Tài liệu giới thiệt về đĩa phanh và mô tả quá trình thiết kế đĩa phanh với các công thức và số liệu chọn chi tiết. Ngoài ra, tài liệu còn trình bày cách kiểm nghiệm đĩa phanh sau khi tính toán thiết kế.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CƠNG NGHỆ CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHANH ĐĨA TRÊN Ơ TƠ GVHD: Th.S Lê Quang Trí SVTH: Nguyễn Quốc Thái MSSV: 19154140 Đoàn Phi Hùng 19154053 Trương Minh Nhật 19154108 Nguyễn Huy Toàn 19154900 Lớp: DH19OT TP.HCM tháng năm 2023 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, nguyên lý hoạt động 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Nguyên lý hoạt động 1.2 Cấu tạo, yêu cầu 1.2.1 Cấu tạo phanh xe 1.2.2 Yêu cầu 1.3 Các văn liên quan đến phanh xe CHƯƠNG 2: DẪN ĐỘNG PHANH TRONG Ô TÔ 10 2.1 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực 10 2.1.1 Cấu tạo hệ thống phanh dẫn động thủy lực 10 2.1.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh dẫn động thủy lực: .10 2.1.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc phận chính: 12 2.2 Hệ thống phanh dẫn động khí nén 13 2.2.1 Nguyên lý phận hệ thống phanh dẫn động khí nén 13 CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH ĐĨA 19 3.1 Mơ hình cấu phương án thiết kế 19 3.1.1 Mơ hình cấu phanh đĩa .19 3.1.2 Phương án thiết kế cấu 20 3.2 Tính tốn thiết kế đĩa phanh 21 3.2.1 Tính tốn đĩa phanh 21 3.2.2 Khảo sát thiết kế thiết kế đĩa phanh 24 3.3 Tính tốn má phanh 24 3.4 Thiết kế phanh 26 3.4.1 Sơ lược phanh 26 3.4.2 Thiết kế phanh 26 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT MÁ PHANH TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ THIẾT KẾ MÁ PHANH 28 4.1 Chọn má phanh theo chuẩn 28 4.2 Tính tốn thiết kế thực tế má phanh theo chuẩn 31 CHƯƠNG 5: KIỂM NGHIỆM PHANH 33 5.1 Tính tốn xác định cơng ma sát riêng .33 5.2 Tính tốn nhiệt phát q trình phanh 33 5.3 Kiểm tra thời hạn làm việc má phanh 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO .35 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện báo cáo này, em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Lê Quang Trí, giảng viên phụ trách chuyên đề tốt nghiệp hướng dẫn em mơn học trước Chúng em xin bày tỏ lịng biết ơn đến q thầy, khao khí cơng nghệ nói riêng trường đại học Nơng Lâm TP.HCM nói chung, cung cấp điều kiện học tập tốt cho trình học tập nhà trường Những kiến thức thầy cô gửi đến em nhiều khả tiếp nhận em cịn chưa đủ thiếu sót lớn sinh viên, với học em cố gắng áp dụng vào báo cáo cách chỉnh chu nên mong thầy đưa ý kiến đóng góp giúp em hoàn thành tốt cho lần sau Chúng em xin chân thành cảm ơn! LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển to lớn tất ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa hành khách Nên tơ trở thành phương tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa hành khách, sử dụng rộng rãi lĩnh vực đời sống kinh tế, xã hội người Để trở thành người Kỹ sư sinh viên phải hồn thành đồ án mơn học Trong q trình học tập, sinh viên tích lũy kiến thức đến làm đồ án vận dụng lý thuyết vào thực tế cho hợp lý, nghĩa lúc sinh viên làm việc cán kỹ thuật Phanh ô tô phận quan trọng xe, đảm bảo cho tơ chạy an toàn tốc độ cao Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm : bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu phanh cao, tính ổn định xe, điều chỉnh lực phanh để tăng tính an tồn cho tơ vận hành Trong đồ án thiết kế ô tô chúng em giao nhiệm vụ: “TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ĐĨA” Mặc dù cố gắng, thời gian, kiến thức kinh nghiệm thực tế có hạn nên q trình làm đồ án khơng tránh thiếu sót Chúng em mong thầy góp ý, bảo tận tâm để kiến thức chúng em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Quang Trí, thạc sĩ ngành cơng nghệ kỹ thuật ô tô, thầy giáo môn tận tình giúp đỡ hướng dẫn chúng em hồn thành tốt nội dung đồ án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm, nguyên lý hoạt động 1.1.1 Khái niệm Phanh thiết bị học có chức hạn chế chuyển động bánh xe cách tạo ma sát Theo đó, hệ thống phanh hoạt động giúp kiểm soát việc giảm tốc độ dừng hẳn xe theo chủ ý lái xe Hình 1.1: Minh họa đĩa phanh 1.1.2 Nguyên lý hoạt động Hệ thống phanh hoạt động lái xe đạp phanh, lực truyền từ bàn đạp đến bầu trợ lực phanh Khi đó, piston chuyển động nén lị xo dầu xylanh Quá trình làm tăng áp suất, đẩy dầu đến đường ống xylanh bánh xe, đẩy piston guốc phanh ép chặt vào má phanh sinh lực ma sát Dưới tác động này, tang trống moay bánh xe giảm tốc độ quay dừng lại theo yêu cầu lái xe Khi lái xe dừng việc tác động lực vào bàn đạp phanh, xylanh phanh ép piston đẩy dầu ngược trở lại xylanh chính, tạo chế nhả phanh khiến xe trở lại vận tốc lái xe mong muốn 1.2 Cấu tạo, yêu cầu 1.2.1 Cấu tạo phanh xe a) Bàn đạp phanh - Bàn đạp phanh thiết kế nằm vị trí bàn đạp ga bàn đạp ly hợp có chức kích hoạt phanh Khi người lái đạp phanh, piston xylanh chuyển động tạo áp suất dầu, kích hoạt má phanh đĩa phanh, ép bánh xe vào tang trống b) Dây dầu phanh c) d) e) f) - Dây dầu phanh tơ có tác dụng dẫn dầu phanh từ bình chứa xylanh đến bánh xe Được gia cố từ chất liệu thép cứng cáp, dây dầu không giãn nở, chịu nhiệt độ cao điều kiện lực phanh lớn Má phanh - Trong cấu tạo hệ thống phanh tơ, má phanh linh hồn Đây đệm thiết kế đặc biệt chất liệu thép, có nhiệm vụ tiếp xúc với phần quay phanh để tạo ma sát, giảm tốc độ quay bánh xe Do phải chịu lực ma sát liên tục nên má phanh cần vệ sinh, bảo dưỡng định kỳ để gia tăng tuổi thọ Phanh đĩa - Do có lực phanh mạnh nên phanh đĩa thường trang bị bánh trước ô tô Phanh đĩa gồm má phanh đĩa phanh Khi người lái nhấn phanh, má phanh ép vào đĩa phanh tạo lực ma sát để chuyển động thành nhiệt năng, làm chậm tốc độ xe xe dừng hẳn Phanh đĩa có thiết kế gọn nhẹ, khả nước tốt,có khả tự điều chỉnh kích thước kẽ hở má phanh đĩa phanh bị mòn, mang đến tính ổn định phanh Tang trống - Phanh tang trống nằm phía sau xe với cấu tạo gồm guốc phanh, trống phanh, má phanh số chi tiết truyền lực khác Khi lái xe nhấn phanh, xylanh ép guốc phanh vào trống phanh tạo nên áp lực giảm tốc độ xe Ưu điểm lớn phanh tang trống giá thành rẻ, bảo dưỡng dễ dàng Phanh tang trống có khả cường hóa, phù hợp với tơ có trọng tải lớn, vận hành địa hình phức tạp Lót phanh - Lót phanh tơ làm từ vật liệu chịu nhiệt tốt, có độ mềm, dai có khả ma sát cao Lót phanh bao bọc bên guốc phanh với chức giảm tiếng ồn, tăng ma sát trình vận hành phanh 1.2.2 Yêu cầu - Hệ thống phanh ô tô đạt chuẩn cần đáp ứng tiêu chí sau: - Quãng đường phanh ngắn điều kiện phanh đột ngột - Thời gian phanh nhỏ thích ứng tình bất ngờ - Gia tốc phanh chậm dần lớn mang lại hiệu phanh cao - Phanh êm dịu, đảm bảo tính ổn định trường hợp - Điều khiển nhẹ nhàng, người lái không tốn nhiều sức sử dụng - Phân bố mô men bánh xe phù hợp với tải trọng lực bám - Khơng bị tượng bó phanh - Thoát nhiệt tốt, nâng cao tuổi thọ linh kiện hệ thống phanh - Kết cấu gọn nhẹ, dễ chẩn đoán hư hỏng điều kiện 1.3 Các văn liên quan đến phanh xe - Trong văn QCVN 09 : 2015/BGTVT Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Khoa học Công nghệ thẩm định, Bộ trưởng Bộ Giao thông vậntải ban hành theo Thông tư số 87/2015/TT-BGTVT ngày 31 tháng 12 năm 2015 - QCVN 09:2015/BGTVT thay QCVN 09:2011/BGTVT • Xe phải trang bị hệ thống phanh phanh đỗ xe • Hệ thống phanh phanh đỗ xe phải dẫn động độc lập với Dẫn động hệ thống phanh phải loại từ dịng trở lên Hệ thống phanh phải trang bị tất bánh xe • Dầu phanh khí nén hệ thống phanh khơng rị rỉ Các ống dẫn dầu khí phải định vị chắn khơng rạn nứt • Dẫn động khí phanh phanh đỗ xe phải linh hoạt, nhẹ nhàng chắn Hành trình tự phải phù hợp với quy định nhà sản xuất • Hệ thống phanh phải có kết cấu lắp đặt bảo đảm cho người lái điều khiển phanh ngồi ghế lái mà không rời hai tay khỏi vành tay lái • Khi sử dụng, hệ thống phanh đỗ phải có khả trì hoạt động mà khơng cần có lực tác động liên tục người lái • Hệ thống phanh dẫn động khí nén phải đáp ứng yêu cầu sau: ➢ Các van phải hoạt động bình thường ➢ Sau lần tác động tồn hành trình bàn đạp phanh hệ thống phanh chính, độ giảm áp suất bình chứa khí nén khơng q 392 kPa Việc thử phải thực theo yêu cầu sau: o Mức lượng (áp suất khí nén) ban đầu bình chứa khí nén quy định nhà sản xuất Nó phải đạt mức để đạt hiệu phanh quy định hệ thống phanh chính; o Khơng nạp thêm cho bình chứa khí nén q trình thử Ngồi phải cách ly bình chứa khí nén cho phanh với bình chứa khí nén cho thiết bị phụ trợ • Hiệu phanh ➢ Hiệu phanh thử băng thử: o Chế độ thử: xe không tải (có 01 lái xe); o Tổng lực phanh khơng nhỏ 50% trọng lượng xe không tải; o Sai lệch lực phanh trục (giữa bánh bên phải bên trái): KSL = (PFlớn-PFnhỏ).100%/PFlớn KSL không lớn 25% Trong đó: KSL: sai lệch lực phanh trục; PFlớn: lực phanh lớn; PFnhỏ: lực phanh nhỏ • Hiệu phanh thử đường ➢ Khi thử khơng tải (có 01 lái xe): o Thử mặt đường phủ nhựa đường bê tông phẳng khô, hệ số bám 𝜑 không nhỏ 0,6; o Hiệu phanh (được đánh giá hai tiêu quãng đường phanh SP gia tốc phanh lớn JPmax) thử không tải quy định Bảng 4; o Khi phanh, xe khơng lệch ngồi hành lang phanh quy định Bảng Bảng - Hiệu phanh thử khơng tải Loại xe Xe Vận tốc ban đầu phanh (km/h) 50 Xe tải, xe khách có khối lượng tồn thiết kế 50 lớn khơng q 3,5 Các loại xe cịn lại 30 Quãng đường phanh (m) Gia tốc phanh lớn (m/s2) Hành lang phanh (m) ≤ 19 ≥ 6,2 2,5 ≤ 21 ≥ 5,8 2,5 ≤9 ≥ 5,4 3,0 ➢ Khi thử đầy tải: o Thử mặt đường phủ nhựa đường bê tông phẳng khô, hệ số bám 𝜑 không nhỏ 0,6; o Hiệu phanh (được đánh giá hai tiêu quãng đường phanh SP gia tốc phanh lớn JPmax) thử đầy tải quy định Bảng 5; o Khi phanh, xe khơng lệch ngồi hành lang phanh quy định Bảng Bảng - Hiệu phanh thử đầy tải Loại xe Vận tốc ban đầu Quãng đường phanh phanh (m) (km/h) Gia tốc phanh lớn (m/s2) Hành lang phanh (m) Xe 50 ≤ 20 ≥ 5,9 2,5 Xe tải, xe khách có khối lượng tồn thiết kế lớn không 3,5 50 ≤ 22 ≥ 5,4 2,5 Các loại xe lại (1) 30 ≤ 10 ≥ 5,0 3,0 (1) hích: Khơng áp dụng yêu cầu hiệu phanh thử đầy tải xe đầu kéo • Hiệu phanh đỗ xe: ➢ Chế độ thử: xe không tải (có 01 lái xe); ➢ Hiệu phanh đỗ xe đánh giá hai tiêu: o Tổng lực phanh đỗ không nhỏ 16% trọng lượng xe không tải thử băng thử; hoặc: o Xe phải dừng đường dốc có độ dốc 20% (theo hai chiều dốc lên dốc xuống), mặt đường phủ nhựa đường bê tông phẳng khô, hệ số bám không nhỏ hơn0,6 o Xe khách có giường nằm phải trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking System) Hình 2.4: Hoạt động cấu phanh đạp nhả bàn đạp phanhs Với nguyên lý làm việc dựa ma sát đĩa phanh má phanh bấu vào đĩa nhờ lực đẩy từ piston ống xylanh, đĩa phanh đối tượng tính tốn thiết kế với số liệu tham khảo từ đĩa ly hợp Các má phanh tính tốn dựa theo đĩa thiết kế theo chuẩn có sẵn (xem phần 3) Càng phanh lựa chọn thiết kế sau xác định đĩa phanh má phanh 3.2 Tính tốn thiết kế đĩa phanh 3.2.1 Tính tốn đĩa phanh Hình 2.5: Các thơng số đĩa phanh Trước tính tốn đĩa phanh, thơng số bánh xe bắt buộc phải có sẵn để từ có đường kính vành bánh xe (Overall Diameter-d) độ dày vành bánh xe (Overall Diameter Offsetδv) Một thông số khác bỏ qua độ hở vành bánh xe đĩa phanh (Δv/đ) Độ hở cho phép bánh xe quay tự di chuyển mà không bị ép vào cấu phanh đĩa nhằm tránh tai nạn kẹt bánh xe q trình xe di chuyển Mọi loại xe (khơng riêng ô tô) 21 dùng cấu phanh đĩa có độ hở Để bảo đảm tính an tồn việc quay bánh, thông số chọn sau: ∆𝑣/đ = 30 ÷ 50𝑚𝑚 Hình 2.6: Minh họa độ hở đĩa phanh vành bánh loại xe Bước vào tính tốn đĩa phanh, cần xác định bán kính đĩa phanh (rđ) để xác định bán 𝑑 kính tổng đĩa Bán kinh đĩa phanh xác định theo công thức: 𝑟đ = − 𝛿𝑣 − ∆𝑣/đ Tiếp theo cần xác định vùng tiếp xúc má phanh vào đĩa phanh (vùng ma sát) để tính tốn lực tác dụng vào cấu phanh đĩa đường kính xylanh cấu P1 P1 rtb Hình 2.7: Phát họa vùng ma sát đĩa phanh Theo sách thiết kế ô tô biên soạn Đặng Quý, thông số vùng ma sát xác định sau: 𝐷2 = 3.16 ∗ √ 𝑀𝑒(𝑚𝑎𝑥) 𝑐 Với: • D2: Đường kính ngồi vùng ma sát (cm) • Me(max): Moment xoắn tối đa xe (Nm) • c: Hệ số kinh nghiệm (c=4.7 xe du lịch; c=3.6 xe vận tải; c=1.9 xe vận tải làm việc nặng) 22 * (Vì D2 tính tốn theo kinh nghiệm, chọn thơng số với kích thước đĩa.) 𝐷1 = 𝑐 ′ ∗ 𝐷2 Với: • D1: Đường kính vùng ma sát • c’: Hệ số kinh nghiệm (𝑐 ′ = 0.53 ÷ 0.75 ) 𝑟𝑡𝑏 = 𝑅1 + 𝑅2 Với: • rtb: Bán kính trung bình vùng ma sát • R1: Bán kính vùng ma sát • R2: Bán kính ngồi vùng ma sát 𝑃1 = 𝑀𝑝1 𝑝 ∗ 𝜇 ∗ 𝑟𝑡𝑏 Với: • • • • P1: Lực ép má phanh (N) Mp1: Moment phanh tính tốn cần sinh cầu xét (Nmm) p: Số lượng cặp bề mặt ma sát phanh đĩa bánh (1 bánh có cặp má phanh) μ: Hệ số ma sát (𝜇 = 0.3 ∗ 𝑟𝑡𝑏 ) Lực tác dụng vào phanh ngồi P1 cịn có lực pháp tuyến (T) vng góc với tác dụng dọc theo bề mặt đĩa Hình 2.8: Hoạt động bi bên đĩa phanh Lực pháp tuyến có cơng thức sau: 𝑇 = 𝑃1 cot(𝛼) Với: • α: Góc nghiêng đường lăn hịn bi phanh đĩa (𝛼 = 300 ÷ 350 ) 23 4∗𝑃1 Đường kính ống xylanh làm việc cấu phanh đĩa cầu: 𝑑𝑥𝑙 = √ 𝜋∗𝑛∗𝑝𝑖 Với: • n: Số lượng ống xylanh làm việc cầu • pi: Áp suất xylanh làm việc (𝑝𝑖 = 5000 ÷ 8000𝑘𝑁/𝑚2 ) 3.2.2 Khảo sát thiết kế thiết kế đĩa phanh Sau tính tốn đĩa phanh, đến giai đoạn thiết kế thành phẩm Để phát họa đĩa phanh muốn thiết kế việc tham khảo số thiết kế đĩa phanh điều cần thiết Đĩa phanh thường Đĩa phanh khoan lỗ Đĩa phanh khoan lỗ xiên Đĩa phanh xẻ rãnh Đĩa phanh khoan lỗ kết hợp xẻ rãnh (a) (b) (c) (d) (e) Hình 2.9: Một số loại thiết kế đĩa phanh hay gặp Mẫu a: Đây dạng thiết kế thông dụng xe thương mại Loại thiết kế bảo đảm bề mặt ma sát hiệu phanh tốt Tuy nhiên, loại dễ gây mòn má phanh lượng tích tụ đĩa Mẫu b&c: Dạng thiết kế giúp nhiệt hình thành từ trình phanh tiêu biến nhanh thông qua lỗ bề mặt đĩa, từ dẫn đến má phanh bị mịn cải thiện hiệu phanh Tuy nhiên việc khoan lỗ bề mặt đĩa làm giảm độ bền đĩa giảm bề mặt ma sát Mẫu d: Các rãnh bề mặt đĩa giúp giải phóng hơi, nhiệt, hay nước tích tụ đĩa cách hiệu Loại đĩa chịu lực ép cao, đồng thời giảm thiểu việc má phanh bị độ nhám việc bụi bẩn bám vào đĩa Tuy nhiên, sử dụng thiết kế khiến má phanh nhanh mòn gây tiếng ồn co xát má phanh phanh Mẫu e: Thiết kế kết hợp điểm mạnh lỗ rãnh qua việc bảo đảm bề mặt ma sát, ngăn chặn bụi bẩn lọt vào trong, giảm mòn má phanh Tuy nhiên bề mặt đĩa loại không bền gia công lỗ rãnh bề mặt 3.3 Tính tốn má phanh 24 Hình 2.10: Minh họa má phanh để phục vụ tính tốn Khi tính tốn má phanh, cần phải tính tốn góc ơm má phanh để có sở kiểm tra hiệu phanh Hình 2.11: Minh họa góc ơm má phanh Góc ơm má phanh tính, sau chọn sau: 𝛼𝑚á ≥ 𝑀𝑝1 𝑝∗𝜇∗𝑟𝑡𝑏 ∗(𝑅2 −𝑅1 )∗[𝑞] Với: • αmá: Góc ơm má phanh (rad) • [q]: Giới hạn áp suất cho phép lên má phanh (MPa) (Tham khảo bảng dưới) Nguyên liệu bề mặt ma sát phanh đĩa Thép với gang Thép với thép Thép với ferado Gang với ferado Thép với ferado cao su Áp suất cho phép (MPa) 1.5÷3 2.5÷4 1÷2.5 1÷2.5 1÷2.5 * (Sau tính góc ơm má phanh xong, chọn lại nhằm đảm bảo bề mặt ma sát giúp hiệu phanh tốt nhất.) Sau xác định góc ơm má phanh để thiết kế, kiểm tra lại cách xác định diện tích ma sát má phanh qua tính chất hình học (hình vành khăn) Tổng diện tích má phanh lý thuyết cầu xét tính sau: ∑ 𝑆𝑚á = 𝑛 ∗ 𝛼𝑚á (𝑟𝑎𝑑) ∗ (𝑅2 − 𝑅1 ) Với: • n: Số má phanh tổng cộng cầu xét 25 Sau tính toán xong má phanh, tiến hành lên phương án tham khảo thiết kế phanh, trước tham khảo mẫu tiến hành thiết kế chọn tính toán thực tế má phanh (trong phần sau) 3.4 Thiết kế phanh 3.4.1 Sơ lược phanh Càng phanh dùng để liên kết đĩa phanh má phanh lại với nhau, đồng thời liên kết cấu phanh đĩa vào xe Hình 2.12: Mơ chi tiết cấu phanh đĩa liên kết với xe Cụm phanh gồm chi tiết sau: Vỏ càng, chốt định vị má phanh, phớt dầu, phớt bụi, xylanh, piston Khi phanh, dầu áp suất cao đẩy piston khiến má phanh ép vào đĩa phanh, khơng cịn lực phanh bàn đạp, dầu trở bầu cho phép piston thụt lại vào xylanh, khiến má phanh nhả khỏi đĩa 3.4.2 Thiết kế phanh Có loại phanh để thiết kế: Loại giá đỡ cố định loại giá đỡ di động 26 Hình 2.13: Các thiết kế phanh Giá đỡ cố định: dầu dẫn vào má phanh bên đĩa má ép vào bề mặt đĩa Bất lợi thiết kế cần phải điều chỉnh độ dịch chuyển đối xứng má phanh Giá đỡ di động dầu dẫn vào má phanh, má phanh ép đĩa phanh vào má phanh bên đối xứng Thiết kế dễ thực hiện, dễ gây mịn má phanh khơng dẫn đến biến dạng đĩa phanh Khi thiết kế phanh, cần ý đến vấn đề thoát lượng đồng thời độ bền Vấn đề thẩm mỹ tiết kiệm nguyên liệu cần lưu ý thiết kế Càng phanh thiết kế nên có khe quan sát để việc sửa chữa bảo trì phanh thực dễ dàng Bên số mẫu thiết kế phanh tham khảo: 27 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT MÁ PHANH TRÊN THỊ TRƯỜNG VÀ THIẾT KẾ MÁ PHANH 4.1.Chọn má phanh theo chuẩn Sau tính diện tích má phanh trình bày trên, chọn má phanh ngồi thị trường dựa vào bảng tiêu chuẩn tài liệu Advics Brake Pads Catalogue 2018 Ví dụ số tiêu chuẩn má phanh phía trước: Trang mục Ví dụ số tiêu chuẩn má phanh phía sau: 28 - Cụ thể hơn: Ví dụ: A1N005 hãng xe Toyota Trong đó: • Chiều dài (W): 119.5 mm • Chiều cao (H): 77.5 mm • Chiều dày (T): 15.0 mm 29 D1N105 hãng Mitsubishi Trong đó: • Chiều dài (W): 119.5 mm • Chiều cao (H): 77.5 mm • Chiều dày (T): 15.0 mm 30 4.2.Tính tốn thiết kế thực tế má phanh theo chuẩn Giả sử bề mặt má phanh có tiết diện hình chữ nhật, diện tích tính sau: 𝑆𝑚á = 𝑊 ∗ 𝐻 (mm2) → Diện tích tổng: ∑ 𝑆𝑚á = ∗ 𝑆𝑚á (m2) 31 * Sau tính tốn, má phanh chọn thỏa tiêu chí kích thước chiều cao khơng vượt q bề rộng ma sát tính diện tích má phanh không khác biệt so với giá trị giả định thỏa mãn điều kiện thiết kế 32 CHƯƠNG 5: KIỂM NGHIỆM PHANH 5.1 Tính tốn xác định cơng ma sát riêng Kích thước má phanh khơng xác định theo tiêu chí áp suất làm việc phải nhỏ áp suất cho phép [q] nêu nhằm bảo đảm tuổi thọ cho má phanh; mà cịn xác định theo tiêu chí cơng ma sát trượt riêng nhằm bảo đảm cho má phanh làm việc thời gian lâu dài Bởi với áp suất làm việc má phanh trình phanh tốc độ xe bắt đầu phanh lớn má phanh mau mịn Theo định nghĩa cơng ma sát trượt riêng công ma sát trượt má phanh trình phanh tính đơn vị diện tích làm việc má phanh Giả sử công ma sát trượt L q trình phanh thu tồn động ôtô bắt đầu phanh với vận tốc v1 ôtô dừng hẳn (v2 = 0); tức là: L= ( Gv0 kNm/ m 2 gF ) Trong đó: • G: Trọng lượng tơ đầy tải (kN) • V0: Tốc độ tơ bắt đầu phanh (m/s) • G: Gia tốc trọng trường (g=9.81 m/s2) • F : Diện tích tồn má phanh • Trị số cơng ma sát nằm giới hạn: ➢ Ơ tơ vân tải: 3000-7000 kNm/m2 ➢ Ơ tơ du lịch: 4000-15000 kNm/m2 5.2 Tính tốn nhiệt phát q trình phanh Trong q trình ơtơ bị phanh, động ôtô bị tiêu tán công ma sát trượt biến thành nhiệt năng, làm nung nóng má phanh - đĩa phanh phần truyền mơi trường khơng khí Tuy nhiên phanh ngặt thời gian ngắn, lượng nhiệt không kịp truyền cho mơi trường khơng khí truyền khơng đáng kể nên tính tốn thiết kế, để an tồn nhiệt coi đĩa phanh nhận hết nhiệt trình phanh Vì ta có phương trình cân nhiệt sau: ( ) ma v12 − v22 = m p C.T Trong đó: • mp: tổng khối lượng tang trống (hoặc đĩa phanh) 33 • C: nhiệt dung riêng vật liệu làmđĩa phanh – thép gang C = 500[J/kg] – cịn với hợp kim xi-lu-min C lấy lên tới 950[J/kg] • ∆T: độ tăng nhiệt độ đĩa phanh ➢ Độ tăng nhiệt độ đĩa phanh phanh với tốc độ ôtô v1 = 8.33[m/s] dừng hẳn (v2 = 0) không vượt 150 Khi phanh ngặt với tốc độ trung bình (khoảng 50% so với tốc độ cực đại) độ tăng nhiệt độ không vượt 1250 ➢ Để ý thực tế phanh liên tục dốc dài nhiệt độ trống phanh vượt giới hạn cho phép làm nóng mức má phanh, tang trống dầu dẫn động; dẫn đến an toàn hệ thống phanh, gây nguy hiểm cho ôtô ➢ Để hổ trợ cho hệ thống phanh ơtơ qua dốc dài mà phải phanh liên tục ơtơ phải trang bị thêm hệ thống phanh chậm dần không sử dụng nguyên lý tiêu tán lượng ma sát khí dùng van chắn đường thải động (phanh động cơ), dùng phanh điện từ.v.v 5.3 Kiểm tra thời hạn làm việc má phanh 𝑝= 𝑀 𝐹Σ Trong đó: • M: khối lượng tơ (Kg) • F : Diện tích tồn má phanh • Tỉ số cho phép sau: ➢ Ơ tơ du lịch: 1.0-2.0*104 kg/m2 ➢ Ơ tơ hành khách: 1.5-2.5*104 kg/m2 ➢ Ơ tơ vận tải: 2.5-3.5*104 kg/m2 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn thiết kế ô tô-Đặng Quý Advics Brake Pads Catalogue 2018 https://sure.sunderland.ac.uk/id/eprint/10950/1/Design%20and%20Analysis%20 of%20a%20Disc%20Brake%20Rotor_NN.pdf https://chinhphu.vn/default.aspx?pageid=27160&docid=203917 http://autocloud.vn/act_cautaolaprapoto_id_10020.html https://dprovietnam.com/phanh-dia-oto/ https://www.carthrottle.com/post/the-pros-and-cons-of-different-brake-discdesigns/ https://www.ebookbkmt.com/2019/08/o-thiet-ke-he-thong-phanh-ia-xehonda.html https://oto-hui.com/threads/tinh-toan-thiet-ke-he-thong-phanh-xe-toyotavios.114453/ 10.QCVN 09:2015/BGTVT thay QCVN 09:2011/BGTVT 11.QCVN 09 : 2015/BGTVT Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Khoa học Công nghệ thẩm định 12.https://youtu.be/XXP2eS02GCY 13.news.oto-hui.com 35