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 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.Công 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 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 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 toàn ô tô Lực pháp tuyến cầu trước Lực pháp tuyến cầu Lực quán 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 34 35 36 37 38 39 40 41 Hành trình cầ Tỷ số truyền b Hành trình khơng Khê hở đồn b Góc ơm má p Gốc đàu má p gốc cuối má p Mämen phanh củ trước 42 Mämen phanh củ sau 43 Mämen phanhcủa 44 Công ma sát riêng Diện tích 45 46 Diện tích 47 Diện tishc 48 Khối lượng ch 49 Nhietj dung riên troodndg phanh 50 Khối luoengj riên phanh 51 Đường kính x 52 Đường kính x 53 Đường kính x 54 Đường kính xilan 55 Áp xuaasst cho ph 56 Hệ thống tính giản 57 Hành trình xil 58 lục sơ đồ 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 thơng 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 thông 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 công nghiệp ôtô 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 Song song với việc phát triển ngành ơtơ vấn đề bảo đảm an tồn cho người xe trở nên cần thiết Do ôtô xuất nhiều cấu bảo đảm an tồn như: dây đai an tồn, túi khí, điều hịa lực phanh, ABS…trong cấu phanh đóng vai trị 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 công 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 q 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 - Có khả giữ tơ 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 hoàn 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) n ∑i1 d ki2 xi=2 (39 , 22+39 , 82 )2,4 = n ∑i1 d ki2 xi=14977 , = Vậy 2× , 07 S cán=40 (14977 , 8) Scán = 20,03 [mm] So = + ’ + ” Trong ; ; khe hở piston xilanh đảy nối với bàn đạp [mm] = (1,5 2,5) Chọn = ’, [mm] ” hành trình khơng tải piton xilanh Chọn ’= ”=2 [mm] Vậy : So = + + = [mm] Theo tài liệu thao khảo hành trình bàn đạp ; Sbâ [Sbâ] = (169 180) Ta chọn; [Sbâ] = 180 Từ phương trình (3.7) ta có ; Slv bâ = + (Scán So ) i = r ≤180 r1 20 , 03+6 ibâ = 6,9 Thay giá trị vào phương trình (3.7) ta ; Sbâ = (20,03 + 6)6,9 33 Sbâ = 179,6 Vậy hành trình làm việc bàn đạp Slv = 179,6 3.2.2Tính lực bàn đạp dc r1 Pc r2 Pbâ Sơ dồ tính lực bàn đạp bàn đạp , xilanh chính, dc ;đường kính xilanh Pbâ- lực bàn đạp Pc- lực cần r1, r2; kích thước cần Theo tài liệu tham khảo cơng thức tính lực bàn đạp Pbâ=m Trong đó; r1 , r2 ; thích hình 3.1 sơ dồ dẫn dộng phanh ; hiệu xuất dãn động = (0,86 0,92) Chọn = 0,9 m ; số khoang xilanh bố trí song song m =1 Thay số liệu vào phương trình (3.10) ta ; Pbâ=1× ,14×0 ,04 ×107 4×0,9×8,08 Pbâ = 1727 Vậy Pbâ > [Pbâ] = (500 700) Để hộ trợ lực bàn đạp ta cần phải dùng trợ lực 3.2.3 Tính tốn phần trợ lực 34 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 , 04 ×10 10 −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 pmax = (5 6)[kg/m ] Chọn pmax = 5,5.106 √ dtl = [N/m2] P tl π.p max = √ 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; P Trong đó: p + t + D: Đường kính làm việc màng, [m2] + η1 =1 + Từ (3.12) ta suy đường kính làm việc màng bầu phanh: η + Bầu phanh trước: + Bầu phanh sau: D s= Váûy đường kính làm việc màng bầu phanh laì: Dt =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 thời gian chuyển động tơ, thời gian cịn lại máy nén làm việc không tải để tăng tuổi thọ Điều kiện cụ thể hố 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 Ở đây: 1, áp suất tuyệt đối hệ thống tương ứng với lần phanh thứ thứ chín Áp dụng phương trình trạng thái: nén,có thể viết: p (V +V )=p V = p bc t bc Trong đó: phanh động lần phanh Thế (3.13) vào (3.14) ta được: (V bc +V t )8 37 p (V bc Suy ra: Ta tính V t V bc + Vt ) ≥ 21 p (V bc V ≥11,05 V bc V bc + Vt t ) , chọn theo thực nghiệm ứng với sơ đồ dẫn động chọn: φ6 + Đường ống dẫn khí nén có đường kính + Chiều dài đường ống ta chọn sau: - 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 toàn 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; V bc =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 + 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 PHẦN BẢN VẼ 40 Tài liệu tham khảo 1) Nguyễn Hồng Việt (1998) “Kết cấu tính tốn tô” 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 ... 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. .. chuyển nội địa ? ?tô Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, ngành ? ?tô ngày phát triển Khởi đầu từ ? ?tô thô sơ, ngành cơng nghiệp ơtơ có phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng yêu cầu người Những ? ?tô ngày trở... lên guốc phanh 17 Trên số ô tô con, ô tô tải ô tơ bt nhỏ bố trí cấu phanh đối xứng qua tâm trục quay bánh xe Sự đối xứng qua tâm thể mâm phanh bố trí hai chốt guốc phanh, hai xilanh bánh xe, hai