đồ án tốt nghiệp tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén xe thaco

- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng.+ Hệ thống phanh chính phanh chân + Hệ thống phanh dừng phanh tay+ Hệ thống phanh hãm phanh bằng động cơ hoặc phanh điện từ+ H

TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

Kết cấu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe. Việc dùng cả hai phanh, phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn của ôtô khi chuyển động và dừng hẳn Hệ thống phanh có hai phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh.

- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô

- Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là dẫn động thuỷ lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.

SVTH: Nguyễn Quang Thiều 5 GVHD: Dương Quang Minh

1.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng trục

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc đối xứng trục

Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh Mâm phanh được bắt cố định trên mặt bích của dầm cầu Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của xy lanh phanh làm việc gần nhau Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm Cam lệch tâm cùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát Giữa các piston của xy lanh có lò xo để ép các piston luôn tỳ sát vào các guốc phanh.

Trong quá trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ tăng lên Muốn cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả, phải điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cách xoay cam lệch tâm và xoay chốt lệch tâm.

1.2.1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm

Hình 1.2 Sơ đồ cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm

Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với đường trục của cơ cấu phanh.

Khi đạp bàn đạp phanh, dầu được dẫn động từ xy lanh tổng qua các đường dẫn đi tới các xy lanh bánh xe Dưới tác dụng của áp suất dầu, hai piston dịch chuyển đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh được thực hiện Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh sẽ kéo các guốc phanh trở về vị trí ban đầu Khe hở giữa má phanh và trống phanh xuất hiện nên kết thúc quá trình phanh Điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và má phanh được thực hiện bằng cách xoay cam lệch tâm.

Do bố trí xy lanh làm việc và chốt lệch tâm đối xứng nên hiệu quả phanh của hai má phanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kì chiều nào Khi trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ, thì hiệu quả phanh tốt Nhưng khi trống phanh quay theo chiều kim đồng hồ thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng 2 lần Cơ cấu phanh loại này có hiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanh đều là guốc xiết khi xe tiến.

Nhược điểm này không quan trọng lắm với những ôtô có tải trọng nhỏ Khi ôtô lùi thì tốc độ thấp do đó mômen phanh đòi hỏi nhỏ, phức tạp hơn do phải bố trí thêm đường ống dẫn động thủy lực vào cụm xilanh công tác và mòn không đều do giữa hai đầu má phanh.

1.2.1.3 Cơ cấu phanh guốc dạng bơi

* Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

SVTH: Nguyễn Quang Thiều 7 GVHD: Dương Quang Minh Đặc điểm của loại cơ cấu phanh này là guốc phanh có 2 bậc tự do và không có điểm tựa cố định Cơ cấu phanh dạng bơi hai xy lanh làm việc đều tác dụng lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiều ngang và ép sát vào trống phanh Nhờ sự áp sát giữa trống phanh và má phanh cho nên khi ép sát vào trống phanh thì má phanh bị cuốn theo chiều quay của trống phanh Mỗi má phanh lúc đó sẽ tác dụng vào piston và đẩy ống xy lanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định, lúc đó hiệu quả phanh sẽ tốt hơn và lực tác dụng lên bàn đạp giảm đi nhiều

Hiệu quả phanh khi ôtô tiến hoặc lùi là bằng nhau nhưng sự kết hợp của cơ cấu phanh là rất phức tạp.

Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc dạng bơi

KL: Qua phân tích một số kết cấu phanh guốc, chúng ta thấy tùy theo sự bố trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ được hiệu quả phanh khác nhau, mặc dù kích thước guốc phanh như nhau Hiện nay xu hướng sử dụng phanh guốc loại bình thường với các điểm tựa ở một phía Nếu cần thiết thì làm thêm bộ phận cường hóa ở truyền động phanh.

Hình 1.4 : Phanh tay kiểu tang trống 1: Má phanh 7: Vành rẻ quat

3: Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới 9: Cần

4:Trục thứ cấp hộp số 10: Răng rẻ quạt

5: Lò xo hồi vị 11: Tay hãm

6: Trục quả đào 12: Tay kéo phanh

Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí Hình 7 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểu tăng trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ hí và điều khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo.

* Ưu điểm của cơ cấu phanh đĩa:

Phanh đĩa được sử dụng phổ biến cho xe có vận tốc cao và hay gặp ở cầu trước và ngày nay nó được sử dụngcho cả cầu sau vì các ưu điểm sau:

- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản.

- khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn.

- áp suất dầu đều và mòn đều.

- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài là dễ dàng.

- Thoát nước tốt do nước bám vào đĩa phanh bị văng ra do lực ly tâm nên tính năng phanh được phục hồi trong thời gian ngắn.

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mô men phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanh tang trống khi hệ số ma sát thay đổi điều đó cho phép các bánh xe bị phanh làm việc ổn định hơn, đặc biệt là ở tốc độ cao.

* Nhược điểm của phanh đĩa:

- Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vào chỗ bùn lầy và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh và dẫn đến là làm giảm hiệu quả phanh.

- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn.

Ngày nay phổ biến với 2 loại cơ cấu phanh đĩa

+ Loại có giá xylanh cố định

+ Loại có giá xylanh di động

Sơ đồ 2 loại cơ cấu phanh đĩa được thể hiện trên ( hình 1.5)

Hình 1.5.Cơ cấu phanh đĩa

1 Đĩa phanh , 2 Giá đặt xylanh , 3 má phanh , 4 Piston Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được thể hiện trên ( hình 1.6) Trong cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được điều chỉnh tự động. ở đây ta dùng phương pháp điều chỉnh bằng sự biến dạng của phớt(vành khăn) làm kín. a) b

Hình 1.6 Sự điều chỉnh giữa khe hở má phanh và đĩa phanh

1.Xylanh công tác., 2 Vành khăn., 3 Píttông

Vành khăn có tác dụng bao kín dầu áp suất cao trong khoảng giữa piston và xylanh công tác.rãnh chứa vành khăn có tiết diện hình thang đáy lớn nằm trên phần tiếp xúc với piston.khi piston dịch chuyển do ma sát giữa piston và vành khăn lớn nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh.khi thôi phanh vành khăn kéo piston về vị trí ban đầu và hết biến dạng.Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh quá lớn,thì sự biến dạng của vành khăn không đủ đảm bảo sự dịch chuyển của piston và vành khăn sẽ bị trượt trên piston.Khi thôi phanh piston trở về biến dạng của vành khăn do vậy piston nằm ở vị trí mới so với xylanh.

1.2.2 Kết cấu chung của một số dạng cơ cấu dẫn động.

Hình 1.7: Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí

1 Tay phanh; 2 Thanh dẫn động; 3,5 Con lăn của dây cáp; 4 Dây cáp phía trước

6 Thanh dẫn trung gian; 7 Trục; 8,10 Dây cáp dẫn động phanh; 9 Thanh cân bằng

11 Mâm phanh; 12 Trục lệch tâm của thanh ép; 13 Guốc phanh

KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH XE THACO AUMAN C160

Giới thiệu về xe tham khảo Thaco Auman C160 9,3 tấn

Xe tải Thaco Auman C160 đã được khẳng định thương hiệu và chất lượng hơn 19 năm qua tại thị trường Việt Nam

Xe tải Auman 9,3 Tấn 2 chân được sản xuất và lắp ráp trên dây chuyền hiện đại bậc nhất trên thế giới Linh kiện được nhập khẩu từ tập đoàn Foton.

Xe tải Auman 9,3 Tấn với những ưu điểm vượt trội như: siêu tiết kiệm nhiên liệu so với tất cả các dòng xe cùng loại của các hãng khác, động cơ mạnh mẽ, bền bỉ, được sản xuất bởi những vật liệu siêu việt.

Thiết kế nội thất ngoại thất của xe cũng được làm đảm bảo tính hiện đại, tiện nghi và dễ dàng sử dụng nhất cho người sử dụng Mang đến cho bạn cảm giác lái tốt nhất, không bị mệt mỏi khi đi các quãng đường dài.

Hệ thống an toàn của xe cũng được tăng cường với hệ thống phanh trợ lực khí nén, cabin thiết kế cứng cáp, cửa xe được gia cường bằng các thanh chống va đập

2.2 Thống số cơ bản của xe tham khảo

- Trọng lượng bản thân: 5925 KG

- Trọng lượng xe khi đầy tải: 15305 KG

+ Phân bố trọng lượng ra cầu trước: 4375 KG

+ Phân bố trọng lượng ra cầu sau: 10930 KG

- Chiều dài cơ sở của xe (L): 5850 mm

- Chiều cao trọng tâm (h ): 1360 mmg

- Chiều rộng cơ sở của xe (B): 2026 mm

- Phanh chính loại : Dẫn động khí nén 2 dòng, phanh tay locked

Phanh trước, phanh sau Tang trống

- Hộp số : Số sàn, 6 số tiến, 1 số lùi

Trước/sau: Hệ thống nhíp lá hợp kim bán nguyệt

- Hệ thống lái: Trục vít ecu bi, trợ lực thủy lực

- Tốc độ tối đa: 95 km/h

- Sử dụng lốp xe có ký hiệu: 10R20

2.3 Hệ thống phanh trên xe

Ngày nay sử dụng hai cơ cấu phanh là: cơ cấu phanh dạng đĩa và cơ cấu phanh dạng guốc.

Cơ cấu phanh đĩa chỉ sử dụng đối với xe con, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là rất lớn, nếu dùng cho xe tải thì khi phanh mômen phanh sinh ra rất lớn sẽ gây nhanh mòn má phanh

Trên xe tải ngày nay người ta hay sử dụng cơ cấu phanh guốc, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là không lớn lắm, má phanh lâu mòn.

Vì vậy đối với cơ cấu phanh cho xe thiết kế sử dụng cơ cấu phanh guốc là hợp lý nhất.

Hình 2.1 Cơ cấu phanh trên xe tham khảo

1 Má phanh 2.lò xo hồi vị 3 Guốc phanh 4 Phanh hãm chốt

5 Thanh nối 6 Cam phanh 7 Bu lông điều chỉnh liền với trục lệch tâm

Cơ cấu phanh trên có mômen phanh ở 2 guốc phanh như nhau nên các tấm ma sát mòn như nhau, không phát sinh các lực phụ tác dụng lên ổ đỡ trục bánh xe còn gọi là cơ cấu phanh cân bằng, chất lượng phanh ổn định

Ngày nay trên xe tải người ta sử dụng các dẫn động sau: dẫn động thuỷ lực, dẫn động khí nén, dẫn động liên hợp.

Dẫn động thuỷ lực có nhược điểm là không tạo được lực đẩy guốc phanh lớn, cho nên chỉ sử dụng cho các oto cỡ nhỏ.

Dẫn động liên hợp khắc phục được cả hai nhược điểm của hai dẫn động trên, nhưng giá thành của các cụm chi tiết rất đắt, không phự hợp với điều kiện sử dụng của người Việt Nam.

Do vậy sử dụng dẫn động phanh khí nén cho xe thiết kế là phù hợp nhất Ở đây trên xe tham khảo Thaco Auman C160 sử dụng dẫn động phanh khí nén 2 dòng

Hình 2.2 Dẫn động phanh khí nén hai dòng

1 Máy nén khí; 2.Bộ chia dòng; 3,4.Các bình chứa; 5.Van điều khiển;

Khí nén từ máy nén khí (1) đi tới bộ chia dòng (2) và được đưa tới bình chứa (3, 4) sau đó túc trực nằm ở van điều khiển (5) Khi người lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh

(10) thì khí nén từ van điều khiển (5) được chia làm hai dòng:

+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (6) để tới các bầu phanh (9) (dùng để phanh các bánh xe trước)

+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (7) để tới các bầu phanh (8) (dùng để phanh các bánh xe sau).

* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng Đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao vì một trong hai dòng khí nén bị rò rỉ thì ta vẫn có thể sử dụng dòng khí nén còn lại.

* Nhược điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng

Phương án này có kết cấu phức tạp, van bảo vệ hai ngả, van phân phối hai tầng, trang thiết bị cồng kềnh hơn.

1 Guốc phanh và má phanh

Guốc phanh và má phanh được lắp trên mâm phanh nhờ hai chốt lệch tâm, lò xo hồi vị luôn kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống Ngoài ra còn có các cam lệch tâm hoặc chốt điều chỉnh.

Guốc phanh được làm bằng thép có mặt cắt chữ T và có bề mặt cung tròn theo cung tròn của tang trống, có khoan nhiều lỗ để lắp má phanh, trên một đầu có lỗ lắp với chốt lệch tâm, còn đầu kia tiếp xúc với cam tác động.

Má phanh làm băng vật liệu ma sát cao (amiăng), có cung tròn theo guốc phanh và có nhiều lỗ để lắp với guốc phanh bằng các đinh tán. Đinh tán làm bằng nhôm hoặc đồng

Lò xo hồi vị để luôn giữ cho hai guốc phanh và má phanh tách khỏi tang trống và ép gần lại nhau.

Hình 2.3 Má phanh với guốc phanh

2 Chốt lệch tâm và cam tác động

Chốt lệch tâm dùng lắp guốc phanh, có phần lệch tâm dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống phanh.

Cam lệch tâm lắp trên mâm phanh và tiếp xúc với hai đầu guốc phanh, dùng để dẫn động đẩy hai guốc phanh và má phanh thực hiện quá trình phanh.

Tang trống làm bằng gang được lắp trên moayơ của bánh xe, dùng để tạo bề mặt tiếp xúc với má phanh khi phanh xe.

Hệ thống phanh trên xe

Ngày nay sử dụng hai cơ cấu phanh là: cơ cấu phanh dạng đĩa và cơ cấu phanh dạng guốc.

Cơ cấu phanh đĩa chỉ sử dụng đối với xe con, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là rất lớn, nếu dùng cho xe tải thì khi phanh mômen phanh sinh ra rất lớn sẽ gây nhanh mòn má phanh

Trên xe tải ngày nay người ta hay sử dụng cơ cấu phanh guốc, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là không lớn lắm, má phanh lâu mòn.

Vì vậy đối với cơ cấu phanh cho xe thiết kế sử dụng cơ cấu phanh guốc là hợp lý nhất.

Hình 2.1 Cơ cấu phanh trên xe tham khảo

1 Má phanh 2.lò xo hồi vị 3 Guốc phanh 4 Phanh hãm chốt

5 Thanh nối 6 Cam phanh 7 Bu lông điều chỉnh liền với trục lệch tâm

Cơ cấu phanh trên có mômen phanh ở 2 guốc phanh như nhau nên các tấm ma sát mòn như nhau, không phát sinh các lực phụ tác dụng lên ổ đỡ trục bánh xe còn gọi là cơ cấu phanh cân bằng, chất lượng phanh ổn định

Ngày nay trên xe tải người ta sử dụng các dẫn động sau: dẫn động thuỷ lực, dẫn động khí nén, dẫn động liên hợp.

Dẫn động thuỷ lực có nhược điểm là không tạo được lực đẩy guốc phanh lớn, cho nên chỉ sử dụng cho các oto cỡ nhỏ.

Dẫn động liên hợp khắc phục được cả hai nhược điểm của hai dẫn động trên, nhưng giá thành của các cụm chi tiết rất đắt, không phự hợp với điều kiện sử dụng của người Việt Nam.

Do vậy sử dụng dẫn động phanh khí nén cho xe thiết kế là phù hợp nhất Ở đây trên xe tham khảo Thaco Auman C160 sử dụng dẫn động phanh khí nén 2 dòng

Hình 2.2 Dẫn động phanh khí nén hai dòng

1 Máy nén khí; 2.Bộ chia dòng; 3,4.Các bình chứa; 5.Van điều khiển;

Khí nén từ máy nén khí (1) đi tới bộ chia dòng (2) và được đưa tới bình chứa (3, 4) sau đó túc trực nằm ở van điều khiển (5) Khi người lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh

(10) thì khí nén từ van điều khiển (5) được chia làm hai dòng:

+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (6) để tới các bầu phanh (9) (dùng để phanh các bánh xe trước)

+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (7) để tới các bầu phanh (8) (dùng để phanh các bánh xe sau).

* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng Đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao vì một trong hai dòng khí nén bị rò rỉ thì ta vẫn có thể sử dụng dòng khí nén còn lại.

* Nhược điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng

Phương án này có kết cấu phức tạp, van bảo vệ hai ngả, van phân phối hai tầng, trang thiết bị cồng kềnh hơn.

1 Guốc phanh và má phanh

Guốc phanh và má phanh được lắp trên mâm phanh nhờ hai chốt lệch tâm, lò xo hồi vị luôn kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống Ngoài ra còn có các cam lệch tâm hoặc chốt điều chỉnh.

Guốc phanh được làm bằng thép có mặt cắt chữ T và có bề mặt cung tròn theo cung tròn của tang trống, có khoan nhiều lỗ để lắp má phanh, trên một đầu có lỗ lắp với chốt lệch tâm, còn đầu kia tiếp xúc với cam tác động.

Má phanh làm băng vật liệu ma sát cao (amiăng), có cung tròn theo guốc phanh và có nhiều lỗ để lắp với guốc phanh bằng các đinh tán. Đinh tán làm bằng nhôm hoặc đồng

Lò xo hồi vị để luôn giữ cho hai guốc phanh và má phanh tách khỏi tang trống và ép gần lại nhau.

Hình 2.3 Má phanh với guốc phanh

2 Chốt lệch tâm và cam tác động

Chốt lệch tâm dùng lắp guốc phanh, có phần lệch tâm dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống phanh.

Cam lệch tâm lắp trên mâm phanh và tiếp xúc với hai đầu guốc phanh, dùng để dẫn động đẩy hai guốc phanh và má phanh thực hiện quá trình phanh.

Tang trống làm bằng gang được lắp trên moayơ của bánh xe, dùng để tạo bề mặt tiếp xúc với má phanh khi phanh xe.

- Khi người lái đạp phanh thông qua các bộ phận của dẫn động phanh, phân phối khí nén đến bầu phanh bánh xe điều khiển xoay cam tác động, thắng sức căng lò xo đẩy hai guốc phanh và má phanh áp sát vào tang trống tạo nên lực ma sát , làm cho tang trống moay ơ bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái

- Khi người lái dời chân khỏi bàn đạp phanh, khí nén thoát ra ngoài, áp suất khí nén giảm nhanh, cam tác động và lò xo hồi vị hai guốc phanh và má phanh rời khỏi trống phanh

Hình 2.5 Van phân phốiVan phân phối dùng để điều khiển các cơ cấu dẫn động hai nhánh của hệ thống phanh chính (phanh chân).

2 Van điều khiển phanh tay

Hình 2.6 Van điều khiển phanh tay

1 Thân; 2 Nắp; 3 Tay gạt Van điều khiển phanh tay dùng để điều khiển bình tích năng lò xo của cơ cấu dẫn động hệ thống phanh tay và phanh dự phòng.

Dùng để phân nhánh chính đi từ máy nén khí thành hai nhánh độc lập và tự động ngắt một trong hai nhánh trong trường hợp một nhánh bị hở và giữ khí nén trong nhánh còn tốt.

4 Van bảo vệ ba nhánh

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH DỰA TRÊN XE

Tính toán cơ cấu phanh bằng phương pháp họa đồ

3.1.1 Xác định mômen cần có tại các cơ cấu phanh

Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh Ở cầu trước là: Ở cầu sau là:

G – Trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải, G = 15305 (KG) a, b, h – Toạ độ trọng tâm của ôtô (mm).g

L – chiều dài cơ sở của ôtô; L = 5850 (mm).

- Trọng lượng tĩnh trên cầu trước, G = 4375 (KG).1

- trọng lượng tĩnh lên cầu sau, G = 10930 (KG).2

Thay các thông số vào ta có:

Với các loại xe tải, khi đầy tải có thể lấy chiều cao trọng tâm h = 1,4 mg jmax - Gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh,

Theo kinh nghiệm, khi thiết kế lấy: j = 5,8 (m/smax 2). g – Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s 2 ). φ – Hệ số bám của bánh xe với mặt đường, khi thiết kế lấy φ = 0,6 rbx- Bán kính lăn của bánh xe;

- Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp (với xe thiết kế trang bị lốp có áp suất cao 0,945) r0 - bán kính thiết kế,

Xe tham khảo có ký hiệu lốp 10R20 ta có: d = 10

3.1.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh Đối với xe thiết kế cơ cấu phanh sử dụng là cơ cấu phanh guốc. a Xác định góc và bán kính của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

1- góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát,

0- góc ôm của tấm ma sát 0 ≈ 120 º

Bán kính xác định theo công thức sau:

2 cos cos sin 2 cos sin rt

SVTH: Nguyễn Quang Thiều 37 GVHD: Dương Quang Minh rt – bán kính của tang trống, với lốp chọn thiết kế có ký hiệu 10R20 đơn vị ở đây tính theo insơ ta có : d = 20 insơ = 20.25,4= 508 (mm)

Chọn đường kính tang trống d = 416 (mm) dựa theo xe tham khảot

= 9,2 o = 232,5(mm) = 208 (mm)rt b).Xác định các lực cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh bằng phương pháp hoạ đồ:

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực phanh P tác dụng lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước (M hoặc M ) và / P1 //

P1 guốc sau (M hoặc M ) bằng mô men phanh tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt tại bánh / P2 //

Khi đã chọn trước các thông số kết cấu ( 1 , 2 , 0 , r ) chúng ta tính được góc t và bán kính nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N (lực N hướng vào tâm 0).1 1

Lực R là lực tổng hợp của N , và T Lực R tạo với lực N góc φ.1 1 1 1 1

Góc φ được xác định như sau:

Với là hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống, thường = 0,3.

Như thế là chúng ta đã xác định được góc ≈ 16,69 0 , nghĩa là xác định được hướng của R Góc1 má phanh trước và má phanh sau đều bằng nhau vì có cùng hệ số ma sát như nhau.

Nếu guốc phanh bị ép bằng cam phanh (phanh khí) thì lực P , P tác dụng lên hai1 2 guốc phanh sẽ khác nhau Trong trường hợp này khi cam quay, hai guốc phanh sẽ dịch chuyển như nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh bằng nhau và lực R = R , vì1 2

Trong đó bán kính r được xác định theo công thức:0

Vì 2 má phanh có kích thước giống nhau ta có: và

Như vậy khi guốc phanh bị ép bằng cam quay,chúng ta có thể xác định ngay được lực R1 và R 2 Đối với cầu trước: Đối với cầu sau:

Muốn xác định các lực P, U chúng ta dùng phương pháp hoạ đồ bằng cách vẽ đa giác lực của guốc phanh trước và sau Ta có R = R về giá trị nhưng phương và chiều của chúng1 2 khác nhau Kéo dài lực P, lực R , lực R các lực này cắt nhau ở O và O , từ O và O ta nối1 2 / // / // tới tâm chốt quay má phanh, ta có các phản lực U và U Như vậy trên mỗi guốc phanh có1 2 ba lực P ; R ; U và P ; R ; U Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn1 1 1 2 2 2 bằng nhau để thể hiện hai lực R ; R ; trượt chúng song song với , , nối tiếp với là bằng1 2 cách trượt thước kẻ song song với và lại nối tiếp với P cũng kẻ song song với , ta sẽ có1 tam giác khép kín, má sau cũng làm tương tự Sau đó dùng thước kẻ đo đoạn R và đoạn1

U1 ta được tỷ số: c).Kiểm tra hiện tượng tự xiết:

Khi thiết kế và tính toán cơ cấu phanh cần phải tránh hiện tượng tự xiết Hiện tượng tự xiết xảy ra khi má phanh bị ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của dẫn động lên guốc phanh. Đối với guốc trước phanh của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực P’ và M’ có dạng:p

Biểu thức trên cho thấy, nếu: thì Điều này có nghĩa là mô men phanh trên guốc phanh phía trước sẽ trở nên vô cùng lớn, đây chính là hiện tượng tự xiết Với điều kiện để xảy ra hiện tượng tự xiết là:

Với: C – khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt, C = 155 (mm).

, – góc đặt và bán kính lực tổng hợp đặt trên guốc phanh trước,

Thay các thông số trên vào công thức ta có:

Vậy là không có hiện tượng tự xiết xảy ra với guốc trước. Đối với guốc sau của cơ cấu phanh ta có:

Từ họa đồ ta có thể thấy trong mọi trường hợp vì vậy:

Vậy là với guốc sau không bao giờ có hiện tượng tự xiết.

* Kết luận: Hiện tượng tự xiết không xảy ra đối với các cơ cấu phanh đã thiết kế. d).Xác định các kích thước má phanh

Bán kính tang trống r = 208 mm.t

Góc ôm tấm ma sát 0 = 120 0

Diện tích một má phanh:

Tổng diện tích tất cả các má phanh:

Ft = 12.F = 12.45000 = 540000 mm = 5400 cm 2 2 Đối với phanh guốc, kích thước má phanh được xác định dựa trên các điều kiện:

- áp suất lên bề mặt má phanh

- Chế độ làm việc của cơ cấu phanh.

Khi phanh ôtô đang chuyển động với vận tốc V cho tới khi dừng hẳn (V=0) thì0 toàn bộ động năng của ôtô có thể được coi là đã chuyển thành công ma sát L tại các cơ cấu phanh: Đối với phanh khí nén các thông số của má phanh trước và má phanh sau giống nhau, cho nên F = 5400 cm t 2

G = 15305 (KG) là trọng lượng ôtô khi đầy tải.

V0= 50 (km/h) = 13,89 (m/s) là tốc độ của ôtô khi bắt đầu phanh. g – Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s 2

Công ma sát riêng sẽ là

Vậy thỏa mãn điều kiện:

*Kết luận: Công ma sát riêng nằm trong giới hạn cho phép.

* Áp suất giới hạn trên bề mặt Áp suất trên bề mặt má phanh được giới hạn bởi sức bền của vật liệu:

– Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh = 0,3. rt – Bán kính trống phanh.r = 208 mm = 0,208 m.t

F – Diện tích má phanh tại nơi có M P

+ Cầu giữa và cầu sau: M = 5372 NmP

* Kết luận: Vậy áp suất trên bề mặt má phanh nằm trong giới hạn cho phép.

* Thời hạn làm việc của má phanh còn được đánh giá bằng tỉ số :

M - Khối lượng toàn bộ của ôtô, M = 15305 KG

F - Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh

* Kết luận: Vậy giá trị P nằm trong giới hạn cho phép.

* Kiểm tra nhiệt độ tang trống

Trong quá trình phanh động năng của ôtô chuyển thanh nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trường không khí, phương trình cân bằng năng lượng là :

Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua Do đó ta có thể xác định sự tăng nhiệt độ trống phanh như sau:

Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh với V = 30 km/h, V = 0 km/h, không1 2 quá 15 0

- Độ gia tăng nhiệt độ.

G - Trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải: G = 15305 KG g – Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s 2

C – Nhiệt dung riêng của trống phanh làm bằng gang.

C = 500 J/kg độ trong khoảng = 273 K 573 K o o mt – Khối lượng trống phanh và các chi tiết bị nung nóng mt = 6.m0i = 6 m0i V m – Khối lượng riêng m = 6,8 7,4 g/cm 0i 0i 3

Thay các thông số vào ta có: mt = 6.7,2.2929,6 = 126558,7 g = 126,5 Kg.

* Kết luận: Sự thoát nhiệt của cơ cấu phanh đã thiết kế là tốt.

3.1.3 Tính bền cơ cấu phanh

Guốc phanh dùng để tán má phanh.

Trong thiết kế là hình chữ II xong khi tính toán ta quy về hình chữ T để tính toán cho dễ x1 y x x2 g

Hình 3.2 – Kích thước guốc phanh a).Tính kích thước đến trọng tâm G:

+ Y – Kích thước chế tạo guốc phanh (khoảng cách từ trọng tâm phần trên đến2 trọng tâm của phần dưới).Y = 27,5 mm.2

+ Y – Kích thước của trọng tâm phần trên đến đường trung hoà.C1

+ Y - Kích thước của trọng tâm phần dưới đến đường trung hoà.C2

+ - Bán kính trọng tâm của phần diện tích trên tính đến tâm tang trống

+ - Bán kính trọng tâm của phần diện tích dưới tính đến tâm tang trống

+ R – Kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh.G

Y2- Kích thước chế tạo guốc phanh, Y = 27,5 (mm).2

F1 – Diện tích phần trên chữ T F = 5.120 = 600 (mm1 2).

F2 – Diện tích phần dưới chữ T F = 2.5.50 = 500 (mm2 2).

* Tính bán kính đường trung hòa:

R’1 – bán kính trọng tâm của phần diện tích trên, tính đến tâm tang trống, R’15,5 (mm)

R’2 – bán kính trọng tâm của phần diện tích dưới, tính đến tâm tang trống, R’ = 1582

* Tính kích thước từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh.

RG = 185,5 – 15 = 170,5 mm. b).Kiểm tra bền guốc phanh Đây là bài toán thanh cong phẳng trong sức bền vật liệu.

+ Xác định lực cắt,mô men uốn,vẽ biểu đồ nội lực.

+ Tính ứng suất pháp trên mặt cắt ngang.

+ Tính ứng suất tiếp trên mặt cắt ngang.

+ Kiểm tra điều kiện bền:

- Theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất.

- Hoặc theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng.

* Xác định lực cắt, mô men uốn, vẽ biểu đồ nội lực:

Nếu tính toán chính xác guốc phanh thì rất phức tạp Bởi vì áp lực phân bố trên bề mặt guốc phanh không đều mà theo quy luật hình sin.

Thiết kế tính toán dẫn động phanh

3.2.1 Thiết kế tính toán bầu phanh

Ngày nay các bầu phanh trên xe ôtô trọng tải lớn thường sử dụng loại bầu phanh tích năng, để nâng cao độ an toàn cho xe khi chạy trên đường. a) Lực tác dụng lên thanh đẩy p

Hình 3.7 – Sơ đồ kết cấu bầu phanh

+ Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép

Phương trình cân bằng lực:

Q2 – Lực tác dụng vào thanh đẩy bầu phanh

L – Cánh tay đòn,xác định trong bản vẽ: L = 159 mm.

T – Hiệu suất truyền động của cam T = 0,85

P1 //, P - Lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.2 //

Từ hoạ đồ lực phanh ta có:

P2 // = 27705 N = 2824 KG. h – khoảng cách giữa hai lực P và P , 1 /

2 / chọn theo xe tham khảo: h = 46 mm.

Thay số vào công thức (*) ta được:

+ Xét sự cân bằng của màng phanh

Q2 – Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh Q = 692 KG.2

Pj - Áp suất trong của bầu phanh P = 7 KG/cm j 2

D2 - Đường kính hiệu dụng của màng phanh.

1– Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, 1 = 1.

2– Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, 2 = 0,95

Plx – Lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy: P = 14 KG.lx

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

+ Diện tích hiệu dụng của bầu phanh

+ Diện tích bao kín của bầu phanh.F = F / KB A

K – Hệ số dự trữ năng lượng, lấy K = 0,8.

+ Đường kính bao kín của bầu phanh b) Tính toán lò xo của bộ tích luỹ năng lượng

* Công dụng: Đẩy màng phanh và ty phanh để phanh xe lại trong trường hợp bình chứa khí bị rò rỉ, và khi phanh dừng.

* Yêu cầu: Lò xo chế tạo có độ cứng đủ lớn để đẩy màng phanh và ty đẩy phanh xe lại ngay trong trường hợp khẩn cấp Nhưng cũng phải thu nhanh trong trường hợp nhả phanh tay Phải có đủ độ bền và độ cứng theo yêu cầu.

Hình 3.8 – Sơ đồ tính toán bầu phanh tích năng

- Khi tính toán lò xo của bộ tích luỹ năng lượng ta chú ý một số điểm sau:

+ Theo tiêu chuẩn Việt Nam (đang lưu hành trong các trung tâm đăng kiểm), khi tiến hành thử phanh tay trên bệ thử, yêu cầu lực phanh do phanh tay sinh ra phải đạt được bằng 16% trọng lượng toàn bộ của xe.

+ Khi nhả phanh tay chỉ cần áp suất khí nén P = 4 KG/cm cũng đủ để nén lò xo trởj 2 về vị trí ban đầu.

- Tính lực ép lò xo của bộ tích luỹ năng lượng (P )lx2 Để lò xo của bộ tích luỹ năng lượng thoả mãn các yêu cầu trên thì phải thoả mãn bất phương trình sau:

Q2 /- Lực của màng phanh tác dụng lên thanh đẩy.

Plx1 – Lực ép lò xo 1, theo kinh nghiệm lấy P = 14 KG.lx1

D3 - Đường kính của bộ tích luỹ năng lượng, chọn theo xe tham khảo D = 142 mm3

1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, 1 = 1.

2– Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, 2 = 0,95

Pj - Áp suất khí nén, yêu cầu với P = 4 KG/cm phải nén lại được lò xo tích năngj 2 khi nhả phanh.

P – Lực ép lò xo từ vị trí đang làm việc trở về vị trí ban đầu.

Ta có: Lực phanh do phanh tay sinh ra (P ) bằng 16% trọng lượng toàn bộ của xeP

Vậy lực phanh sinh ra tại mỗi bánh xe (T) là (Khi sử dụng phanh tay thì chỉ có bốn bánh xe cầu sau được phanh):

Mô men sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh sau sẽ là:

Thay số vào ta có:

Dựa vào hoạ đồ lực phanh ta tính lại các giá trị R ; R :1 //

Làm tương tự như tính toán P và P trong hoạ đồ lực phanh ta có:1 //

+ Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép

Phương trình cân bằng lực:

L – Cánh tay đòn, xác định trong bản vẽ: L = 159 mm.

T– Hiệu suất truyền động của cam T = 0,85

P1 //, P - Lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.2 // h – Khoảng cách giữa hai lực P ; P1 //

Chọn theo xe tham khảo: h = 46 mm.

Thay số vào công thức trên ta được:

Xét bất phương trình (**) ta có:

C - Độ cứng của lò xo. l – Hành trình của ty đẩy bầu phanh

Chọn theo xe tham khảo: l = 20 mm = 2 cm. Độ cứng lò xo được tính như sau:

Trong đó: d - Đường kính của dây lò xo Chọn theo xe tham khảo d = 10 mm

Dlx - Đường kính vòng lò xo Chọn theo xe tham khảo D = 110 mmlx

G – Mô đun đàn hồi của vật liệu Chọn vật liệu Thép 65

Ta có: G = 8.10 KG/cm 5 2 n – Số vòng làm việc của lò xo, theo xe tham khảo chọn: n = 7 vòng

Thay vào công thức trên ta có:

Thay các giá trị vào bất phương trình (**) ta được:

Như vậy: bất phương trình (**) được thoả mãn.

* Kết luận: Lò xo của bộ tích luỹ năng lượng đã thiết kế đảm bảo các yêu cầu đề ra.SVTH: Nguyễn Quang Thiều 57 GVHD: Dương Quang Minh

+ Độ biến dạng của lò xo ( ) Độ biến dạng lò xo được tính theo công thức sau:

Trong đó: n0 – số vòng lò xo làm việc, chọn n = 7 vòng.0

[ ] – mô men xoắn tác dụng lên lò xo, lấy theo kinh nghiệm:

Dlx- Đường kính vòng lò xo,

G – Mô đun đàn hồi vật liệu.

Thay các giá trị vào ta có:

+ Số vòng toàn bộ của lò xo

Theo công thức kinh nghiệm: n = n + (1 – 2) vòng = 7 + 1 = 8 vòng.0

+ Chiều dài toàn bộ của lò xo (H)

Theo công thức kinh nghiệm: H = n.t = 8.16,5 = 132 mm.

* Kết luận: Bầu phanh khi thiết kế, kiểm tra thấy phù hợp với buồng phanh kiểu 20/20.

3.2.2 Tính toán lượng khí nén

* Nhiệm vụ: cung cấp khí nén và nén khí vào các bình chứa để cung cấp cho hệ thống phanh.

Máy nén khí được chọn sao cho đảm bảo các yêu cầu sau:

- Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ.

- Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục.

Trên thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10 – 20% thời gian làm việc của ôtô,khi các bình chứa được nạp đầy thì máy nén được chuyển sang chạy ở chế độ không tải.Khi tính toán thiết kế máy nén khí có hai phương án:

- Phương án 2: Mua một cái máy đã có sẵn trên thị trường, kiểm tra xem có đạt yêu cầu không.

Hiện nay máy nén khí có bán trên thị trường rất nhiều, vì vậy chọn phương án hai là tốt nhất. a).Các thông số kỹ thuật của máy nén khí

Chọn máy nén loại Pít tông hai xi lanh trên thị trường có các thông số sau:

- Số lượng xi lanh: i = 2 đặt thẳng hàng.

- Đường kính xi lanh: d = 6 cm.

- Số vòng quay của máy nén khí: n = 1700 v/p.

- Tỷ số truyền của đai: i = 2.tđ

- Hiệu suất truyền khí của máy nén: = 0,6. b).Năng suất của máy nén khí (lưu lượng)

Xe thiết kế sử dụng năm bình khí nén, dung tích mỗi bình 140 (l).

Vậy tổng lượng khí nén trong các bình là: 5x140 = 700 (l).

Năng suất của máy nén khí được tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó: i - Số lượng xi lanh: i = 2 đặt thẳng hàng. d - Đường kính xi lanh: d = 6 cm.

S - Hành trình piston: S = 3,8 cm. n - Số vòng quay của máy nén khí: n = 1700 v/p. itđ - Tỷ số truyền của đai: i = 2.tđ

- Hiệu suất truyền khí của máy nén: = 0,6.

Thay các giá trị trên vào công thức ta được:

* Kết luận: Sau 4 phút máy nén nạp được 4x219 = 876 (l) khí nén đảm bảo nạp đầy tất cả các bình chứa. c).Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu sau mỗi lần phanh

Lượng tiêu hao không khí cho mỗi lần phanh chính bằng lượng không khí dãn nở ra các đường ống từ van phân phối đến các bầu phanh.

* Thể tích khí trong các đường ống

Chọn đường ống có đường kính = 13 mm.

Chiều dài đường ống l = 24 m = 24000 mm.

Do đó thể tích trong toàn bộ đường ống là:

* Thể tích khí trong các bầu phanh

Ta coi độ dịch chuyển của guốc phanh lại phụ thuộc vào góc xoay của trục cam và càng nối trục cam.

Công thức xác định độ dịch chuyển của màng:

- Độ xoay của càng bắt vào trục cam = 7 0 l – Chiều dài của càng bắt vào trục cam, l = 159 mm.

Thay các giá trị vào công thức ta được:

* Thể tích tiêu hao trong bầu phanh tự hãm sau mỗi lần phanh.

Theo thiết kế bầu tự hãm phanh bằng lò xo và ép lên ty đẩy, khi không phanh khí nén ép lò xo tích năng, có bốn bầu tự hãm lắp ở bốn bánh xe của cầu trước và cầu sau được thiết kế cùng với bốn bầu phanh công tác Do vậy ta coi lượng không khí tiêu hao trong bốn bầu tự hãm sau mỗi lần đạp phanh là:

* Lượng tiêu hao khí ở van phân phối

Vậy tổng cộng lượng không khí tiêu hao cho toàn bộ hệ thống sau mỗi lần đạp phanh là:

* Kết luận: Với dung tích toàn bộ các bình chứa là 700 (l) Lượng tiêu hao trên là không đáng kể, đảm bảo cho các lần phanh tiếp theo

Trong tính toán có thể coi đường ống là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài lớn (Đây là bài toán vỏ mỏng tròn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyết không mô men).

P - Áp suất bên trong của đường ống, P = 7 KG/cm 2

R – Bán kính trong của ống dẫn, R = 6,5 mm = 0,65 cm.

S – Chiều dày đường ống, S = 0,7 mm = 0,07 cm. Đối với ống dẫn làm bằng hợp kim đồng thì:

Thay vào công thức trên ta được:

* Kết luận: Đường ống dẫn động phanh thiết kế đủ bền.

3.2.3 Tính toán van điều khiển a).Sơ đồ tính toán

SVTH: Nguyễn Quang Thiều 61 GVHD: Dương Quang Minh a b c d e

Lò xo 4 Van cửa xả q b®

Hình 3.10 Sơ đồ tính toán van phân phối A,B – Khí nén đi ra các cầu.

D,E – Khí nén từ bình chứa đến. b).Tính toán buồng trên

Lực tác dụng lên piston 2 là lực của người lái xe tác dụng lên bàn đạp Q thông quabđ hệ thống dẫn động cơ khí.

Qbđ - Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp. ibđ - Tỷ số truyền của cơ cấu dẫn động.

– Hiệu suất của cơ cấu dẫn động.

Pj - Áp suất khí nén, P = 7 KG/cm j 2

1, 2 - Độ dịch chuyển của lò xo 1 và 2.

Khi đạp phanh: P tăng ; C tăng ; j tăng dẫn đến P tăng.

* Tính S2 d d Hình 3.11 Kết cấu Piston 2 Khi thiết kế, chọn các thông số về đường kính của Piston 2 theo xe tham khảo.

Chọn: D = 70mm, d = 25 mm. Độ cứng của lò xo 1 và lò xo 2 phải đảm bảo đóng mở dứt khoát tránh các trường hợp đóng mở cưỡng bức khi chưa có lực tác dụng.Tránh các trường hợp cộng hưởng. Khi thiết kế chọn P và P theo xe tham khảo: P = 30 KG; P = 15 KG lx1 lx2 lx1 lx2

* Vậy lực tác dụng lên Piston 2 là:

* Tính lực tác dụng lên bàn đạp Q bđ

Trong đó: idđ - Tỷ số truyền dẫn động từ bàn đạp đến Piston 2,

Theo xe tham khảo lấy i = 8.dđ

– Hiệu suất truyền lực của bàn đạp, = 0,95

* Kết luận: Các kích thước của buồng trên đảm bảo giá trị lực bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép.

SVTH: Nguyễn Quang Thiều 63 GVHD: Dương Quang Minh c).Tính toán buồng dưới

Hình 3.12 Kết cấu Piston 1 Piston 1 được điều khiển bằng khí nén lấy từ khoang trên.

Ta có phương trình cân bằng lực:

Pj - Áp suất khí nén , P = 7 KG/cm j 2

S1t – Diện tích phần trên của Piston 1.

S1d – Diện tích phần dưới của Piston 1.

Plx3 ,Plx4 – Lực lò xo 3 và 4

Theo xe tham khảo chọn:

Từ Piston 2 ta xác định được kích thước sau của Piston 1

Từ công thức (*) ta có:

* Kết luận: Van phân phối đã thiết kế đảm bảo hoạt động tốt cho hệ thống phanh của xe cơ sở.

BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH

Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa

Hư hỏng Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục

1 Phanh không ăn hoặc không ổn định

-Khi phanh xe không dừng theo yêu cầu của người lái và bàn đạp phanh chạm sàn, phanh không có hiệu lực

-Cơ cấu phanh: Cam tác động, má phanh và tang trống mòn nhiều, điều chỉnh sai khe hở hoặc dính dầu mỡ

- Áp suất trong bầu phanh không đủ, bộ điều chỉnh áp suất không làm việc, bầu phanh không kín, đường ống dẫn khí bị hở

- Van của máy nén hở, xéc măng mòn

- Vòng bi moay ơ bị lỏng

- Thay má phanh mới hoặc tán lại má phanh

- vệ sinh lại cho sạch các chi tiết của cơ cấu phanh

- Điều chỉnh lại khe hở cho đúng khoảng cho phép

- Hiệu chỉnh hoặc thay thế vòng bi

2 Khi phanh xe có tiếng kêu ồn khác thường ở cơ cấu phanh

-Đạp phanh càng mạnh tiếng ồn càng tăng

Bàn đạp phanh và ty đẩy cong, mòn lỏng các chốt xoay

- má phanh mòn quá, bị chai cứng, lò xo trong guốc phanh bị gãy

- Trống phanh bị mòn hoặc biến dạng

- thay lò xo, má phanh mới

- Sửa chữa hoặc thay thế trống phanh

3 Phanh bó cứng Khi xe vận hành hoặc sau khi thôi phanh, không tác dụng lực vào bàn đạp phanh và cần phanh tay, nhưng xe vận hành cảm thấy có sự cản trở lớn

-Lò xo hồi vị guốc phanh yếu hoặc gãy hỏng, làm cho má phanh luôn tiếp xúc với tang trống hoặc điều chỉnh sai khe hở má phanh

- Má phanh bị tróc ra khỏi quốc phanh

- Điều chỉnh lại khe hở về vị trí thôi phanh

4 Khi phanh xe, xe bị kéo lệch về 1 bên

- Khi phanh xe bị kéo lệch về 1 bên hay bị lệch đuôi

- Áp suất lốp và độ mòn của 2 bánh xe phải và trái không giống nhau

- Má phanh dính dầu, mỡ hoặc khe hở má phanh và tang trống của 2 bánh xe trái và phải khác nhau

- Guốc phanh bị kẹt về 1 bên của xe

-Vệ sinh sạch cơ cấu phanh

- Điều chỉnh lại khe hở của 2 má phanh

5 Phanh bị giật -Lò xo kéo các guốc phanh bị gãy, khe hở má phanh và trống phanh không đúng quy định nhỏ quá

- Bàn đạp không có hành trình tự do, không có khe hở giữa má phanh và tang trống

Chẩn đoán xe …………………………………………………… 67 4.3 Quy trình bảo dưỡng sửa chữa 4.3.1 Quy trình tháo lắp……………………………………………………………… 4.3.2 Bảo dưỡng sửa chữa

4.2.1 Khi xe chưa nổ máy

Khi xe ô tô không chuyển động và chưa nổ máy thì ta cần kiểm tra hệ thống an toàn, ta cần kiểm tra xem các ống nối và các đường ống có kín khít hay không và khi mà các khớp nối bằng ống nối bị dò rỉ thì sẽ gây cho áp suất trong hệ thống bị giảm và kéo theo hiệu quả phanh bị giảm sút gây nguy hiểm cho người và xe.

Khi kiểm tra ta quan sát các đường ống trong phần dẫn động bằng khí nén, kiểm tra các phớt làm kín.

Trước hết ta cần kiểm tra áp suất khí trong hệ thống bằng cách quan sát đồng hồ áp suất trên buồng lái (táplô), trên đồng hồ chỉ áp suất khí nén cho phép xe chạy vào khoảng 5,2-5,4 KG/m trở lên Đồng thời khi muốn cho xe chạy cần đạp thử phanh xem độ làm việc của bàn đạp phanh và thử xem lực phanh trên bàn đạp bằng cảm giác nếu mà bàn đạp phanh không có cảm giác thì chứng tỏ dẫn động bị trục trặc và khi mà hành trình tự do của bàn đạp phanh lớn thì cần chỉnh lại hành trình tự do nếu để hành trình tự do lớn quá 180mm thì làm giảm quá trình tác dụng phanh do đó gây nguy hiểm cho người và xe đồng thời khi mà cảm giác hành trình tự do nhỏ hơn 120mm thì làm cho hệ thống phanh làm việc bị đột ngột và xe bị giật Khi kiểm tra phanh chính cần kiểm tra phanh tay hơn nữa trong quá trình thử phanh không được cho xe chạy quá tốc độ 10-15km/h.

4.2.3 Khi xe đang chạy trên đường

Khi xe đang hoạt động trên đường thì người lái cần thường xuyên chú ý đến đồng hồ báo áp suất hơi trong hệ thống Khi quan sát thấy có hiện tượng sụt áp suất trong hệ thống phanh cần dừng xe lại để kiểm tra và sử lý kịp thời, khi hoạt động nếu phanh xe cảm giác khó ăn hơn và má phanh bị dính dầu, nước thì cần dà phanh để đảm bảo khả năng tin cậy khi phanh.

Kiểm tra độ kín khít của phần dẫn động khí nén được tiến hành khi áp suất khí nén định mức (7-7,5 KG/m) của các thiết bị được cung cấp khí nén đã bị ngắt (ngừng cung cấp khí nén) và mát nén khí ngừng làm việc Độ kín khít của dẫn động khí nén được đảm bảo nếu độ giảm áp suất khí nén trong hệ thống sau 30 phút không quá 0,5 KG/ m Chỗ rò rỉ nhiều khí nén xác định theo tiếng rò còng chỗ rò ít thì được xác định bằng nước xà phòng.

4.3 Quy trình bảo dưỡng sửa chữa

Hình 4.1 Quy trình tháo cơ cấu phanh tang trống.

Bước 1 : Tháo lốp xe bằng cách tháo bulong liên kết giữa bánh xe và trống phanh.

Khi tháo lốp trước kéo phanh tay và chèn các lốp sau bằng vật chặn bánh xe.Ngoài ra khi cần tháo lốp sau,chèn chặt lốp bên trái và phải đằng trước lái với các vật chặn bánh xe.Chú ý chiều loại đai ốc để xác định đúng chiều vặn chặt hay tháo lỏng.

Trước khi tháo có thể bôi mỡ vào các bộ phận moay ơ bánh nơi tiếp xúc với may ơ khi tháo để quá trình tháo được dễ dàng.

Bước 2 : Tháo trống phanh cùng với moay ơ bánh xe và các vòng bi moay ơ bánh xe -Tháo trống phanh:

+Tháo 2 bulong định vị của trống rồi bê trống ra ngoài.Nếu trống chưa ra được,vặn các bulong định vị vào các lỗ tháo trống

+Kiểm tra các dấu ăn khớp ở trống phanh và moay ơ bánh xe

Bước 3: Tháo lò xo phản hồi của bánh trước,bánh sau dùng dụng cụ chuyên dụng Móc, dụng cụ kéo lò xo lại.

Bước 4 : Tháo guốc phanh ra thay thế hoặc bảo dưỡng lại.

Quy trình lắp ngược lại so với quy trình tháo.

Kiểm tra sự mài mòn của má phanh.

Kiểm tra theo định kì sự mài mòn của má phanh và khe hở giữa má phanh và tang trống tùy thuộc vào điều kiện sử dụng Nếu sử dụng phanh nhiều thì khoảng thời gian kiểm tra càng ngắn.

-Tháo các nút cao su trong bánh xe để kiểm tra.

-Kết cấu gờ giới hạn làm việc của má phanh dọc theo chiều dài của má phanh.Kiểm tra gờ giới hạn làm việc của má phanh đã mòn hết hay chưa.

Hình 4.2 Kiểm tra sự mài mòn Độ dày của má phanh: Độ dày của má phanh : 15.5 mm Giới hạn phải thay mới: 5.5 mm Sau khi kiểm tra lắp các nút cao su vào chỗ cũ cho chắc chắn.

Quy trình xả Air trong hệ thống phanh.

Nếu trong đường ống dầu có không khí ,thì hệ thống sẽ bị trục trặc và cần phải xả không khí mỗi khi dầu trong bình chứa xuống quá thấp hoặc ống dầu đã được tháo ra.Việc xả không khí trong hệ thống cần sự kết hợp của 2 người:

+Kéo phanh tay khi xả không khí.

+Nổ máy khi xả không khí để tránh làm hỏng phớt ty đẩy ,cần đỗ xe nơi thoáng khí.+Đổ dầu tới mức quy định khi xả khí.

1 Đổ dầu vào bình chứa.Tránh làm vãi dầu phanh ra bề mặt sơn

Chú ý:Khi bổ sung hoặc thay dầu phanh tránh để các vật lạ rơi vào.Nếu màng cao su ở nắp đổ dầu bị dãn ra thì nên đặt lại đúng vị trí của nó và vặn chặt.

2.Nối ống nhựa vào vít xả khí ở xylanh bánh xe và đầu ống kia đưa vào bình nhựa trong suốt.

3.Đạp vài lần và giữ nguyên bàn đạp phanh Nới vít xả khí để xả bọt khí.Xiết chặt vít xả khí trước khi áp suất sụt xuống hoàn toàn.

4.Lặp lại bước 3 cho tới khi hết toàn bộ bọt khí.Xiết chặt vít xả khí.

5.Lặp lại bước 4 đối với những bánh xe còn lại Xả khí bắt đầu từ bánh xe xa nhất so với tổng phanh.

Hư hỏng và kiểm tra Hình ảnh Sửa chữa

Hư hỏng chính của guốc phanh là vênh, nứt và mòn lắp chốt lệch tâm.

Kiểm tra: dùng thước cặp đo độ mòn của lỗ so với tiêu chuẩn kỹ thuật dùng kính phóng đại để quan sát các vết nứt bên ngoài guốc phanh.

Guốc phanh bị mòn lỗ lắp chốt lệch tâm và nứt có thể hàn đắp gia công lại. Chốt mòn có thể hàn đắp sau đó gia công lại kích thước ban đầu.

Lò xo gãy, yếu phải thay đúng loại.

Hư hỏng: nứt mòn bề mặt trống phanh.

Kiểm tra: dùng thước cặp đo độ mòn của má phanh, dùng bột màu bôi lên tang trống và bề mặt tiếp xúc má phanh với tang trống phanh, dùng kính phóng đại để kiểm tra các vết nứt.

Má phanh mòn quá thay mới.

Chốt lệch tâm và lò xo

Hư hỏng: mòn chốt, chờn hỏng các ren, gãy yếu lò xo.

Kiểm tra: dùng thước cặp để đo độ mòn các chớt và lò xo so với tiêu chuẩn kỹ thuật.

Chốt lệch tâm mòm có thể hàn đắp và gia công đúng kích thước, hình dạng ban đầu.

Lò xo guốc phanh mòn, phải thay thế đúng loại Mâm phanh và tang trống

Hư hỏng: mòn nứt tang trống và vênh mân phanh.

Kiểm tra: dùng thước cặp và đồng hồ so để đo đọ mòn, vênh của mâm phanh và tang trống so với tiêu chuẩn kỹ thuật.

Tháo guốc phanh xilanh phanh bánh, xe đưa dụng cụ chuyên dụng chụp vào đầu chốt giữ guốc phanh, tháo xilanh phanh bánh xe, điều chĩnh khe hở guốc phanh.

Hư hổng: mòn trục rang và cam tác động mòn vành răng của chậy xoay và trục chính.

Tiêu đề	Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Phanh Khí Nén Xe Thaco
Tác giả	Nguyễn Quang Thiều
Người hướng dẫn	GVHD: Dương Quang Minh
Trường học	trường đại học
Chuyên ngành	kỹ thuật cơ khí
Thể loại	đồ án tốt nghiệp

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	8,81 MB