 2 khoang M và N nhờ piston 2 Gioăng cao su 1 hình xuyến nằm bao ngoài piston 2 có tác dụng làm kín Lò xo cấu trúc dạng trụ 3 tạo khả năng hồi vị cho piston 2 Khoang N có thể thông với khí trời nhờ lỗ thông khí 5 và các màng lọc không khí Khí nén đợc cấp từ van phanh kép vào khoang M qua lỗ A Xi lanh khí nén và xi lanh thuỷ lực đợc liên kết với nhau thông qua đòn đẩy 13 và cố định với piston 2 nhờ ê cu 14 Để tạo kín giữa buồng khí và buồng dầu, ngời ta dùng phớt bạc kín kép Cấu trúc đầu nối giữa hai xi lanh dạng có khe hở.

ở dới buồng 4 ngời ta bố trí chốt 13.Giữa chốt 13 có rãnh, trên đó tỳ một chốt hình chỏm cầu nối với công tắc 12 Công tắc này dùng để cảnh báo đèn khi mòn má phanh.

- Nguyên lý làm việc:

+ Trạng thái không phanh: Van phanh kép đóng, không cung cấp khí nén vào khoang M do đó áp suất trong khoang M thấp, lực căng của lò xo 3 đẩy piston 2 hết sang trái, khiến thể tích của khoang M đạt nhỏ nhất Khí trời qua lỗ 5 và lới lọc điền vào khoang N Dầu phanh đa vào lỗ B, qua van một chiều chảy vào buồng xi lanh 9 nhờ một van trụ tiết diện chữ U Lúc này dầu có áp suất thấp Van 7 ở trạng thái đóng để tránh lọt khí vào xi lanh 9

+ Trạng thái phanh: Khí nén đợc cấp bởi van phanh điền đầy khoang M qua lỗ A áp lực của khí nén thắng lực căng của lò xo 3 đẩy piston 2 chuyển dịch sang phải Lúc này van trụ dạng chữ U bịt đờng dầu, không cho dầu lọt vào xi lanh 9 tạo nên buồng kín trong xi lanh 9 Tiếp tục tăng áp lực khí nén, piston 10 dịch chuyển sang phải làm tăng áp lực dầu và cấp cho các xi lanh bánh xe nhờ lỗ C Dới áp lực dầu, các guốc phanh đợc đẩy sát vào trống phanh tiến hành quá trình phanh.

+ Trạng thái rà phanh: áp suất khí nén không đạt giá trị lớn nhất áp lực khí nén sẽ cân bằng với lực căng lò xo 3 và áp lực dầu trong xi lanh 9, do đó sẽ giữ nguyên piston của xi lanh thuỷ lực ở một vị trí nhất định tạo nên áp suất dầu ra các xi lanh bánh xe giữ nguyên ở trạng thái rà phanh.

+ Cơ cấu báo mòn má phanh: Khi má phanh mòn, khe hở giữa má phanh và tang trống lớn, piston của xi lanh thuỷ lực dịch chuyển hết sang phải dới tác động của piston khí nén, làm cho piston khí nén chạm vào chốt 13 làm trục trợt 11 di chuyển, khiến cho chỏm cầu trợt khỏi rãnh Khi đó chốt hình chỏm cầu khởi động công tắc điện bật sáng đèn báo mòn má phanh, cần phải điều chỉnh lại.

- Ưu điểm: Lực bàn đạp nhỏ do không trực tiếp tạo áp suất dầu, hành trình

bàn đạp nhỏ, áp suất dầu có thể đạt đến 180 ữ 240 kG/cm2 Kết cấu gọn, có hai dòng riêng biệt đảm bảo an toàn khi điều khiển.

- Nhợc điểm:

+ Có kết cấu phức tạp, giá thành cao.+ Chiếm không gian lớn.

1.3.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh trớc:

Hình 1.5 Kết cấu cơ cấu phanh trớc

1 Lỗ kiểm tra khe hở2 Mâm phanh

3 Má phanh4 Guốc phanh

5 Vít điều chỉnh má phanh

6 Xi lanh công tác7 Lò xo hồi vị

8 Đệm giữ guốc phanh9 Đai ốc

- Cấu tạo: Đây là cơ cấu phanh dạng tang trống đối xứng nhau qua tâm

bánh xe Xi lanh điều khiển guốc phanh là loại thuỷ lực Đầu tựa dới của guốc phanh có hình dạng cong, do đó có khả năng tự lựa, đảm bảo cho các má phanh tiếp xúc và mòn đều trong quá trình sử dụng Guốc phanh đợc các lò xo hồi vị kẹp chặt giữ cho 2 má phanh ở kích thớc nhỏ nhất Má phanh đợc tán trên bề mặt guốc phanh bằng đinh tán Guốc phanh đợc định vị trên mâm phanh bằng các đệm 8 và đai ốc 9 Cơ cấu định vị này chạy trên một rãnh tròn có kích thớc lớn hơn đờng kính của đai ốc 9, tâm rãnh là đầu tựa của guốc phanh, bán kính bằng khoảng cách từ đầu tựa đến đai ốc 9 Các đầu của guốc phanh đợc tì lên các rãnh trên xi lanh công tác đảm bảo cho guốc phanh không bị xê dịch theo phơng trục của bánh xe Vít 5 điều chỉnh má phanh, có hình dạng hoa khế, trên rãnh có tì lên bởi một lẫy chống tự xoay Khe hở giữa má phanh và tang trống đợc điều chỉnh bằng cách xoay vít 5 cho má phanh ép sát vào tang trống cho đến khi không xoay đợc nữa thì xoay ngợc lại khoảng 2 rãnh, nhận biết nhờ tiếng động của lẫy tì trên vít 5.

+ Khi thôi phanh: lò xo 7 kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, ờng dầu trở về xi lanh chính, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc.

đ-trớc và guốc phanh sau làm việc nh nhau nên 2 má phanh mòn đều trong quá trình sử dụng.

- Nhợc điểm: Khi xe lùi các guốc phanh làm việc giống guốc sau của cơ

cấu phanh 1 xi lanh bố trí đối xứng trục, vì vậy mà hiệu quả phanh khi xe lùi sẽ giảm đi đáng kể, thấp hơn 2 lần khi xe tiến Tuy nhiên khi xe lùi vận tốc thờng nhỏ, do đó vẫn đảm bảo mô men phanh cần thiết.

1.3.5 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh sau:

Hình 1.6 Kết cấu cơ cấu phanh sau

1 Guốc phanh2 Má phanh3 Xi lanh công tác4 Mâm phanh

5 Lỗ kiểm tra khe hở6 Đệm giữ guốc phanh7 Đai ốc

8 Lò xo hồi vị

Cơ cấu phanh sau có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tơng tự nh của cơ cấu phanh trớc Tuy nhiên do mô men phanh cầu sau lớn hơn cầu trớc nên xi lanh công tác, guốc phanh và chiều rộng má phanh cơ cấu phanh sau lớn hơn của cơ cấu phanh trớc Ngoài ra, khi cần kiểm tra khe hở giữa má phanh và tang trống, ngời ta đa thớc lá vào lỗ 5 để đo khe hở Khe hở giữa má phanh và trống phanh ở vị trí cách đầu trên của má phanh 30 mm bằng 0,25 mm và cách đầu dới của má phanh 25 mm bằng 0,12 mm.

ch¬ng iitiªu chuÈn ece

C¸c kÝch thíc cét ®iÖn:

 §êng kÝnh ®Çu nhá : 440 (mm) §êng kÝnh ®Çu to : 690 (mm)

Hình 2.1 Xe chở cột điện

Từ đó tính đợc toạ độ trọng tâm:Khi xe không tải:

Trọng lợng xe: G0 = 6720 (kG).

Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trớc: a0 = 3,4325 (m).Chiều cao trọng tâm xe: hg0 = 0,9793 (m).

Khi xe đầy tải:

Trọng lợng xe: Gtt = 14220 (kG).

Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trớc: att = 4,4333 (m).Chiều cao trọng tâm xe: hgtt = 1,5978 (m).

2.2 tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán:

ECE là tiêu chuẩn chung của Châu Âu trong đó ECE R-13 là tiêu chuẩn cho hệ thống phanh Vấn đề phân chia lại lực phanh đối với xe không trang bị ABS đợc nói riêng trong phụ lục 10 ở đây ta chỉ đề cập đến mục 2 của phụ lục 10 dùng cho xe 2 cầu.

Với xe 2 cầu:

Với tất cả các loại ôtô thì giá trị hệ số bám ϕ ∈ 0,2ữ0,8 phải thoả mãn điều kiện: ξ≥ 0,10 + 0,85(ϕ - 0,2)

Trong đó:

 ξ: gia tốc đơn vị (ξ = jgp [-]). g: gia tốc trọng trờng (g=10 ms2 ).

2.2.1 Đối với tất cả mọi chế độ tải trọng của ôtô (kiểm tra từ chế độ không

tải đến chế độ đầy tải của xe) hệ số tận dụng trọng lợng bám ở cầu trớc phải lớn hơn ở cầu sau

η1 > η2.

2.2.2 Cho loại ôtô N1(xe con trên 8 chỗ, xe tải và xe chở ngời).

- Với mọi cách phân chia lực phanh nằm trong vùng 0,15 ữ 0,5 của hệ số bám: η1 > η2.

- Nếu thoả mãn điều kiện sau đây:

 ξ = 0,15 ữ 0,3: η1,η2 không đợc vợt ra ngoài đờng ϕ = ξ ± 0,08. ξ = 0,3 ữ 0,5: η1,η2 không đợc vợt quá đờng ϕ = ξ + 0,08.

 ξ = 0,5 ữ 0,61: η1,η2 không đợc vợt quá đờng ϕ = (ξ - 0,21)/0,5.thì cũng đợc chấp nhận

Hình 2.2 Đồ thị các đờng tiêu chuẩn đối với xe N1

2.2.3 Quan hệ giữa lực phanh, trọng lợng bám, hệ số bám.

G: Trọng lợng ôtô (N) G/g: Khối lợng ôtô (kg) Xác định tải trọng thẳng đứng:

ϕ =

l

Hình 2.3 Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô trong quá trình phanh

Z1, Z2 biến đổi phụ thuộc b/L, a/L, j , hg/L.

Ký hiệu x=a/L; b/L = 1- x; y = hg/L (2.3) ξ

(Gia tốc phanh đơn vị) (2.4)

x= : Chiều dài đơn vị của cầu trớc.

y = : Chiều cao trọng tâm Từ (2.1), (2.2)

) (2 Gxy

2.2.4 Lực phanh tính theo lý thuyết và vấn đề hiệu quả phanh.

Sự phân chia lực phanh phải thoả mãn điều kiện ECE theo Châu Âu (i) là tỉ số phân chia lực phanh cho xe 2 cầu tính bằng công thức:

(2.7)

Lùc phanh theo lý thuyÕt:

( ξ )ϕϕ.1

1(max) Z .ϕ G.1 x ξ.y.ϕ

(xy) mac

).( 1 22

(2.13)§Þnh nghÜa hiÖu qu¶ phanh trªn c¸c cÇu cña tiªu chuÈn ECE:

ZFpZ

Hình 2.4 Đồ thị quan hệ lý thuyết giữa η1, η2, φ và ξ

Cần xác định trị số Fp1/G, Fp2/G.)

Giá trị lực phanh đơn vị lý tởng ở trạng thái lý tởng Trong thực tế không bao giờ đạt đợc khi không bố trí ABS

.(.1 11

ξη

Từ công thức (2.18, 2.19) →Thiết lập đồ thị phân chia lực phanh lý tởng nh sau:

Hình 2.5 Đồ thị quan hệ giữa Fp1/Fp2 và ξ

Đồ thị đờng Fp1/Fp2 lý tởng là một đờng cong, nhng trong thực tế (khi không có bộ điều hoà) là một đờng thẳng song song với trục hoành Do đó sự phân chia lý tởng chỉ thoả mãn tại điểm giao nhau của 2 đờng Còn tại các giá trị khác đều không thoả mãn.

2.2.5 Sự phân chia lực phanh theo gia tốc phanh đơn vị

Vùng bó cứng cầu trước

Fp1/GVùng bó cứng

cầu sau

Lý thuyếtThực tế

0 0,10,20,30,40,1

Hình 2.6 Đồ thị quan hệ giữa Fp2/G và Fp1/G

Giả thiết nh sau: iconstG

sau không ổn định

- ξKr1 > ξKr2: i1 có vùng mất ổn định nhỏ hơn i2 Đứng về hiệu quả phanh thì i1 xa đờng lý thuyết ξ = ϕ, do đó hiệu quả phanh không cao trong đoạn giữa hệ số bám thờng xuyên sử dụng.

2.2.6 Giải thích sự ổn định của ôtô theo tiêu chuẩn ECE.

a Giới hạn của lực bám

Điều kiện của đờng: luôn luôn bánh xe lăn trên đờng (lực dọc + lực ngang).

+= XY

22 YX

R = Rmax, X < Xmax, Y < Ymax.

Giả thiết: ϕx =ϕy ta có đồ thị quan hệ lực dọc và ngang theo hình vẽ

Hình 2.8 Đồ thị quan hệ lực dọc và lực ngang

X→ Xmax→Y→ 0 (bánh xe chịu lực dọc max không tiếp nhận lực ngang) Y→ Ymax→ X→ 0 (bánh xe chịu lực bên max thì bánh xe sẽ không còn khả năng tiếp nhận lực dọc).

FyG.j/gS = 0

S = 0Fx

S≠0

- Các số liệu:

Khi xe không tải: G0 = 6720 (kG); a0 = 3,4325 (m); hg0 = 0,9793 (m).Khi xe đầy tải: Gtt = 14220 (kG); att = 4,4333 (m); hgtt = 1,5978 (m).- Trên xe cha cải tạo đã đo đợc: Fp1 = 14790 (N); Fp2 = 10830 (N).

0, 42

Fpi

Kết luận: Vậy với i = 0,42 không đạt với tiêu chuẩn ECE đa ra Qua đồ

thị ta thấy các đờng vợt quá giới hạn ECE đa ra Nh vậy kết cấu cũ không đảm bảo, ta phải chọn lại tỉ số phân chia lực phanh.

2.4 Xác định tỉ số i mới với xe kéo dài theo tiêu chuẩn ECE

Với các điều kiện trên không phù hợp với tiêu chuẩn ECE, Ta đi tìm lại i cho phù hợp với tiêu chuẩn ECE Dùng công cụ Matlap ta tìm đợc với i = 0,54 là tối u nhất và đảm bảo sự phân chia lực phanh là phù hợp.

+

Mặt khác: Fp1 + Fp2 = G ξ = 14220 (kG) (đối với xe N1, lấy ξ = ϕ = 0,65)

⇒ Fp1 + Fp2 = 9243 (kG)

Từ đó ta tính đợc Fp1 = 4251,78 (kG), Fp2 = 4991,22 (kG)- rbx: Bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Bán kính lốp: 0,482 (m) ⇒ Bán kính bánh xe tính toán:

rbx= λì0,482

λ = 0,93 (hệ số kể đến sự biến dạng của lốp) rbx = 0,93ì0,482 = 0,4483 m.

Ta có mô men phanh trên mỗi cơ cấu phanh ở cầu trớc và sau là:Mp1 = 1

2(4251,78 ì 0,4483) = 953,04 (kG.m)Mp2 = 1

2(4991,22 ì 0,4483) = 1118,78 (kG.m)

Kết luận: Tiêu chuẩn ECE kiểm tra ở mọi chế độ tải trọng với mọi điều

kiện hệ số bám Tỉ số phân chia lực phanh theo tiêu chuẩn ECE là 2

i= ΣFp Theo tiêu chuẩn ECE thì sự thay đổi lớn nhất là sự thay đổi i (sự phân chia lại lực phanh) Ta đi tìm lại sự phân chia lực phanh là lý tởng khi i = 0,54.

2.5 Đề xuất phơng án cải tạo

Qua thực tế sử dụng thì hệ thống phanh cũ của xe HINO có độ bền và độ tin cậy cao Khi chuyển đổi mục đích sử dụng đã phải kéo dài thân xe thêm 1,2 m do vậy yêu cầu đối với hệ thống phanh cần phải:

- Đáp ứng các yêu cầu về tiêu hao động năng khi phanh bằng cơ cấu phanh.

- Sự phân chia lực phanh theo i mới phải đảm bảo tiêu chuẩn ECE (tăng mô men phanh cho cầu sau) tức là đảm bảo hiệu quả phanh và khả năng ổn định hớng chuyển động khi phanh.

- Giữ lại nhiều nhất các kết cấu cũ có khả năng đảm bảo độ bền và độ tin cậy khi làm việc đồng nghĩa với việc thay đổi là ít nhất có thể.

Việc gia tăng mô men phanh cho cầu sau phải đảm bảo:

- Các chi tiết giữ nguyên phải đảm bảo bền ở chế độ tải trọng mới - Chọn phơng án tối u có khả năng thực thi trong điều kiện ở Việt Nam

Sự thay đổi mô men phanh có thể đợc thực hiện qua các phơng án:- Thay đổi kết cấu cơ cấu phanh

- Thay đổi xi lanh thuỷ lực- Thay đổi xi lanh khí nén

Trong 3 phơng án trên thì việc thay đổi kết cấu cơ cấu phanh chỉ thực hiện khi các chi tiết cơ cấu phanh không đủ bền Nếu cơ cấu phanh đủ bền thì không nhất thiết thay đổi Thay đổi xi lanh thuỷ lực phức tạp hơn là thay đổi xi lanh khí nén.

Để đảm bảo tăng Mp2 thì phải tăng áp suất dầu thông qua lực khí nén tác động bằng cách thay đổi áp suất khí nén hoặc thay đổi kích thức xi lanh khí nén áp suất khí nén không đợc vợt quá 8,5 kG/cm2 do đó phơng án đợc chọn là thay đổi kích thớc xi lanh khí nén.

−=

ββ β = = =

 = + =

=⇒ =