thiết kế hệ thống phanh cho xe tải 11 tấn dựa trên xe cơ sở hyundai

Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ chơng I Tổng quan về hệ thống phanh I/ Công dụng phân loại yêu cầu 1./ Công dụng. Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển dộng của Ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng đợc trên đờng có độ dốc nhất định, chất lợng của hệ thống phanh có ảnh hởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống hãm ôtô sẽ đảm boả cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh đợc những tai nạn xẩy ra trên đờng. 2./ Phân loại. - phân loại theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân va phanh tay. - Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh ma chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở trục truyền động (sau hộp số). - Phân theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa. - Phân theo phơng thức dẫn động có: dẫn động phanh bằng cơ khí, chất lỏngl, khí nén, hoặc liên hợp. 3./ Yêu cầu. Hệ thống phanh la một bộ phân quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây. +./ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trờng hợp đó là. - Quãng đờng phanh ngắn - Thời gian phanh ít nhất. - Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh. +./ Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh. +./ Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cờng độ lao động của ngời lái. +./ Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trờng hợp nguy hiểm. +./ Đảm bảo việc phân bố Mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với mọi cờng độ. +./ Cơ cấu phanh không có hiện tợng tự xiết. +./ Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt. +./ Có hệ số ma sát cao và ổn định. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 1 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ +./ Giữ đợc tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh. +./ Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao. +./ Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dỡng. II./ Kết cấu của hệ thống phanh. Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thờng là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh phụ thờng là phanh tay, phanh tay thờng đợc bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe. Việc dùng cả hai phanh chính và phụ là bảo đảm cho độ an toàn ôtô khi chuyển động và khi dừng hẳn, hệ thống phanh có 2 phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh. 1./ Cơ cấu phanh. Cơ cấu phanh có nghĩa vụ toạ ra Mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô. Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các gốc phanh bố trí bên trong đợc sử dụng rộng rãi. Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phải đảm bảo yêu cầu sau, nh Mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (nh tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trờng) 1.1. Cơ cấu phanh guốc. 1.1.1. Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn động bằng nhau. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 2 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Hình 1: Cơ cấu phanh bánh trớc xe GAZ-53A 1: Cam lệch tâm 2: Chốt có vòng đệm lệch tâm Với các bố trí nh vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thi Momen ma sát ở trên guốc phanh trớc lớn hơn của guốc phanh sau. Sở dĩ nh vậy là vì Mômen ma sát ở trên guốc phanh trớc có xu hớng cờng hoá cho lực dẫn động, còn ở phía phanh sau có xu hớng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tợng ngợc lại. Cơ cấu phanh này đợc gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cờng độ hao mòn của tấm ma sát trớc lớn hơn tấm ma sát sau rất nhiều. Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát, khi sửa chữa có thể thay thế cùng một lúc, ngời ta làm tấm ma sát trớc dài hơn tấm sau. Kết cấu. Của loại cơ cấu phanh này ở (hình 1) khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định. 1.1.2. Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển gốc nh nhau. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 3 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Hình 2: Kết cấu phanh xe ZIL-131 1: Cam quay 4: Trống phanh 2: Lò xo 5: Chốt lệch tâm 6: Bầu phanh Cơ cấu phanh này (hình 2) có Mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau. Trị số Mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này có cờng độ ma sát ở các tấm ma sát nh nhau và đợc gọi là cơ cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở (hình 2) do profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dị chuyển góc nh nhau. Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu trục vít, bánh vít nhằm thay đổi vị trí của Cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định. 1.1.3. Cơ cấu guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 4 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Hình 3: Kết cấu phanh xe UAZ-452 1: Xy lanh 3: Cam lệch tâm 2: ốc xả khí 4: ốc xả khí 5: Chốt cố định Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cờng độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh nh nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm và chốt lệch tâm. 1.1.4. Cơ cấu phanh loại bơi. Cơ cấu phanh này dùng hai xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên dầu trên và đầu dới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự ma sát nên các guốc phanh bị cuốn theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lên piston một lực và đảy ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, với ph- ơng án kết cấu này hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau. (Sơ đồ cơ cấu phanh này ở hình 4). Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 5 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Hình 4: Sơ đồ và kết cấu phanh hơi 1: Xi lanh phanh 2: Lò xo 1.1.5. Cơ cấu phanh tự cờng hoá. Hình 5: Cơ cấu phanh xe GAZ 1: Lò xo 3: Lò xo 2: Xi lanh 4: ốc điều chỉnh Theo kết cấu thì guốc phanh sau đợc tỳ vào chốt cố định và bản thân guốc phanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trớc. Lực dẫn động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trớc thông qua chốt Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 6 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ kỳ trung gian, từ điều kiện cân bằng theo phơng ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trớc có thể xác định đợc lực tác dụng lên guốc trớc. Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh sau sẽ lớn hơn guốc phanh trớc rất nhiều, khi xe lùi Mômen phanh Mp sẽ giảm đi nhiều. Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trớc nên tấm ma sát gốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trớc. Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren trong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này. 1.2. Cơ cấu phanh loại đĩa. Hình 6: Cơ cấu phanh đĩa bánh trớc Xe VAZ-2101 Phanh đĩa ngày càng đợc sử dụng nhiều trên ôtô, có hai loại phanh đĩa: Loại đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều u điểm so với phanh guốc áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều hơn nên ít phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi tiến cũng nh khi lùi đều nh nhau, lực chiều trục tác dụng lên đĩa là cân bằng có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm đợc thời gian tác dụng phanh. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 7 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Nhợc điểm của cơ cấu phanh đĩa là khó giữ đợc sạch trên các bề mặt ma sát. Trên hình 6, là kết cấu phanh đĩa loại hở, đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm ma sát 2 và 5 khi phanh, áp lực dầu trong các xi lanh 3 và 6 tăng lên, đẩy các piston 4 và 7 ép tấm ma sát vào đĩa. 1.3. Phanh dừng (phanh tay). Hinh 7: Phanh tay kiểu tang trống 1: Má phanh 7: Vành rẻ quat. 2: Tang trống 8: Ti 3: Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dới 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 đợc 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. 2/ Dẫn động phanh. 2.1. Dẫn động cơ khí. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 8 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động cơ khí ít khi đợc dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó. Khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không nh nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng. Hình 8: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp. 1:Tay phanh 5:Trục 8,9:Dây cáp dẫn động phanh 2;Thanh dẫn 6:Thanh kéo 10:Giá 3:Con lăn dây cáp 7:Thanh cân bằng 11,13:Mâm phanh 4:Dây cáp 12:Xilanh phanh bánh xe Nguyên lý làm việc. Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 đợc truyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc phanh, vị trí của cần phanh tay 1 đợc định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2. * Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài. * Nhợc điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lực không cao, thời gian phanh lớn. 2.2. Phanh dẫn động thuỷ lực. Dẫn động phanh thuỷ lực đợc áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 9 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Dẫn động phanh là một hệ thống cá chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng đợc sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên. Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe đợc phanh cùng một lúc vì áp suất trong đờng ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các trống phanh. Dẫn động phanh dầu có các u điểm sau. - Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế. - Có hiệu suất cao. - Độ nhậy tốt. - Kết cấu đơn giản. - Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh. Nhợc điểm: - Không thể tạo đợc tỷ số truyền lớn, vì thế phanh đầu không có cờng hoá chỉ dùng ô tô có trọng ợng toàn bộ nhỏ. - Lực tác dụng lên bàn đạp lớn. - Đối với dẫn động phanh1 dòng khi có chỗ nào bị ròi (chảy dầu) thì tất cả hệ thống phanh đều không làm việc, để khắc phục khuyết điểm này ngời ta dùng loại dẫn động hai dòng, loại này cơ u điểm là khi 1 dòng bị hỏng thì dòng còn lại vẫn làm việc bình thờng tuy nhiên hiệu quả phanh có giảm, đảm bảo an toàn khi chuyển động. * Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng. 1 2 3 4 Hinh 9: Sơ đồ dẫn đông phanh thuỷ lực một dòng 1: Bàn đạp 3: Đờng ống dẫn Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Hoài Nam-K45 10 [...]... từ xi lanh bánh xe qua lỗ van 15 về xy lanh chính Đồ án tốt nghiệp 19 Nguyễn Hoài Nam-K45 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Chơng II Tính toán và thiết kế cơ cấu phanh xe tải 11 tấn ( dựa vào xe hyundai ) I Giới thiệu về xe huyndai và hệ thống phanh của xe tham khảo (hyundai 11 tấn) : 1./ Các thông số cơ bản về xe Huyndai: Xe Hyundai 11 tấn là loại xe tải do hãng Hyundai của Hàn... thiết kế hệ thống phanh dùng cho xe tải loại 11 tấn dựa trên cơ sở là xe Hyundai do hãng Hyundai của Hàn Quốc sản xuất Đồ án tốt nghiệp 20 Nguyễn Hoài Nam-K45 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ 1 2 3 4 5 7 6 10 8 9 11 Hình 17: Sơ đồ bố trí chung xe Huyndai -11 tấn Thông số cơ bản về xe Huyndai - 11 tấn - Chiều dài toàn bộ - Chiều rộng toàn bộ - Chiều cao toàn bộ - Chiều dài cơ sở -... này trên các xe hiện đại có thiết kế nhiều hệ thống điều khiển để giảm nhẹ cờng độ lao động cho ngời lái, làm cho ngời lái ít bị phạm phải các sai phạm kỹ thuật, đảm bảo cho sự an toàn chuyển động ít sẩy ra các tai nạn giao thông Thiết kế các bộ trợ lực cho hệ thống lái, ly hợp Hệ thống phanh cũng là cần thiết Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực đợc thực hiện theo nhiều phơng án - Hệ thống phanh. .. Cơ cấu phanh bánh xe 13: Cơ cấu phanh bánh xe 3: Máy nén khí 14: Cơ cấu phanh bánh xe 4: Bình lọc hơi nớc 15: Bầu phanh chính của cầu giữa và trớc 5: Bình nén khí 16: Bầu phanh chính của phanh cầu sau 6: Cơ cấu phanh bánh xe 17: Bình dầu 7; Cơ cấu phanh xe 18: Van chuẩn đoán 8: Van phân phối 19: Van xả nhanh 9: Cơ cấu phanh bánh xe 20: Bình ngng tụ hơi nớc 10: Bầu phanh tay 21: Van an toàn 11 Van xả... bánh xe đến piston xy lanh bánh xe 160mm - Khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm tựa chốt quay 170mm Đồ án tốt nghiệp 21 Nguyễn Hoài Nam-K45 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ 2./ Giới thiệu về hệ thống phanh xe Huyndai 11 tấn 2.1 Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe huyndai 11 tấn Hình 18: Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Huyndai 1: Đồng hồ áp suất 12: Van ba ngả 2: Cơ cấu... động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lợng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao, phanh cùng 1 lúc đợc tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc Dẫn động phanh liên hợp thờng đợc áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp dụng cho xe nhiều cầu nh: Xe URAL,... Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Hình 21: Van an toàn 1: Đế van 2: Thân van 3: Bi 4: Lò xo van 5: Đai ốc hãm 6: Ty điều chỉnh 2.5 Cơ cấu phanh bánh xe 1 2 3 4 5 6 7 8 14 9 10 11 13 12 Hình 22: Cơ cấu phanh bánh xe 1: Má phanh 3: Vỏ xy lanh bánh xe 5: Phớt chắn dầu 7: Đệm cao su 9: Cam 11: Mâm phanh 13: Chốt guốc phanh Đồ án tốt nghiệp 2: Nắp của mâm phanh 4: Xy lanh bánh xe 6: Chốt đẩy 8: Lò xo định vị 10: Guốc phanh. .. Khoa Cơ Khí-Bộ Môn ÔTÔ Cơ cấu phanh của xe tham khảo là cơ cấu phanh 2 guốc phanh đợc điều khiển cùng chung 2 xi lanh Với đặc điểm nh vậy thì khi phanh có một má xiết và một má nhả, má nhả khi làm việc có xu hớng là đi ra xa trống phanh còn má xiết thì sẽ có xu hớng vào trống phanh do vậy mà khi làm việc lực ma sát của má xiết và trống phanh lớn hơn của má nhả và trống phanh II Thiết kế cơ cấu phanh. .. U''2 = 14.146 = 2044 KG Hoạ đồ lực phanh 3./ Xác định kích thớc má phanh: Kích thớc má phanh chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lợng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn của các má phanh và hạn chế độ làm việc của phanh 3.1 Công ma sát riêng L: xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ôtô chạy với tốc độ khi bắt đầu phanh Theo tài liệu (I) công thức... trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới cơ cấu dẫn động khí nén - Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành cũng rất cao và có rất nhiều cụm chi tiết đắt tiền 3 Bộ trợ lực phanh Để tạo cho ngời lái xe không phải tác dụng 1 lực lớn vào bàn đạp phanh ngời ta bố trí và thiết kế các bộ phận trợ lực phanh Đồ án tốt nghiệp 15 Nguyễn Hoài Nam-K45 Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Khoa Cơ . tấn ( dựa vào xe hyundai ) I. Giới thiệu về xe huyndai và hệ thống phanh của xe tham khảo (hyundai 11 tấn) : 1./ Các thông số cơ bản về xe Huyndai: Xe Hyundai 11 tấn là loại xe tải do hãng Hyundai. nghiệt. Với đề tài đợc giao là nghiên cứu và tính toán thiết kế hệ thống phanh dùng cho xe tải loại 11 tấn dựa trên cơ sở là xe Hyundai do hãng Hyundai của Hàn Quốc sản xuất. Đồ án tốt nghiệp Nguyễn. kỹ thuật, đảm bảo cho sự an toàn chuyển động ít sẩy ra các tai nạn giao thông. Thiết kế các bộ trợ lực cho hệ thống lái, ly hợp. Hệ thống phanh cũng là cần thiết. Hệ thống phanh dẫn động thuỷ