Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí mơc lơc Trang Mơc lôc Lời nói đầu Chơng 1: Tỉng quan vỊ hƯ thèng phanh cđa xe «t«……………… 1.1 Công dụng phân loại, yêu cầu hệ thèng phanh…………… 1.2 KÕt cÊu cđa hƯ thèng phanh………………………………… Chơng 2: Lựa chọn phơng án thiết kế 20 2.1 Sơ đồ dẫn động phanh điển hình 20 2.2 KÕt cÊu mét sè côm chi tiÕt………………………………… 23 2.3.Chọn phơng án thiết kế 30 Chơng 3: Thiết kế tính toán hệ thống phanh32 3.1 Thông số xe tham khảo 32 3.2 Tính toán xây dựng hoạ đồ …………………………………… 32 3.3 TÝnh bỊn c¬ cÊu phanh………………………………………… 41 3.4 Tính dẫn động . 53 Chơng 4: Tính toán khảo sát trình phanh .69 4.1 Cơ sở lí thuyết điều hoà lực phanh 69 4.2 Tính toán khảo sát trình phanh ôtô trọng tải lớn 71 Kết luận chung 91 Tài liệu tham khảo 92 Ket-noi.com kho ti liu phớ Lời nói đầu Ngành ôtô - máy kéo chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân nói chung giao thông vận tải nói riêng, định phần không nhỏ tốc độ phát triển kinh tế quốc gia Ngày phơng tiện vận tải ngày phát triển hoàn thiện đại, đặc biệt ngành ôtô đà có vợt bậc đáng kể Các thành tựu kỹ thuật nh ®iỊu khiĨn tù ®éng, kü tht ®iƯn tư, kü tht bán dẫn nh phơng pháp tính toán đại đợc áp dụng ngành ôtô nớc ta nay, xe ô tô lu hành chủ yếu nớc ngoài, đợc lắp ráp nhà máy liên doanh có phần xe nhập cũ, loại xe đa dạng chủng loại mẫu mà nh chất lợng Trong loại xe xe tải đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế đất nớc Xe tải phục vụ chủ yếu ngành khai khoáng, xây dựng,vận tải hàng hoá Với đặc thù địa hình Việt Nam với 70% diện tích đồi núi Đờng xá thờng khó khăn có nhiều dốc cao dài, xe lại thờng xuyên chở tải Do yêu cầu phải có hệ thống phanh tốt đảm bảo an toàn trình vận tải, đồng thời nâng cao đợc hiệu phanh độ ổn định phanh Trên sở em đợc giao đề tài: Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho ôtô tải tám tấn.Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho ôtô tải tám Nội dung đề tài bao gồm: - Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh ôtô - Tính toán, thiết kế hệ thống phanh - Tính toán khảo sát trình phanh ôtô Đề tài đợc tiến hành môn Ô tô trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau ba tháng thực hiện, với cố gắng, nỗ lực thân em đà hoàn thành công việc yêu cầu đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Nguyễn Trọng Hoan Thầy môn đà giúp đỡ, hớng dẫn tận tình tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, Ngày tháng năm 2005 Sinh viên thực Đinh Mạnh Cờng Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Ch¬ng Tỉng quan hệ thống phanh 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô đến giá trị cần thiết dừng hẳn ôtô; - Giữ ôtô dừng đỗ đờng dốc 1.1.2 Phân loại a) Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh đợc chia thành loại sau: - Hệ thống phanh chÝnh (phanh ch©n); - HƯ thèng phanh dõng (phanh tay); - HƯ thèng phanh dù phßng; - HƯ thèng phanh chậm dần (phanh động cơ, thuỷ lực ®iƯn tõ) b) Theo kÕt cÊu cđa c¬ cÊu phanh Theo kÕt cÊu cđa c¬ cÊu phanh hƯ thèng phanh đợc chia thành hai loại sau: - Hệ thống phanh víi c¬ cÊu phanh gc; - HƯ thèng phanh víi cấu phanh đĩa c) Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh đợc chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động khí; - Hệ thống phanh dÉn ®éng thủ lùc; - HƯ thèng phanh dÉn ®éng khÝ nÐn; - HÖ thèng phanh dÉn ®éng kÕt hỵp khÝ nÐn - thủ lùc; - HƯ thèng phanh dẫn động có cờng hoá d) Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh có hệ thống phanh với điều hoà lực phanh e) Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh Theo khả khả chống bó cứng bánh xe phanh chóng ta cã hƯ thèng phanh víi bé chèng h·m cøng b¸nh xe (hƯ thèng phanh ABS) 1.1.3 Yêu cầu Hệ thống phanh ôtô cần đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe nghĩa đảm bảo quÃng đờng phanh ngắn phanh đột ngột trêng hỵp nguy hiĨm; Ket-noi.com kho tài liệu phớ - Phanh êm dịu trờng hợp để đảm bảo ổn định chuyển động ôtô; - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn; - Dẫn động phanh có độ nhạy cao; - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám phanh cờng độ khác nhau; - Không có tợng tự xiết phanh; - Cơ cÊu phanh tho¸t nhiÕt tèt; - Cã hƯ sè ma sát trống phanh má phanh cao ổn định điều kiện sử dụng; - Giữ đợc tỉ lệ thuận lực bàn đạp với lực phanh bánh xe; - Có khả phanh ôtô ®øng thêi gian dµi 1.2 KÕt cÊu cđa hƯ thèng phanh HƯ thèng phanh «t« gåm cã phanh chÝnh phanh dừng phanh thờng phanh bánh xe hay gọi phanh chân phanh dừng thờng phanh tay, phanh tay thờng đợc bố trÝ ë sau trơc thø cÊp cđa hép sè 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 1.2.1 Cơ cấu phanh a) Cơ cầu phanh đĩa Cấu tạo cấu phanh đĩa đợc thể hình Các phận cấu phanh đĩa bao gồm: - Một đĩa phanh đợc lắp với moayơ bánh xe quay bánh xe; Ket-noi.com kho ti liu phớ - Một giá đỡ cố định dầm cầu có đặt xi lanh bánh xe; - Hai má phanh dạng phẳng đợc đặt hai bên đĩa phanh đợc dẫn động pittông xi lanh bánh xe; Có hai loại cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định loại giá đỡ di động * Loại giá đỡ cố định (hình 1.2.1): áp suất thuỷ lực Giá cố định Pittông Giá bắt Má phanh Đĩa phanh Hình 1.2.1 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định Loại này, giá đỡ đợc bắt cố định dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe hai phía đĩa phanh Trong xi lanh có pittông, mà đầu tì vào má phanh Một đờng dầu từ xi lanh đợc dẫn đến hai xi lanh bánh xe Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh qua ống dẫn đến xi lanh bánh xe đẩy pittông mang má phanh ép vào hai phía đĩa phanh thực phanh bánh xe Khi phanh dới tác dụng lò xo hồi vị bàn đạp phanh đợc trả vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe sÏ håi trë vỊ xi lanh chÝnh, t¸ch m¸ phanh khỏi đĩa phanh kết thúc trình phanh * Loại giá đỡ di động (hình 2): loại giá đỡ không bắt cố định mà di trợt ngang đợc số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động ngời ta bố trí xi lanh bánh xe với pittông tì vào má phanh Má phanh phía đối diện đợc gá trực tiếp giá đỡ Chuyển động áp suất thuỷ lực Giá di động Má phanh Đĩa phanh Pittông Giá dẫn hớng Ket-noi.com kho ti liu phớ Hình 1.2.2 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động Bình thờng cha phanh giá đỡ di trợt ngang chốt nên tự lựa để chọn vị trí cho khe hở má phanh với đĩa phanh hai bên nh Khi đạp phanh dầu từ xi lanh theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe Pittông dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh Do tính chất lực phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh lại tác dụng lực lên đĩa phanh theo hớng ngợc với lực má phanh pittông tác dụng Kết đĩa phanh đợc ép hai má phanh trình phanh bánh xe đợc thực b).Cơ cấu phanh guốc * Cấu tạo Hình 1.2.3 Cơ cấu phanh guèc a xøng qua trôc më guèc phanh b»ng cam a Cơ cấu phanh đối b - Guốc phanh; - Lò xo phanh; - Bầu phanh; - Giá đỡ bầu phanh; - Đòn trục cam; - Cam ép; - Lò xo lá; - M¸ phanh; - Trèng phanh; 10 - Chèt guốc phanh b Cơ cấu phanh đối xứng qua trục më guèc phanh b»ng xi lanh thuû lùc - Chơp cao su ch¾n bơi; 2- Xi lanh; - Mâm phanh; - Lò xo; - Tấm kẹp; - Guốc phanh; - Má phanh * Nguyên lí hoạt động Khi đạp phanh lên bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn bẩy dẫn động làm quay cam phanh (6) đẩy guốc phanh ép sát vào trèng phanh, ®ã Ket-noi.com kho tài liệu miễn phớ trống phanh má phanh xuất lực ma sát, tạo mô men phanh cản trở quay bánh xe Vì bánh xe mặt đờng xuất lực phanh.Khi tác dụng lên bàn đạp phanh, cam phanh (6) xoay vị trí ban đầu, lò xo (2) kéo guốc phanh tách khỏi trống phanh Quá trình phanh kết thúc 1.2.2 Các dạng dẫn động phanh a) Dẫn động phanh khí Dẫn động phanh khí gồm hệ thống thanh, đòn bẩy dây cáp Dẫn động phanh khí dùng để điều khiển nhiều cấu phanh khó đảm bảo phanh đồng thời tất bánh xe, độ cứng vững dẫn động phanh không nh nhau, khó đảm bảo phân bố lực phanh cần thiết cấu phanh Do đặc điểm nên dẫn động khí không sử dụng cho hệ thống phanh mà sử dụng hệ thống phanh dừng Các chi tiết cấu phanh dừng (hình 4) Hình 1.2.2a Cơ cấu phanh dừng Đòn quay đầu đợc liên kết lề với phía guốc phanh, đầu dới liên kết với cáp dẫn động Thanh nối liên kết đầu với đòn quay đầu với guốc phanh lại Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp kéo đầu đòn quay quay quanh liên kết lề với phía guốc phanh bên trái Thông qua nối mà lực kéo đầu dây cáp chuyển thành lực đẩy từ chốt lề đòn quay vào guốc phanh bên trái lực đẩy từ kéo vào điểm tựa guốc phanh bên phải Do hai guốc phanh đợc bung ôm sát trống phanh thực phanh bánh xe Để điều khiển cấu phanh hoạt động cần phải có hệ thống dẫn động Hệ thống dẫn động cấu phanh dừng loại thông thờng bao Ket-noi.com kho ti liu phớ gồm: cần kéo tay kéo (hình 5.a 5.b); dây cáp đòn trung gian (5.c) a Hình 1.2.2b Dẫn động cấu phanh dừng b).Dẫn b động phanh thuỷ lực c * Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực đợc thể hình Hình 1.2.2c.Dẫn động phanh thủ lùc CÊu t¹o chung cđa hƯ thèng phanh dÉn động thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xi lanh chÝnh (tỉng phanh), c¸c èng dÉn, c¸c xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) Dẫn động phanh dầu có u điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu không bị nén) Tuy nhiên có nhợc điểm lực phanh sinh bị hạn chế phụ thuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp ngời lái Vì hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thờng đợc sử dụng ôtô du lịch ôtô tải nhỏ *Ưu điểm hệ thống phanh dÉn ®éng thủ lùc Ket-noi.com kho tài liệu phớ Có thể đảm bảo phanh đồng thời bánh xe với phân bổ lực phanh bánh xe má phanh theo yêu cầu, tuỳ theo kích thớc kích thớc xi lanh công tác, cã kÝch thíc nhá gän hiƯu st trun ®éng cao, độ nhạy tốt *Nhợc điểm hệ thống phanh dẫn ®éng thủ lùc Khi lùc ®Èy lªn gc phanh lín áp suất thuỷ lực phải cao, tỷ số kích thớc piston xi lanh công tác xi lanh bị hạn chế dẫn tới làm tăng lực tác dụng lên bàn đạp, phanh dầu không dùng cho xe vận tải cỡ lớn, muốn dùng phải bố trí thêm trợ lực Trong hệ thèng phanh dÉn ®éng phanh b»ng thủ lùc t theo sơ đồ mạch dẫn động ngời ta chia dẫn động dòng dẫn động hai dòng c).Dẫn động phanh thuỷ lực dòng * Cấu tạo (hình vẽ) Hình 1.2.2d.Dẫn động phanh thủ lùc mét dßng 1.Xi lanh phanh tríc; 2.Xi lanh chính; 3.Trợ lực chân không; 4.Bàn đạp phanh; 5.Xi lanh phanh sau * Nguyên lí làm việc Khi phanh ngời lái tác dụng vào bàn đạp (4) lực đẩy piston xilanh (2), dầu đợc ép áp suất dầu tăng lên xilanh đờng ống dẫn dầu, chất lỏng với áp suất lớn xilanh bánh xe thắng lực lò xo vµ tiÕn hµnh Ðp gc phanh vµo víi trèng phanh Khi không phanh nữa, ngời lái không tác dụng vào bàn đạp, lò xo hồi vị bàn đạp, piston làm cho piston trở vị trí cũ, lò xo hồi vị kéo guốc phanh trở vị trí ban đầu * Ưu điểm dẫn động phanh thuỷ lực dòng - Có thể phân bố lực phanh bánh xe guốc phanh theo yêu cầu thiết kế - Có hiƯu st cao Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí - Có độ nhạy tốt - Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ có khả dùng nhiều loại xe ôtô khác mà cần thay đổi cấu * Nhợc điểm dẫn động phanh thuỷ lực dòng - Không tạo đợc lực đẩy guốc phanh lớn, phanh dầu cờng hoá dùng cho ôtô có trọng lợng toàn nhỏ - Lực tác dụng lên bàn đạp lớn - Khi có rò rỉ bị thủng đờng ống xi lanh hệ thống phanh không làm việc d).Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng * Cấu tạo (hình vẽ) I II Hình 1.2.2e Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng Xi lanh phanh tríc; Bé chia dßng; Xi lanh chính; Bàn đạp phanh; Xi lanh phanh sau; I Đờng dầu phanh trớc; II Đờng dầu phanh sau * Nguyên lý làm việc - Khi ngời lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (4), tác dụng đến piston xilanh (3)làm việc, đẩy dầu vào chia dòng (2), từ chia dòng (2) phân chia hai đờng dầu I II + Đờng dầu I dẫn động cấu phanh trớc + Đờng dầu II dẫn động cấu phanh sau * Ưu điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng - Ngoài u điểm nh dẫn động phanh dòng Trong trình sử dụng hệ thống phanh, nh có đờng ống bị rò rỉ bị h hỏng đờng ống hoạt động bình thờng để điều khiển xe dừng * Nhợc điểm dẫn ®éng phanh thủ lùc hai dßng - KÕt cÊu cång kềnh phức tạp so với dẫn động phanh thuỷ lùc mét dßng 10