Thiet ke cai tien he thong phanh xe zil130 khi tang tai

Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, cơng nghệ PhÇn I tÝnh to¸n kiĨm nghiƯm hƯ thèng phanh HƯ thèng phanh xe Zil-130 hệ thống phanh dẫn động khí nén dòng Truyền động phanh gồm có máy nén khí, van điều chỉnh áp suất, bình chứa khí nén, van phân phối, ống dẫn khí bầu phanh Vì điều kiện khí hậu Việt nam nóng ẩm độ tin cậy hệ thống phanh xe Zil-130 không cao, để nâng cao độ tin cậy an toàn sử dụng xe việc thiết kế cải tiến hệ thống phanh cần thiết Để việc thiết kế cải tiến hệ thống phanh đợc hoàn chỉnh Trớc hết ta kiểm nghiệm hệ thống phanh để đảm bảo thông số phù hợp cho việc thiết kế cải tiến Một số giả thiết tiến hành kiểm nghệm: áp suất thời điểm má phanh tỷ lệ thuận với biến dạng hớng kính điểm phanh nghĩa má phanh Toàn diện tích làm việc má phanh ép vào bề mặt trống phanh Khi phanh trống phanh guốc phanh không bị biến dạng mà có má phanh bị biến dạng Có lý ma sát làm vật liệu có độ cứng nhỏ guốc phanh trống phanh, guốc phanh trống phanh thờng có gân tăng cứng Quy luật phân bố áp suất má phanh theo quy luật hình sin áp suất điểm đợc xác định theo công thức: q = qmax.sin Trong đó: q: áp suất điểm cần tính qmax: áp suất cực đại cần tính : góc ôm xác định vị trí điểm cần tính I Các số liệu ban đầu Số liệu ban đầu dùng để tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh đợc lấy theo xe tham khảo xe Zil 130 Nguyễn Xuân Hảo - Ôtô -K45 -1- Ketnooi.com din n chia sẻ kiến thức, cơng nghệ H×nh PI.1 KÝch thíc xe Zil-130 Các số liệu khác đợc đa dạng bảng: Bảng 1: TT Đại lợng Tên gäi 10 11 12 13 14 15 16 II Đơn vị N N N N Go G G01 G02 TrÞ sè Trọng lợng thân 43000 Trọng lợng toàn xe đầy tải 95250 Trọng lợng phân cầu trớc 25750 Trọng lợng phân cầu sau 69500 Kí hiƯu lèp 9,00-20 Dt §êng kÝnh tang trèng m 0,42 B ChiỊu réng tÊm ma s¸t m 0,07-0,08 L ChiỊu dài sở xe m 3,8 Hg Chiều cao trọng tâm xe m 1,45 Góc ôm ma sát độ 120 125 Góc bố trí ma sát độ 20 25 D Khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm m 0,165 tựa chốt quay C Khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm m 0,16 cam đẩy má phanh K Khoảng cách hai lực tì cam vào m 0,01 má phanh Dung tÝch b×nh chøa khÝ nÐn l 35 ChiỊu réng cam mở má phanh m 0,04 xác định Mô men yêu cầu cấu phanh tăng tải Xác định trọng tâm xe tăng tải Với giả thiết tăng tải tải trọng đợc phân bố thùng xe Khi trọng tâm thùng xe có thêm lc G = 20000(N) 3622 179 G G 950 575 G G   a b 2157 1075 Ngun Xu©n Hảo - Ôtô -K45 3800 6675 -2- Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh Hình PI.2 Sơ đồ tính Dựa vào sơ đồ ta xác định đợc toạ độ trọng tâm nh sau: Lấy mômen ®èi víi ®iĨm O2 G1 = G(178,5/3800) = 940 (N) Suy G2 = G - G1 = 20000 – 940 =19060 (N) Nh vËy ta cã : - Träng lợng phân cầu trớc cầu sau xe tăng tải là: G1 = G01 + G1 = 25750 + 940 = 26690 (N) G2 = G02 + G2 = 69500 + 19060 = 88560 (N) - To¹ độ trọng tâm xe tăng tải là: a = (G2.L)/G = (88560.3,8)/115250 = 2,92 (m) b = L- a = 3,8 – 2,92 = 0,88 (m) ChiÒu cao toạ độ trọng tâm lấy hg = 1,6 (m) Tính toán Mômen phanh Mômen phanh sinh cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc độ xe dừng hẳn xe với gia tốc chậm dần thời gian cho phép Mômen phanh yêu cầu cấu phanh đợc tính nh sau: + Mômen phanh yêu cầu cấu phanh trớc Mp1 = G1 M P1  J h G   b  max g 2L  g + M«men phanh cần có cấu phanh sau: Mp2 = G2 Nguyễn Xuân Hảo - Ôtô -K45 -3- rbx [I 1] Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ M P2  J h G   a  max g 2L  g  rbx  [I 2] Trong : Trọng lợng ôtô tăng tải: G = 115250 (N) Chiều dài sở ôtô: L = 3,8 (m) Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trớc: a = 2,92 (m) Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu sau: b = 0,88 (m) ChiỊu cao träng t©m xe: h g = 1,6 (m) J max = 5,88(m/s2) Gia tèc chËm dần cực đại phanh: Gia tốc trọng trờng: g = 9,81(m/s2) Hệ số bám bánh xe với mặt ®êng chän φ = 0,6 xe kh«ng cã hƯ thống ABS Bán kính lăn bánh xe đợc xác định theo mối quan hệ sau: rbx = r0 ®ã : r0 = d   B   25,4 2  Theo kÝ hiƯu cđa lèp ta cã: B = 9(inc) d = 20(inc) hÖ sè biÕn d¹ng lèp:  = 0,93 20    r 0,93   25,4  448(mm) 0,448( m)   r = 0,448 (m) Thay c¸c gi¸ trị trang vào [I 1] [I 2] ta đợc : Mômen phanh yêu cầu bánh xe tríc lµ : M P1 0,6 115250 0,88  5,88.1,6  1   0,448 7422( Nm ) 2.3,8 9,81.0,88 Mômen phanh yêu cầu bánh xe sau lµ : M P  0,6 115250.2,92  5,88.1,6  1   0,448 8067( Nm ) 2.3,8 9,81.2,92 Nguyễn Xuân Hảo - Ôtô -K45 -4- Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, công nghệ III Tính toán kiểm nghiệm cấu phanh guốc Để tính toán kiểm nghiệm phanh guốc, trớc hết ta phải tính toán thông số nh góc xác định điểm đặt phản lực tác dụng từ trống phanh lên guốc phanh trớc sau (), bán kính đặt phản lực tác dụng từ trống phanh lên guốc phanh trớc sau () Tính góc xác định điểm đặt lực Ny N Nx Hình PI.3 Góc góc xác định điểm đặt lực N điểm đặt lực R Góc đợc xác định theo công thức dới tg cos 21 cos 2 2  sin 2  sin 2 [I 3] Trong góc , , góc hình học phụ thuộc kết cấu cấu phanh theo (Hình PI.4) + Góc cấu phanh trớc Trong đó: : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cđa gc phanh đến đầu cuối ma sát : = 200 Góc ôm ma sát = 1200  : Gãc tÝnh tõ t©m chốt quay guốc phanh đến đầu ma s¸t  =  +  =1200+200=1400 Nguyễn Xuân Hảo - Ôtô -K45 -5- Ketnooi.com din n chia sẻ kiến thức, công nghệ Y P a b0 b2 rt b1 X a Hình.PI.4 Các thông số hình học cấu phanh Thay góc ,  ,  vµo [I 3] ta ®ỵc: tg1  cos 400  cos 2800 0,10185 2 (120 / 180)  sin 400  sin 2800   5,82 + Gãc ë c¬ cÊu phanh sau Trong ®ã :  : Gãc tÝnh tõ tâm chốt quay guốc phanh đến đầu cuối ma sát = 250 : Góc ôm cđa tÊm ma s¸t  = 1250  : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cđa gc phanh đến đầu ma sát = +  =1250+250=1500 Thay c¸c gãc  ,  ,  vµo [I 3] ta ®ỵc: tg  cos 500  cos 3000 0,0238 2 (125 / 180)  sin 500  sin 3000   1,37  TÝnh b¸n kÝnh điểm đặt lực Nguyễn Xuân Hảo - Ôtô -K45   R -6-  r0 Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, cơng nghệ H×nh PI.5 Theo [TL1] ta xác định bán kính theo công thức: 0 ) =    sin( ) 4rT sin( [I 4] Trong đó: rT: Là b¸n kÝnh tang trèng rT = 0,21 (m)  : Góc ôm ma sát = 1250 + C¬ cÊu phanh tríc Thay rT,  vào [I 4] ta đợc: = = 120 4.0,21sin( ) 120 120  sin( ) 180 0,2457 (m) + C¬ cÊu phanh sau Thay rT,  vào [I 4] ta đợc: = = 125 4.0,21sin( ) 125 125  sin( ) 180 0,2242 (m) Xác định góc Góc góc tạo lực tổng hợp R với lực N (Hình PI.5) Từ quan hệ hình học ta có Nguyễn Xuân Hảo - Ôtô -K45 -7- Ketnooi.com din n chia s kiến thức, công nghệ tgϕ = T  N  N N =μ [I 5] μ: Lµ hƯ sè ma sát ma sát với tang trống có trÞ sè tõ ( 0,25 – 0,3 ) Ta chän μ = 0,3 Thay vµo [I 5] ta cã:  arctg (0,3) 16,7 o Xác định r0 Theo [TL2] bán kính r0i xác định theo công thức : r0i = i  1  Víi  =0,3, 1 = 0,2457 (m),  = 0,2242 (m) Ta đợc r01 0,2457 r0 0,2242 0,3  0,32 0,3  0,32 0,07(m) 0,064(m) Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh Để xác đinh lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh ta dùng phơng pháp hoạ đồ lực Khi tính toán cấu phanh ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh guốc phanh trớc sau mô men phanh tính toán cấu phanh đặt bánh xe Khi đà chọn đợc thông số kết cấu , , , r xác định đợc góc bán kính nghĩa xác định đợc hớng điểm đặt lực Lực N1, N2 với hai lực hớng vào tâm Lực R1 tổng hợp lực N1 T1 Nh mômen sinh cấu phanh bánh xe lµ : MP= MP1 +MP2 = R1.r0 + R2.r01 Cách xác định lực phơng pháp hoạ đồ lực Đối với cấu phanh dẫn động guốc phanh khí nén, cấu tác động cuối cam ép Trên xe Zil - 130 biên dạng cam có dạng đối xứng Nguyễn Xuân Hảo - Ôtô -K45 -8- Ketnooi.com din n chia s kin thc, cụng ngh nên tác động, má phanh guốc phanh trớc sau có khoảng dịch chuyển Trong điêù kiện kích thớc má phanh nh biến dạng chúng áp suất má phanh Điêù có nghĩa phản lực từ trống phanh lên guốc phanh tríc vµ sau lµ b»ng R’ = R’’ = R - Quy trình xác định lực phơng pháp hoạ đồ: + Xây dựng hoạ đồ lực Xác định thông số hình họccủa cấu phanh vẽ sơ đồ theo đùng tỷ lệ, vẽ lực P Tính góc bán kính , từ xác định điểm đặt lực R Tính góc vẽ phơng lực R Kéo dài phơng lực R P cắt O, kéo dài phơng P R cắt O Để xác định phơng lực U ta dựng theo trạng thái cân ậ trạng thái tổng hợp lực tác dụng lên guóc phanh không Vì lực phải tạo thành tam giác lực khép kín Nghĩa là, kéo dài lực chúng phải cắt điểm, điểm O, O Nh vậy, để xác định phơng lực U cần nối O với O1 (tâm chốt) nối O2(tâm chốt) Vẽ đờng song song với R R, đờng đặt đoạn nhau: R = R = R từ dựng tam giác lực cách tơng tự nh đà trình bầy Với bánh xe có kích thớc giống ta cã r0’ = ro’’ = r0 Vµ ta tính đợc lực R nh sau: R=Mp/2ro + Dựa vào giá trị lực R tỷ lệ xích hoạ đồ lực ta xác định đợc lực lại P, P,U,U' Nguyễn Xuân Hảo - ¤t« -K45 -9- Ketnooi.com diễn đàn chia sẻ kiến thức, cơng nghệ a Víi c¬ cÊu phanh tríc: Ta cã góc ôm ma sát trớc sau nên bán kính đặt lực tổng hợp nh bán kính r0 P'' 0'' 0' P' T'' R'' N' T' P' N'' R' U' U' U'' R' Hình PI.6: Họa đồ lực phanh cấu trớc Mô men phanh bánh xe : Mpbx = ro’.R’ + ro”.R” = 2.R.ro R'' U'' Rt = R’t = R”t = M bx p 2.ro P'' = 7422 2.0,07 = 53014 (N) Tõ häa đồ lực phanh ta đo đợc độ dài véctơ lực: + Má trớc cấu phanh Pd = 73,64 (mm) R’d = 250 (mm) U’d = 182,82 (mm) Suy hƯ sè tû lƯ kt Ngun Xu©n Hảo - Ôtô -K45 - 10 -