Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho ôtô tải tám tấn

MỤC LỤC Mục lục Lời nói đầu Chương 1: Tổng quan hệ thống phanh xe ôtô 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh 1.2 Kết cấu hệ thống phanh 1.2.1 Cơ cấu phanh 1.2.2 Dẫn động phanh 11 Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế 20 2.1 Lựa chọn phương án thiết kế 20 2.1.1 Lựa chọn cấu phanh 20 2.1.2 Lựa chọn dẫn động phanh 20 2.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động số cụm chi tiết điển hình 23 2.2.1 Van phân phối 23 2.2.2 Van hạn chế áp suất 25 2.2.3 Bộ điều hòa lực phanh 27 2.2.4 Bầu phanh trước 29 2.2.5 Bầu phanh sau 30 Chương 3: Thiết kế tính tốn hệ thống phanh 32 3.1 Thông số xe tham khảo 32 3.2 Tính tốn xây dựng họa đồ 32 3.2.1 Xác định momen cấu phanh 32 3.2.2 Thiết kế tính tốn cấu phanh 34 3.3 Tính bền cấu phanh 42 3.3.1.Tính bền guốc phanh 42 3.3.2.Tính bền trống phanh 50 3.3.3.Tính bền chốt phanh 52 3.4 Tính dẫn động 53 3.4.1 Thiết kế tính tốn bầu phanh trước 53 3.4.2 Thiết kế tính tốn bầu phanh sau 55 3.4.3 Tính tốn lượng khí nén 61 3.4.4 Tính tốn van phân phối 65 3.4.5 Tính tốn điều hịa lực phanh 68 Chương 4: Tính tốn khảo sát q trình phanh 74 4.1 Sự phân bố tải trọng phanh 74 4.2 Tính tốn khảo sát q trình phanh ơtơ theo ECE-R13 76 4.2.1 Thông số trình phanh 76 4.2.2 Tiêu chuẩn ECE-R13 78 4.2.3 Quá trình phanh với tỷ lệ phanh cầu không đổi 81 4.2.4 Quá trình phanh với tỷ lệ phanh cầu thay đổi 85 Kết luận chung 89 Tài liệu tham khảo 90 LỜI NÓI ĐẦU Ngành ơtơ - máy kéo chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân nói chung giao thơng vận tải nói riêng, định phần không nhỏ tốc độ phát triển kinh tế quốc gia Ngày phương tiện vận tải ngày phát triển hoàn thiện đại, đặc biệt ngành ơtơ có vượt bậc đáng kể Các thành tựu kỹ thuật điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn phương pháp tính tốn đại áp dụng ngành ơtơ Chính mà vận tốc trung bình tải trọng chuyên chở ô tô nâng cao, bên cạnh an tồn chuyển động quan tâm đặc biệt Một xe dù có đại đến mà hệ thống phanh khơng tốt trở nên vơ nghĩa Vì hệ thống phanh ln coi hệ thống quan trọng ô tô Hơn với đặc thù địa hình Việt Nam với 70% diện tích đồi núi, đường xá thường khó khăn có nhiều dốc cao dài Do yêu cầu phải có hệ thống phanh tốt đảm bảo an tồn q trình vận tải, đồng thời nâng cao hiệu phanh độ ổn định phanh Trên sở em giao đề tài: “Thiết kế tính tốn hệ thống phanh cho ôtô tải tám tấn” Nội dung đề tài bao gồm: - Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh ôtô - Lựa chọn phương án thiết kế - Tính tốn, thiết kế hệ thống phanh - Tính tốn khảo sát q trình phanh ơtơ theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE - R13 Đề tài tiến hành mơn Ơ tơ trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau ba tháng thực hiện, với cố gắng, nỗ lực thân em hoàn thành công việc yêu cầu đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo - ThS Trần Thanh Tùng Thầy môn giúp đỡ, hướng dẫn tận tình tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, Ngày 31 tháng năm 2010 Sinh viên thực Bùi Kim Tuyến CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 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 đường dốc 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh ôtô cần đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao, đảm bảo gia tốc phanh lớn, quãng đường phanh nhỏ, ổn định phanh nhiều lần liên tục; - Mômen phanh phân bố lên bánh xe hợp lý; - Phanh êm dịu trường hợp để đảm bảo ổn định chuyển động ôtô; - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp không lớn, tỷ lệ thuận với lực phanh bánh xe, tạo cảm giác tốt cho người lái; - Dẫn động phanh có độ nhạy cao; - Cơ cấu phanh nhiệt tốt, có hệ số ma sát trống phanh má phanh cao, ổn định điều kiện sử dụng, khơng có tượng tự xiết phanh; - Có khả phanh ơtơ đứng thời gian dài - Giá thành rẻ, dễ dàng bảo dưỡng sửa chữa 1.1.3 Phân loại a Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh chia thành loại sau: - Hệ thống phanh (phanh chân); - Hệ thống phanh dừng (phanh tay); - Hệ thống phanh dự phòng; - Hệ thống phanh chậm dần (phanh động cơ, thuỷ lực điện từ) b Theo kết cấu cấu phanh Theo kết cấu cấu phanh hệ thống phanh chia thành hai loại sau: - Hệ thống phanh với cấu phanh guốc; - Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa c Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động khí; - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động khí nén; - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động có cường hố d Theo khả điều chỉnh mơmen 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 có hệ thống phanh với chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS) 1.2 Kết cấu hệ thống phanh Hệ thống phanh ơtơ gồm có phanh phanh dừng phanh thường phanh bánh xe hay gọi phanh chân phanh dừng thường phanh tay, phanh tay thường bố trí sau trục thứ cấp hộp số bố trí bánh xe Việc dùng hai phanh, phanh phanh phụ đảm bảo độ an tồn ơtơ chuyển động dừng hẳn Hệ thống phanh có hai phần cấu phanh dẫn động phanh - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh 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 mà dẫn động phanh bao gồm phần tử khác 1.2.1 Cơ cấu phanh a Cơ cầu phanh đĩa Cấu tạo cấu phanh đĩa thể hình 1.1 Các phận cấu phanh đĩa bao gồm: - Một đĩa phanh lắp với moayơ bánh xe quay bánh xe; - Một giá đỡ cố định dầm cầu có đặt xi lanh bánh xe; - Hai má phanh dạng phẳng đặt hai bên đĩa phanh dẫn động piston xi lanh bánh xe; * Loại giá đỡ cố định ¸p st thủ lùc Giá cố định Pistông Má phanh Giá bắt Đĩa phanh Hình 1.1: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định Loại này, giá đỡ bắt cố định dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe hai phía đĩa phanh Trong xi lanh có piston, mà đầu ln tì vào má phanh Một đường dầu từ xi lanh 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 tác dụng lò xo hồi vị bàn đạp phanh trả vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe hồi trở xi lanh chính, tách má phanh khỏi đĩa phanh kết thúc trình phanh * Loại giá đỡ di động Ở loại giá đỡ khơng bắt cố định mà di trượt ngang số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta bố trí xi lanh bánh xe với piston tì vào má phanh Má phanh phía đối diện gá trực tiếp giá đỡ Chuyển động áp suất thuỷ động Giá đỡ di động Má phanh Pistơng Gi¸ dÉn hng Đia phanh Hình 1.2: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động Bình thường chưa phanh giá đỡ di trượt ngang chốt nên tự lựa để chọn vị trí cho khe hở má phanh với đĩa phanh hai bên Khi đạp phanh dầu từ xi lanh theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe Piston 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 hướng ngược với lực má phanh piston tác dụng Kết đĩa phanh ép hai má phanh trình phanh bánh xe thực b Cơ cấu phanh guốc * Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục a b Hình 1.3: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) thể hình 1.3 Trong sơ đồ hình 1.3.a loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại hay sử dụng ơtơ tải lớn; sơ đồ hình 1.3.b loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại thường sử dụng ôtô du lịch ôtô tải nhỏ Cấu tạo chung cấu phanh loại hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh phía dưới, khe hở phía điều chỉnh trục cam ép cam lệch tâm * Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm thể hình 1.4 Sự đối xứng qua tâm thể mâm phanh bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống chúng đối xứng với qua tâm Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động thủy lực bố trí cầu trước ơtơ du lịch ôtô tải nhỏ * Cơ cấu phanh guốc loại bơi Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa guốc phanh không tựa chốt quay cố định mà hai tựa mặt tựa di trượt (hỡnh 1.5) a b Hình 1.5: Cơ cấu phanh guốc loại bơi Cú hai kiu c cu phanh loi bi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.5.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.5.b) – Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: loại đầu guốc phanh tựa mặt tựa di trượt phần vỏ xi lanh, đầu lại tựa vào mặt tựa di trượt pittông Cơ cấu phanh loại thường bố trí bánh xe trước ôtô du lịch ôtô tải nhỏ – Loại hai mặt tựa tác dụng kép: loại xi lanh bánh xe có hai pittơng hai đầu guốc tựa hai mặt tựa di trượt hai pittông Cơ cấu phanh loại sử dụng bánh xe sau ôtô du lịch ôtô tải nhỏ 10 Điều có nghĩa là, cầu trước mơ men có cầu lớn mơ men bám Có nghĩa là, trường hợp bánh xe cầu trước bị trượt lết Ngược lại, cầu sau mô men phanh cầu theo thiết kế nhỏ mô men bám khả bám bánh xe không tận dụng hết Để tránh tượng trượt lết bánh xe cầu sau phanh với cường độ lớn, hệ thống dẫn động phanh thường có bố trí điều hồ lực phanh dịng dẫn động phanh cầu sau Bộ điều hồ có nhiệm vụ thay đổi áp suất dẫn động phanh cầu sau tương ứng với tải trọng phân bố lên cầu Tương tự vậy, để tránh tượng trượt lết bánh xe cầu trước phanh cường độ trung bình thấp (jP < jT), dẫn động cầu trước bố trí van giảm áp Van có nhiệm vụ hạn chế áp suất dẫn tới cấu phanh cầu trước để giới hạn mô men phanh không vượt mô men bám Tuy nhiên loại van phản ứng với điều kiện mặt đường Chẳng hạn, mặt đường có hệ số bám khác với hệ số bám chọn để tính tốn hệ số bám bánh xe khơng giống nhau, van giảm áp điều hồ lực phanh tránh cho bánh xe khỏi bị trượt lết 4.2 Tính tốn khảo sát q trình phanh theo tiêu chuẩn ECE -R13: 4.2.1 Thông số q trình phanh: Bài tốn nghiên cứu khảo sát q trình phanh có nhiệm vụ xác định thông số tối ưu cho cấu dẫn động phanh, đảm bảo hiệu phanh độ ổn định phanh, đồng thời cần thiết phải bố trí điều hồ lực phanh với thơng số Phương trình chuyển động ơtơ phanh viết sau: G d 2S  dS   a   T  Ga f  kF   g dt  dt  / Trong đó: δ/ - Hệ số kể đến ảnh hưởng khối lượng quay; ΣT – Tổng lực phanh bánh xe; f – Hệ số cản lăn; 76 (11) S – Quãng đường xe chạy; k – Hệ số cản khơng khí; F – Diện tích cản diện Khi phanh ngắt động hệ số ảnh hưởng khối lượng quay coi Để đánh giá hiệu phanh ôtô người ta sử dụng hệ số lực phanh γT : T  T Ga (12) Trong tính tốn xác định gia tốc chậm dần quãng đường phanh, người ta bỏ qua lực cản khơng khí Như phương trình (1) có dạng: d 2S  T  f g dt Khi phanh ngặt hệ số γT gần hệ số bám φ,mà đường tốt khơ ta có: φ >> f, phanh ngặt ta bỏ qua lực cản lăn Khi đó: d 2S  T g dt Gọi gia tốc chậm dần J,ta viết: J d 2S   T g g dt (13) Công thức cho thấy gia tốc chậm dần phanh tỷ lệ thuận với hệ số lực phanh Để đánh giá mức độ sử dụng khả bám bánh xe phanh người ta đưa khái niệm hệ số sử dụng trọng lượng bám φi : i  Ti Gi (14) Hiệu phanh cực đại đạt hệ số sử dụng trọng lượng bám tất bánh xe nhau: φ1 = φ2 = = φn = Ti / Gi Như vậy, để có hiệu phanh cực đại cần thoả mãn điều kiện lực phanh tác dụng cầu ôtô tỷ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên cầu phanh 77 Với phân bố lực phanh lý tưởng ta có gia tốc cực đại: Jmax = g γTmax = g.φ Trong trường hợp hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu khơng nhau,ta có biểu thức sau: T   T (1G1   G2    n Gn )  Ga Ga a   T g  (1G1   G2    n Gn ) g Ga (15) (16) Khi phanh tới giới hạn lết cầu cầu khác không sử dụng hết khả bám hệ số sử dụng trọng lượng bám nhỏ hệ số bám, gia tốc phanh gia tốc đạt trường hợp phân bố lực phanh lý tưởng Việc phanh lết bánh xe làm cho lốp bị mịn nhanh chóng khơng đảm bảo an toàn Khi phanh lết trượt lốp mặt đường tăng lên, hệ số bám giảm làm ôtô ổn định khả điều khiển 4.2.2 Tiêu chuẩn ECE R13/N3: ECE - R13 tiêu chuẩn châu Âu hệ thống phanh ôtô Theo tiêu chuẩn này, ôtô loại N3 (tải trọng 12 tấn) không trang bị hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS cần đáp ứng yêu cầu sau:  Đối với φ = 0,2 – 0,8 cần đạt được: γT ≥ 0,1 + 0,85(φ – 0,2);  Đối với chế độ tải trọng đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước phải nằm đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu sau với giá trị γT = 0,15 - 0,30 Điều coi đạt yêu cầu với giá trị đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu nằm hai đường thẳng song song với đường lý tưởng,được thể phương trình sau: φ = γT ≥ 0,1 + 0,08 với γT ≥ 0,30 đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu sau thoả mãn: 78 γT ≥ 0,3 + 0,74(φ – 0,38) Các miền phân bố đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám thể hình 36 φ 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 γT Hình 4.1: Các vùng giới hạn đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám - đường lý tưởng φ = γT ; - đường ranh giới giới hạn giá trị nhỏ hệ số lực phanh:   T  0,07 0,85 ; – đường thẳng giới hạn miền phân bố đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám: φ = γT ± 0,08; - đường thẳng giới hạn vị trí đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu sau:   T  0,02 0,74 ; Trong tính tốn chấp nhận số giả thiết sau:  Áp suất khí nén dẫn động phanh cửa vào điều hoà lực phanh vào thời điểm phanh  Ma sát nhíp đặc tính hệ thống treo khơng gây ảnh hưởng lớn tới trình phanh 79 Các lực tác dụng lên ơtơ q trình phanh thể hình 4.2 L a b ga g J hg ga rk 2t1 2t2 2g1 2g2 2t2 2g2 Hình 4.2: Các lực tác dụng lên ô tô phanh Ga – Trọng lượng tồn ơtơ; G1 G2 – Trọng lượng tác dụng lên cầu trước cầu sau ôtô; L – Chiều dài sở ôtô; a,b,hg – Toạ độ trọng tâm ôtô; rk – Bán kính lăn bánh xe; T1 T2 – Lực phanh cầu trước cầu sau; J – Gia tốc chậm dần phanh; γT – Hệ số lực phanh; ΣT – Tổng lực phanh bánh xe; MT1 MT2 – Mô men phanh bánh xe trước sau; MT – Mô men phanh bánh xe; Q – Lực ty đẩy bầu phanh; p1 p2 - áp suất khí nén bầu phanh trước sau; φ1 φ2 – Hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước sau; K – Hệ số mô đun áp suất; lp - Độ dài cần nối điều hoà lực phanh; β – Góc nghiêng tức thời cần nối điều hoà lực phanh; 80 β0 β01 – Góc nghiêng cần nối điều hồ lực phanh tương ứng với trường hợp ôtô đầy tải ôtô không tải trạng thái tĩnh; f0 f01 - Độ võng nhíp gây nên tải tác dụng lên hai bánh sau trạng thái tĩnh tương ứng với trường hợp ôtô đầy tải ôtô không tải; Δf – Biến thiên độ võng tĩnh nhíp 4.2.3 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi Với hệ số lực phanh γT = J/g - Tải trọng tác dụng lên bánh xe cầu trước: G Ga b Ga hg J  2.L 2.L g (17) Tải trọng tác dụng lên bánh xe cụm cầu sau: G Ga a Ga hg J  4.L 4.L g (18) Thay số liệu vào ta được: + Khi đầy tải: G1 = 21445 + 28861.( J/g ) G2 = 26811 – 14430.( J/g ) + Khi không tải: G1 = 16285 + 12145.( J/g ) G2 = 9770 – 6072.( J/g ) - Giá trị lực phanh tối ưu: ΣT = Ga(J/g) (19) Thay số liệu vào tính tốn ta được: + Khi đầy tải: ΣT = 150142.(J/g) + Khi không tải: ΣT = 69455.(J/g) Giá trị tối ưu tổng lực phanh (đáp ứng hệ số lực phanh theo yêu cầu) tính theo cơng thức (10) Mặt khác, tổng lực phanh tổng lực phanh tác dụng bánh xe cầu trước cụm cầu sau: ΣT = 2T1 + 4T2 (20) 81 Sử dụng công thức (2) (4) (bầu phanh loại 24) ta tìm quan hệ lực phanh bánh xe cầu trước cầu sau với áp suất khí nén bầu phanh: T1  249,33 p1  59,5 0,478 (21) T2  249,33 p  59,5 0,478 (22) Để đảm bảo điều kiện tỷ lệ lực phanh cầu trước cầu sau không đổi, áp suất bầu phanh cầu trứơc cầu sau phải nhau, nghĩa p = p2, T1 = T2 = T Khi sử dụng cơng thức (20), (21) (22) ta có:  T  6T  1496 p  375 (249,33 p  59,5)  0,478 0,478 Biến đổi công thức cách thay ΣT Ga.(J/g) (công thức (19)), ta biểu thức quan hệ áp suất khí nén dẫn động phanh hệ số lực phanh: J  375 g 1496 0,478.G a p (23) Hệ số sử dụng trọng lượng lực bám: 1  T1 G1 (24) 2  T2 G2 (25) Giá trị lực T1 T2 xác định theo công thức (21) (22), áp suất tính theo cơng thức (23) Giá trị tải trọng cầu G1 G2 tính theo cơng thức (17) (18) Kết tính tốn thơng số theo hệ số lực phanh cho bảng 82 Thông số J/g(γT) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Ơtơ đầy tải G1,N 21444 24329 26918 30106 32991 35875 38759 41643 G2,N 26781 25367 23924 22481 21038 19595 18152 16574 f,mm 41 38 3,5 33 31 28,5 25,5 23 Δf,mm 5,5 10 12,5 15,5 18 β0 0 0 0 0 K 1 1 1 1 P1,MPa 0,2386 0,7276 1,216 1,705 2,194 2,683 3,172 3,661 P2,MPa 0,2386 0,7276 1,216 1,705 2,194 2,683 3,172 3,661 T1,N 2250,7 5101 7652 10203 12753 15304 17855 T2,N 2250,7 5101 7652 10203 12753 15304 17855 φ1 0,093 0,189 0,254 0,309 0,355 0,394 0,42 φ2 0,098 0,213 0,340 0,484 0,650 0,843 1,077 Ơtơ khơng tải G1,N 21444 24329 26918 30106 32991 35875 38759 41643 G2,N 19541 18327 17112 19898 14684 13469 12255 11040 f,mm 65 57 49 41 33 25 17 03 Δf,mm 08 16 224 32 48 62 β0 0 0 0 0 K 1 1 1 1 P1,MPa 0,2386 0,7276 1,216 1,705 2,194 2,683 3,172 3,661 P2,MPa 0,2386 0,7276 1,216 1,705 2,194 2,683 3,172 3,661 1217 2434 3652 4869 6087 7304 8522 T1,N 83 T2,N 1217 2434 3652 4869 6087 7304 8522 φ1 0,068 0,127 0,179 0,267 0,304 0,321 0,337 φ2 0,13 0,279 0,451 0,661 0,887 1,169 1,514 Từ bảng ta xây dựng đồ thị: φ 0,7 0,6 φ2 0,5 0,4 0,3 φ1 0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 γT Hình 4.3: Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) không tải (đường đứt) ôtô xét với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu khơng đổi Phân tích kết tính toán thể bảng đồ thị 4.3, ta rút kết luận sau: - Đối với ôtô khơng tải hệ thống phanh khơng đáp ứng tiêu chuẩn hiệu phanh (khi gia tốc đạt m/s2 bánh xe cầu sau trượt lết đường khô) không đáp ứng tiêu chuẩn ECE - R13 phân bố lực phanh cầu (các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh quan hệ hệ số lực phanh với áp suất không nằm hoàn toàn miền giới hạn) 84 4.2.4 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu thay đổi Khi phanh phân bố lại trọng lượng cầu nên tải trọng đặt lên cầu sau giảm đi, góc β giảm theo, điều dẫn đến thay đổi hệ số điều chỉnh áp suất K Độ dài cần điều chỉnh lP điều hòa lực phanh: lP  f sin   sin  01 Từ đó: sin   l P sin   f f  sin   lP lP (27) Trong đó: Δf – Giá trị tức thời biến dạng nhíp, nghĩa hiệu số độ võng nhíp trạng thái tĩnh ôtô đầy tải độ võng chế độ tải xét Thay giá trị lP õ0 vào công thức (27) ta được: sin    f f  54 54 Các giá trị hệ số K phụ thuộc vào góc õ lấy theo đồ thị đặc tính tĩnh điều hồ lực phanh (hình 3.15) Các giá trị Δf xác định theo đồ thị đặc tính tĩnh nhíp theo tải đặt lên cụm cầu sau (hình 3.16) Ta xác định hệ số sử dụng trọng lượng bám bánh xe với mặt đường Tổng lực phanh cần thiết tính theo hệ số lực phanh xác định theo công thức (10) (17) Các giá trị lực phanh T1 T2 phụ thuộc vào áp suất khí nén bầu phanh xác định theo công thức (21) (22) Áp suất khí nén bầu phanh cầu sau: P2 = P1/K Khi đó: T2  (28) P1  59,5 K 0,478 249,33 (29) 85 Thay giá trị T1 T2 từ công thức (18) (19) vào công thức (17) Ta có: T     498,66  P1  249,33    178,5  0,478   K   Biến đổi công thức thay ΣT = Ga.(J/g), ta quan hệ áp suất dẫn động phanh với hệ số lực phanh ôtô: J Ga 0,239  178,5 g P1  498,66 249,33  K (30) Thay giá trị Ga K lấy từ bảng vào công thức (30) ta xác định P1 sau theo (28) ta tính P2 Các giá trị lực phanh tính theo cơng thức (18) (19) cách thay vào giá trị P1 P2 Cơng thức tính hệ số sử dụng trọng lượng bám φ1 φ2 tương tự trường hợp Các kết tính tốn xác định thơng số theo hệ số lực phanh trường hợp có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu cho bảng Thông số J/g(γT) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Ơtơ đầy tải G1,N 21444 24329 26918 30106 32991 35875 38759 41643 G2,N 26781 25367 23924 22481 21038 19595 18152 16574 f,mm 41 38 3,5 33 31 28,5 25,5 23 Δf,mm 5,5 10 12,5 15,5 18 β0 -3,18 -5,84 -8,51 -10,67 -13,38 -16,68 -19,47 K 1,75 1,8812 2,0125 2,1437 2,275 2,4062 2,5375 2,8 0,1058 0,183 0,2647 0,3503 0,4396 0,5322 0,6408 P1,MPa 86 P2,MPa 0,0562 0,0909 0,1234 0,154 0,1827 0,2097 0,2288 T1,N 4274 8304 12563 17032 21689 26520 32181 T2,N 1689 3500 5196 6788 8286 9697 10693 φ1 0,172 0,299 0,409 0,506 0,593 0,671 0,758 φ2 0,065 0,143 0,227 0,316 0,415 0,524 0,627 Ơtơ khơng tải G1,N 2G2,N 19541 18327 17112 19898 14684 13469 12255 11040 f,mm 65 57 49 41 33 25 17 03 Δf,mm 08 16 224 32 48 62 β0 -0,81 -1,69 -2,54 -3,39 -4,24 -5,09 -6,59 K 1,75 1,8125 1,875 1,9375 2,0625 2,125 2,25 P1,MPa 0,0673 0,1024 0,1385 0,1758 0,214 0,2533 0,2974 P2,MPa 0,0371 0,046 0,0715 0,0879 0,1038 0,1192 0,1321 T1,N 2266 406 5984 7927 9922 11968 14260 T2,N 692 1604 2486 3341 4169 4973 5649 φ1 0,127 0,2147 0,295 0,368 0,435 0,498 0,565 φ2 0,074 0,184 0,307 0,446 0,607 0,796 1,004 Từ bảng ta xây dựng đồ thị: 87 φ 0,7 0,6 φ2 0,5 0,4 0,3 φ1 0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 γT Hình 4.4: Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô không tải (đường đứt) đầy tải (đường liền) ôtô xét với tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh Kết luận: Như sau sử dụng điều hoà lực phanh có khả thay đổi cách tự động tỷ lệ mô men phanh cầu trước cầu sau đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn Châu Âu cho hệ thống phanh thiết kế 88 KẾT LUẬN Sau thời gian ba tháng em hoàn thành đồ án, qua việc thực đồ án giúp em hiểu biết thiết kế tính tốn hệ thống cụ thể xe Quá trình làm đồ án, với thời gian có hạn thân em có cố gắng tìm hiểu thực tế giải nội dung kĩ thuật hợp lý Đây bước khởi đầu quan trọng giúp cho em nhanh chóng tiếp cận với ngành cơng nghiệp ơtơ nước ta Trong trình thực đồ án em giúp đỡ thầy giáo Bộ môn ôtô - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đặc biệt hướng dẫn tận tình Thầy giáo ThS Trần Thanh Tùng giúp em hoàn thành đồ án Qua đồ án em kính mong nhân đóng góp ý kiến thầy giáo bạn để đề tài tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế tính tốn ơtơ PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan (2007) Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tơ máy kéo Dương Đình Khuyến (1995) Lý thuyết ô tô máy kéo Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998) Bài tập sức bền vật liệu Nguyễn Văn Vượng – Bùi Trọng Lựu (2004) Dung sai đo lường khí An Hiệp – Trần Vĩnh Hưng (1999) Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Trịnh Chất – Lê Văn Uyển (2000) Các tài liệu sử dụng xe KAMAZ 90