Đồ án thiết kế cơ khí cùm phanh dĩa trong công nghệ ô tô

Đồ án Thiết kế cơ khí trong công nghệ ô tô Lý do chọn đề tài : Trong thời đại ngày nay, sự phát triển của số lượng xe dẫn đến nhiều vấn đề tai nạn giao thông chủ yếu là do mất phanh không kiểm soát được phanh xe vì vậy phanh xe cũng là bộ phận quan trọng không thể thiếu giúp xe , cơ chế hoạt động tuy đơn giản nhưng hiệu quả, kết cấu nhỏ gọn và rất phổ biến trong cả xe máy và ôtô.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC: Thiết kế khí cơng nghệ tơ HỆ THỐNG PHANH Ơ TƠ Ngành: Cơng nghê kĩ tht tơ Lớp: 20DOTJA2 Giảng viên hướng dẫn: LÊ TẤN SANG Sinh viên thực hiện: Sinh viên thực hiện: Tp.HCM, ngày 25 tháng 05 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC: Đồ án thiết kế khí cơng nghệ tơ HỆ THỐNG PHANH Ơ TƠ Ngành: Công nghê kĩ thuât ô tô Lớp: 20DOTJA2 Giảng viên hướng dẫn: LÊ TẤN SANG Sinh viên thực hiện: Sinh viên thực hiện: Tp.HCM, ngày 25 tháng 05 năm 2022 Lời cảm ơn Để hoàn thành tốt đồ án, trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Tấn Sang – giảng viên môn “Đồ án thiết kế khí cơng nghê tơ” viện Kỹ Thuật Trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM (HUTECH) hướng dẫn em suốt trình thực đồ án Tuy nhiên, thời gian có hạn, kiến thức chuyên ngành tài liệu tham khảo nhiều hạn chế thiếu kinh nghiệm thực tiễn, đánh giá trình bày đồ án khơng tránh khỏi sai sót mong q thầy quan tâm góp ý để kiến thức em ngày hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI .8 1.1 Đặt vấn đề: .8 1.2 Mục tiêu đề tài: 1.3 Nội dung đề tài: 1.4 Phương pháp nghiên cứu: 1.5 Kết cấu cảu đồ án: Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Công dụng chung: .9 2.2 Yêu cầu: 2.3 Cấu tạo chung: 10 2.4 Nguyên lý làm việc chung: 10 2.5 Phân loại: 11 2.6 Ảnh hưởng phanh trình lái xe: 14 2.7 Công phanh sinh trình phanh: 15 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 15 3.1 Hệ thống phanh ô tô 15 3.2 Xác định lực sinh bánh xe: .15 3.3 Điều kiện đảm bảo phanh tối ưu: 16 3.4 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh: 17 Chương 4: THI CÔNG MÔ HÌNH/MƠ PHỎNG 18 Hình 3D 19 Bản vẽ 2D 21 Chương 5: KẾT LUẬN 24 Chương Tài Liệu Tham Khảo .25 Chương 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ: Lý chọn đề tài : Trong thời đại ngày nay, phát triển số lượng xe dẫn đến nhiều vấn đề tai nạn giao thông chủ yếu phanh khơng kiểm sốt phanh xe phanh xe phận quan trọng thiếu giúp xe , chế hoạt động đơn giản hiệu quả, kết cấu nhỏ gọn phổ biến xe máy ôtô 1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI: Mục tiêu nhóm thực đề tài để giúp bạn sinh viên hiểu kết cấu phanh xe công dụng phanh xe cách xử lý gặp vấn đề với hệ thống phanh giúp sinh viên luyện tập thiết kế tính tốn 1.3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Tuần 1: Giao đề tài Tuần 2: Phân tích lấy số liệu chi tiết thiết kế Tuần 3: Lên kế hoạch, quy trình thiết kế chi tiết Tuần 4: Tính tốn thiết kế sơ hệ thống Tuần 5, 6: Thiết kế chi tiết theo quy trình vạch Tuần 7, 8: Hồn chỉnh vẽ thiết kr61 2D gồm hình chiếu mặt cắ.t Tuần 9: Chỉnh sửa vẽ thiết kế 2D (nếu cần) Tuần 10: Hoàn chỉnh đồ án Đóng thành cho giảng viên ký duyệt để tiến hành bảo vệ đồ án 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Các tài liệu tham khảo học thuật cung cấp giảng viên, mơ hình Toyota Prius 2012 lấy sản phẩm tham khảo để điều tra động lực học, logic điều khiển; để kiểm tra mơ hình, để mơ hình hóa hiệu suất gần với thông tin internet cung cấp, trình thực nghiệm hỗ trợ phần cho việc nghiên cứu 1.5 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN:  Giới thiệu  Phân loại  Công dụng  Cấu tạo  Nguyên lý  Thiết kế hệ thống phanh  Tính tốn hệ thống phanh  Kết luận Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Công dụng chung: Hệ thống phanh hệ thống thiếu ô tô Hệ thống phanh có chức hạn chế chuyển động bánh xe cách tạo ma sát Hệ thống phanh giúp kiểm soát việc giảm tốc độ dừng hẳn xe theo ý tài xế Ngoài ra, hệ thống phanh cịn giúp xe đứng n đỗ đường dốc đường ngang Nếu hệ thống phanh việc điều khiển xe nguy hiểm Từ xe ô tô đời hệ thống phanh ln ưu tiên việc phát triển 2.2 Yêu cầu: Hệ thống phanh ô tơ đạt chuẩn cần đáp ứng tiêu chí sau:  Quãng đường phanh ngắn phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm  Đảm bảo ổn định phanh  Điều khiển nhẹ nhàng  Thời gian nhạy cảm nhỏ  Phân bố mô men phanh bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn tồn trọng lượng bám phanh với cường độ  Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt  Có khả phanh đứng thời gian dài  Có cấu tạo đơn giản, giá thành thấp 2.3 Cấu tạo chung:  Cơ cấu phanh: Được bố trí bánh xe ô tô dùng để tạo thực hãm phanh bánh xe  Dẫn động phanh: Dùng để điều khiển cấu phanh  Bộ phận điều khiển phanh: Dùng để điều khiển trực tiếp dẫn động phanh  Bộ phận trợ lực phanh: Dùng để trợ lực bàn đạp phanh Hình 2.1: Cấu tạo chung hệ thống phanh ô tô 2.4 Nguyên lý làm việc chung: 2.4.1 Khi đạp phanh: Hệ thống phanh làm việc tài xế đạp phanh, lực truyền từ bàn đạp đến bầu trợ lực phanh Khi đó, pít tơng chuyển động nén lị xo dầu xi lanh Qúa trình làm tăng áp suất, đẩy dầu đến đường ống xi lanh bánh xe, đẩy pít tơng guốc phanh ép chặt vào má phanh sinh lực ma sát làm giảm tốc độ bánh xe 2.4.2.Khi nhả phanh: Tài xế dừng tác lực vào bàn đạp phanh xi lanh ép pít tơng đẩy ngược lại xi lanh lúc khơng cịn lực hãm 2.5 Phân loại:  Phanh dĩa  Phanh tang trống 2.5.1 Phanh đĩa: 2.5.1.1 Cấu tạo: Phanh đĩa thường bố trí xe du lịch loại nhỏ đại Thường gồm:  Càng phanh đĩa  Má phanh đĩa  Rơ to phanh đĩa  Pít tơng  Dầu phanh Hình 2.2: Cấu tạo phanh đĩa 2.5.1.2 Nguyên lý làm việc: Phanh đĩa đẩy pít tơng áp suất thủy lực truyền qua đường dầu phanh từ xi lanh làm cho má phanh đĩa kẹp rơ to phanh đĩa tạo lực hãm lên bánh xe Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh 2.5.1.3 Ưu điểm phanh đĩa:  Thiết kế đơn giản, gọn nhẹ  Hiệu cao phanh tang trống tạo lực ma sát lớn  Hiệu tản nhiệt thoát nước cao giúp cho hiệu suất phanh nâng cao 2.5.1.4 Nhược điểm phanh đĩa:  Kết cấu khiến cho phanh đĩa dễ bị bám bụi đất cát làm giảm hiệu suất xe  Để bảo đảm an toàn cho xe nên phải chế tạo vật liệu chất lượng cao  Nếu lực phanh lớn khiến cho xe dễ bị bó cứng khiến cho xe dễ bị lật văng xe 2.5.2 Phanh tang trống: 2.5.2.1 Cấu tạo: Phanh tang trống thường bố trí loại xe du lịch lớn, xe tải loại Thường gồm:  Xi lanh phanh  Guốc phanh  Má phanh  Lò xo phản hồi 10  Trống phanh  Pít tơng  Cup pen pít tơng Hình 2.: Cấu tạo phanh tang trống 2.5.2.2 Nguyên lý làm việc: Phanh trống làm lốp xe ngừng quay áp sức thủy lực truyền từ xilanh đến xilanh phanh bánh xe để ép guốc phánh vào trống phanh, trống phanh quay với lốp xe Khi áp suất đến xilanh phanh bánh xe không xuất hiện, lực lò xo phản hồi đẩy guốc phanh rời khỏi mặt trống phanh trở vị trí ban đầu 11 Hình 2.5: Ngun lý hoạt động phanh tang trống 2.5.2.3 Ưu điểm phanh tang trống:  Chi phí lắp đặt, sửa chữa thấp so với phanh đĩa  Kết cấu đơn giản, tồn thành phần tích hợp bên tang trống, tạo thuận lợi cho việc bảo dưỡng, sửa chữa  Thiết kế bao kín nên phù hợp nhiều điều kiện khí hậu, khó hỏng  Có khả cường hố (phù hợp với tơ tải có khối lượng lớn) 2.5.2.4 Nhược điểm phanh tang trống:  Thiết kế bao kín nên làm mát phanh đĩa -> sử dụng thời gian dài gây giảm khả phanh giãn nở nhiệt  Thành phần cấu phanh  Trọng lượng lớn so với phanh đĩa  Hiệu phanh thấp so với phanh đĩa 2.6 Ảnh hưởng phanh trình lái xe: Chúng ta xét đến trường hợp sử dụng phanh:  Trường hợp xe chạy  Trường hợp xe đứng n 12 2.7 Cơng phanh sinh q trình phanh: Trong q trình phanh, mơ men phanh sinh cấu phanh tăng lên, đến lúc dẫn đến tượng trượt lê bánh xe Khi bánh xe bị trượt lê hồn tồn hệ số bám đạt giá trị thấp nhất, bánh xe bị trượt lê hồn tồn lực phanh sinh bánh xe mặt đường nhỏ nhất, dẫn đến hiệu phanh thấp Không thế, bánh xe trước bị trượt lê làm tính dẫn đường phanh, cịn bánh xe sau bị trượt lê làm tính ổn định phanh Vì để tránh tượng trượt lê hồn tồn bánh xe tơ đại có đặt chống hãm cứng bánh xe phanh Muốn có lực phanh lớn khơng cần có hệ số bám có giá trị cao mà cịn phải có phản lực pháp tuyến Zb lớn Vì để sử dụng hết toàn trọng lượng bám tơ cần phải bố trí cấu phanh tất bánh xe ô tô Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ 3.1 Hệ thống phanh ô tô Trên ô tô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc dừng hẳn cần thiết Lúc người lại giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ, đồng thời phanh để hãm xe lại Nhờ có hệ thống phanh mà người lái nâng cao vận tốc chuyển động trung bình tơ đảm bảo an tồn chuyển động Do vận tốc chuyển động ngày cao việc sâu nghiên cứu để hoàn thiện làm việc hệ thống phanh nhằm đảm bảo an tồn chuyển động tơ ngày cấp thiết 3.2 Xác định lực sinh bánh xe: 3.2.1 Công thức: Lực phanh xác định cơng thức sau: Trong đó:  momen phanh tác dụng lên bánh xe  lực phanh tác dụng điểm tiếp xúc bánh xe với mặt đường 13  bán kính làm việc bánh xe Lực phanh lớn bị giới hạn điều kiện bám bánh xe với mặt đường xác định cơng thức sau: Trong đó: lực phanh cực đại   lực bám bánh xe với mặt đường  phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe  hệ số bám bánh xe với mặt đường Lực hãm tổng cộng xác định cơng thức sau: Trong đó:  lực hãm tổng cộng  momen cản lăn  lực phanh tác dụng điểm tiếp xúc bánh xe với mặt đường  bán kính làm việc bánh xe 3.3 Điều kiện đảm bảo phanh tối ưu: 3.3.1 Công thức: Lực quán tính tính cơng thức sau: Trong đó:  gia tốc trọng trường ( g = 9,81 m/s2) 14 gia tốc chậm dần phanh  Phản lực thẳng góc Z1 Z2 tính cơng thức sau: Trong đó:  a, b, hg tọa độ trọng tâm ô tô  chiều dài sở ô tô 3.4 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh: 3.4.1 Công thức: 1.Gia tốc chậm dần phanh tính cơng thức sau: Trong đó:  lực qn tính phanh xe ô tô  lực phanh sinh bánh xe  lực cản lăn  lực cản khơng khí  lực để thắng tiêu hao cho ma sát khí  lực cản lên dốc ( phanh đường ngang =0) Lực phanh lớn Ppmax xác định theo điều kiện bám bánh xe phanh hoàn toàn cơng thức sau: Trong đó:  hệ số tính đến ảnh hưởng trọng khối quay ô tô 15 Gia tốc chậm dần cực đại phanh tính cơng thức sau: Chương 4: THI CƠNG MƠ HÌNH/MƠ PHỎNG 16 Hình 4.1.1 hệ thống phanh 4.1.2 mặt hệ thống phanh Hình 3D 4.2.1 má phanh 3D Cơng dụng: Má phanh (hay cịn gọi bố thắng) phận quan trọng hệ thống phanh tơ Má phanh có nhiệm vụ tiếp xúc với phần quay phanh, tạo lực ma sát để giúp giảm tốc độ quay bánh xe 17 Hình 4.2.2 dĩa phanh 3D Cơng dụng Phanh đĩa hiểu thiết bị học thiếu cấu tạo loại xe Phanh đĩa ô tô có chức làm chậm tốc độ xe chuyển động dừng hẳn 18 Hình 4.2.3 phanh 3D Công dụng: Càng phanh hay kẹp phanh (calip phanh), sử dụng hệ thống phanh đĩa, nơi mà piston áp dụng lực dầu phanh thủy lực để dừng xe Cụ thể hơn, piston ép má phanh chống lại rơ-to đĩa phanh quay – tạo ma sát cần thiết để chà giảm tốc độ cho xe 19 Bản vẽ 2D Hình 4.1: Bản vẽ phanh xe tơ Q trình vẽ phanh: Có nhiều chi tiết nhỏ khó vẽ tốn thời gian nghiên cứu, đo số liệu khó tưởng tượng Nhiều chi tiết phức tạp khó cắt chỉnh sửa Tốn nhiều thời gian tìm hiểu kích thước dung sai độ nhám  Chú ý đường bo có bán kính 10 , vát mép ly 20