Tính toán thiết kế hệ thống phanh cho xe minibus 12 chỗ ngồi

MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU3CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ41.Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh.41.1.Công dụng41.2.Phân loại41.2.2.Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh.41.2.3.Phân loại theo dẫn động phanh.41.2.4.Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh.51.3.Yêu cầu về kết cấu52.Cấu tạo chung của hệ thống phanh.62.1.Cơ cấu phanh62.2.Dẫn động phanh63.Cơ cấu phanh.63.1.Cơ cấu phanh tang trống.73.1.1.Cấu tạo cơ cấu phanh tang trống.83.1.2.Phân loại93.2.Cơ cấu phanh đĩa.123.2.1.Cấu tạo.133.2.2.Phân loại144.Dẫn động phanh.144.1.Dẫn động điều khiển phanh bằng cơ khí.144.2.Dẫn động điều khiển phanh bằng thủy lực.154.2.1.Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực một dòng.164.2.2.Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng:174.3.Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén.194.4.Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực205. Phanh dừng ...................................................................................................226.Bộ cường hóa lực phanh227.Hệ thống điều khiển lực phanh ABS23CHƯƠNG 2:LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ241.Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh.242.Lựa chọn phương án dẫn động phanh26CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH291.Chọn xe tham khảo.291.1.Giới thiệu chung về xe tham khảo.291.2.Thông số kỹ thuật của xe.312.Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh.312.1.Xác định mô men cần thiết ở các cơ cấu phanh.322.2.Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh.332.2.1.Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh trước.332.2.2.Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh sau:353.Tính toán thiết kế dẫn động phanh373.1.Xác định đường kính làm việc của xilanh bánh xe.373.2.Chọn đường kính xilanh chính D, kích thước đòn bàn đạp l, l0.374.Tính nhiệt nung nóng đĩa phanh.40CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN NHIỆT TRONG SOLIDWORKS431.Giới thiệu về phần mềm SolidWorks.432.Tính nhiệt trong SolidWork442.1.Giới thiệu phần mềm Cosmos442.2.Quy trình tính nhiệt bằng phương pháp phần tử hữu hạn trong Cosmos.44CHƯƠNG 5:QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT551.Phân tích kết cấu552.Chọn dạng sản xuất.553.Lập quy trình gia công.553.1.Phương pháp tạo phôi.553.2.Lập quy trình công nghệ.553.2.1.Nguyên công 1: phay khỏa mặt đầu.553.2.2.Nguyên công 2: gia công tinh lòng trong xilanh, gia công ren ở lòng trong xilanh bắt với bu lông làm kín xilanh.563.2.3.Nguyên công 3: gia công hai lỗ ren bắt xilanh chính vào bộ trợ lực……………………………………………………………………………………583.2.4.Nguyên công 4: phay các vấu để gia công đường dầu vào, đường dầu ra………………593.2.5.Nguyên công 5: khoan, ta rô các lỗ dầu vào, lỗ bù dầu, lỗ dầu ra, lỗ để gia công ren bắt vít hạn chế đường dịch chuyển của piston.603.2.6.Nguyên công 6: tiện lỗ trong xilanh.633.2.7.Nguyên công 7: tổng kiểm tra.64CHƯƠNG 6:CÁC HƯ HỎNG CHÍNH THƯỜNG GẶP, PHƯƠNG PHÁP BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH.651.Các hư hỏng thường gặp trên hệ thống phanh đĩa dẫn động thủy lực.651.1.Cơ cấu phanh651.1.1.Mòn các cơ cấu phanh651.1.2.Mất ma sát trong cơ cấu phanh651.1.3.Bó kẹt cơ cấu phanh661.2.Dẫn động điều khiển phanh661.2.1.Khu vực xilanh chính.661.2.2.Đường ống dẫn dầu bằng kim loại hay bằng cao su.661.2.3.Khu vực các xilanh bánh xe.671.2.4.Hư hỏng trong cụm trợ lực672.Các thông số chẩn đoán cơ bản673.Các biểu hiện của ô tô khi hư hỏng hệ thống phanh673.1.Phanh không ăn673.2.Phanh bị dật683.3.Phanh ăn không đều ở các bánh xe.683.4.Phanh bị bó.683.5.Mức dầu giảm.684.Phương pháp sửa chữa và bảo dưỡng.684.1.Quá trình tháo, lắpvà kiểm tra cơ cấu phanh.684.2.Kiểm tra phần dẫn động.694.2.1.Kiểm tra sự chảy dầu của xilanh chính và xilanh bánh xe.694.2.2.Kiểm tra lọt khí và cách xả khí khỏi mạch dầu.704.3.Tháo lắp, kiểm tra hoạt động của trợ lực phanh.714.3.1.Tháo lắp trợ lực714.3.2.Kiểm tra hoạt động của trợ lực724.3.3.Kiểm tra sự kín khí của trợ lực72KẾT LUẬN73TÀI LIỆU THAM KHẢO74

bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam trờng đại học bách khoa hà nội Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp

Họ và tên: NGUYấ̃N NGỌC THỨC

Lớp: ễ tụ Khóa: 52

Ngành: ễ tụ và xe chuyờn dụng

1 Đề tài thiết kế:

Tớnh toỏn thiết kế hệ thống phanh cho xe minibus 12 chụ̃ ngồi.

2 Các số liệu ban đầu:

Tham khảo xe Ford Tranzit

3 Nội dung các phần thiết kế và tính toán:

 Tổng quan: nờu cụng dụng, yờu cầu, phõn loại hệ thống phanh trờn xe con

Phõn tớch kết cấu một số hệ thống phanh điển hỡnh

 Lựa chọn phương ỏn thiết kế: đưa ra một số sơ đồ thiết kế hệ thống phanh,

từ đú lựa chọn phương ỏn phự hợp với đề tài thiết kế

 Thiết kế tớnh toỏn hệ thống phanh:

Tớnh toỏn thiết kế cơ cấu phanh

Tớnh toỏn thiết kế dẫn động phanh

 Tớnh toỏn nhiệt trong SOLIDWORKS

 Kết luận

4 Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ họ tên và kích thớc các bản vẽ):

 01 bản A0: bố trớ chung (tổng thể xe, hệ thống phanh, thụng số cơ bản)

 01 bản A0: bản vẽ lựa chọn phương ỏn thiết kế (sơ đồ một số phương ỏn)

 01 bản A0: bản vẽ lắp 2D thể hiện kết cấu hệ thống phanh

 01 bản A0: bản vẽ hệ thống dẫn động phanh

 01 bản A0: hỡnh 3D và kết quả tớnh toỏn nhiệt trong SOLIDWORKS

 01 bản A0: quy trỡnh cụng nghệ gia cụng xilanh chớnh

5 Cán bộ hớng dẫn:

TS Hoàng Thăng Bỡnh

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 02/2012

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 05/2011

Ngày tháng năm 2012

chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hớng dẫn thiết kế

(ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi tên họ tên)

Học sinh đã hoàn thành và nộp toàn bộ thiết kế cho bộ môn

Ngày tháng năm 2012 (ký và ghi rõ họ tên)

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp ễtụ A-K52

2

LỜI MỞ ĐẦU

Kể từ thế kỷ 18 khi mà chủ nghĩa tư bản ra đời đã đánh dấu một bước ngoặt mớitrong sự phát triển chung của nhân loại nói chung và nền công nghiệp thế giớinói riêng, bộ mặt thế giới đã hoàn toàn thay đổi kể từ đó Nền công nghiệp pháttriển thăng hoa với những phát minh vĩ đại,và một trong nhưng phát minh vĩ đại

đó đã xuất hiện vào đầu thế kỷ 19, đó là ô tô Trải qua gần 200 năm tồn tại vàphát triển, ngành công nghiệp ô tô đã khẳng định một vị trí quan trọng trong nềncông nghiệp chung của thế giới và mỗi quốc gia nói riêng

Công nghiệp ô tô xuất hiện ở Việt Nam khá muộn.Kể từ khi ra đời năm 1992đến nay, ngành công nghiệp ô tô được coi là một trong những ngành côngnghiệp trọng điểm và là ngành luôn nhận được sự ưu đãi lớn từ phía chính phủ

Và trong 20 năm phát triển, ngành công nghiệp nước nhà đã có sự phát triểnđáng kể, đóng góp vào phát triển chung của ngành công nghiệp cả nước

Là một sinh viên đang theo học tại một trong những trường đại học hàng đầu vềcông nghệ nói chung và công nghệ ô tô nói riêng - ĐH Bách Khoa Hà Nội, vàvinh dự được giảng dạy bởi những giảng viên, cán bộ đầu ngành ở Việt Nam,

em ý thức được trách nhiệm của mình phải học tập và nghiên cứu để sau khi ratrường có thể làm việc, đóng góp cho sự phát triển chung của ngành công nghiệp

ô tô nước nhà

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệpđã giúp em hiểu biếtsâu hơn những kiến thức chuyên ngành đã được học Do thời gian thực hiện cóhạn và hiểu biết còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện không tránh khỏinhững sai sót, kính mong các thầy xem xét và góp ý

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Hoàng Thăng Bình - người trực tiếp

hướng dẫn em trong quá trình thực hiện đồ án và các thầy trong bộ môn đã góp

ý, hướng dẫn để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

Hệ thống phanh là hệ thống an toàn chủ động quan trọng không thể thiếu trên ôtô

Sự phanh ô tô được tiến hành bằng cách tạo ra ma sát giữa phần quay và phầnđứng yên của các cụm chi liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh(guốc phanh) hay giữa đĩa phanh với má phanh

1 Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh.

1.1 Công dụng

Hệ thống phanh được trang bị trên ô tô với mục đích làm giảm vận tốc xe hoặcdừng hẳn xe khi cần thiết Nhờ hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vậntốc chuyển động trung bình của xe mà vẫn đảm bảo độ an toàn khi vận hành

1.2 Phân loại

1.2.1 Phân loại theo đặc điểm điều khiển

- Phanh chính (phanh chân): dùng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe khi xeđang chuyển động

- Phanh phụ (phanh tay): dùng để giữ nguyên xe tại vị trí đỗ xe khi ngườilái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng

- Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ): dùng để tiêuhao bớt một phần động năng của ô tô khi tiến hành phanh lâu dài

1.2.2 Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh.

- Cơ cấu phanh tang trống

- Cơ cấu phanh đĩa

- Cơ cấu phanh dải

1.2.3 Phân loại theo dẫn động phanh.

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

4

1.2.4 Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh.

Với lý do hệ thống phanh là hệ thống an toàn chủ động hết sức quan trọng vậynên nó được nghiên cứu nhằm hướng đến sự tối ưu của hệ thống Để làm đượcđiều này trên hệ thống phanh cần phải trang bị thêm các bộ điều chỉnh:

- Bộ điều chỉnh lực phanh

- Bộ chống bó cứng phanh ABS

1.3 Yêu cầu về kết cấu

Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ô tô Do vậyphải chấp hành những yêu cầu kiểm tra khắt khe, nhất là đối với ô tô thườngxuyên hoạt động ở tốc độ cao Các yêu cầu cơ bản như sau:

- Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe khẩn cấp trong bất kỳ tình huống nào.Khi phanh đột ngột, xe phải dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức

là có gia tốc phanh cực đại

- Phải đảm bảo phanh giảm tốc độ ô tô trong mọi điều kiện sử dụng, lựcphanh trên bàn đạp phải tỷ lệ với hành trình bàn đạp, có khả năng ràphanh khi cần thiết Hiệu quả phanh cao và phải kèm theo sự phanh êmdịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần biến đổi đều đặngiữ ổn định chuyển động của xe

- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi nhiềugiữa các lần phanh Độ chậm tác dụng phải nhỏ và có thể làm việc nhanhchóng tạo hiệu quả phanh ô tô ngay sau khi vừa mới thôi phanh

- Tối thiểu trên ô tô phải có hai hệ thống phanh là: phanh chính và phanh

dự phòng (phanh chân và phanh tay) Hai hệ thống đều phải sẵn sàng làmviệc khi cần thiết Dẫn động phanh tay và phanh chân làm việc độc lập

không ảnh hưởng lẫn nhau Phanh tay có thể thay thế phanh chân khiphanh chân có sự cố

- Hệ thống phanh phải dễ dàng điều khiển và lực điều khiển không quá lớn

- Hành trình bàn đạp phanh vàtay phanh phải thích hợp và nằm trong phạm

vi điều khiển có thể của người sử dụng

- Khi phanh lực phanh phát sinh ra giữa các bánh xe cùng một cầu phảibằng nhau Nếu có sai lệch thì phải nhỏ trong phạm vi cho phép Khi thửphanh trên đường phải đúng quỹ đạo mong muốn theo điều khiển

- Các hệ thống điều khiển có trợ lực phanh, khi bị hư hỏng trợ lực, hệ thốngphanh vẫn được điều khiển và có tác dụng lên ô tô

- Đảm bảo độ tin cậy sử dụng của ô tô trong cả hệ thống và các chi tiếttrong hệ thống, nhất là các chi tiết bao kín bằng vật liệu cao su, nhựa tổnghợp

- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vựclàm ảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh (lốp xe,moayơ…) phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế các chi tiết hư hỏng

2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh.

Hệ thống phanh trên ô tô gồm có các bộ phận chính:

- Cơ cấu phanh

- Dẫn động phanh

2.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh được bố trí gần bánh xe, thực hiện các chức năng của các cơ cấu

ma sát nhằm tạo ra mômen hãm trên các bánh xe

3 Cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh là bộ phận tiêu hao động năng của xe khi phanh và được điềukhiển từ các cơ cấu lái và dẫn động phanh Cơ cấu phanh thực hiện nhiệm vụtrên nguyên lý tạo ma sát giữa phần quay và phần cố định Trên ô tô thường sửdụng hai cơ cấu phanh phổ biến là: cơ cấu phanh tang trống (phanh guốc) và cơcấu phanh đĩa

Trong hiện tại và tương lai không xa với những ưu điểm vượt trội hơn, phanhđĩa đang và sẽ dần thay thế phanh tang trống trên hầu hết các dòng xe du lịch vàthương mại cỡ vừa và nhỏ

3.1 Cơ cấu phanh tang trống.

Phanh tang trống là cơ cấu phanh rất quen thuộc và phổ biến trên xe ô tô Chỉcách đây một vài thập kỷ, phanh tang trống được bố trí trên tất cả xe ô tô, nó là

cơ cấu phanh tiêu chuẩn lúc bấy giờ

Hình 1.1: Cơ cấu phanh tang trống

Tuy nhiên, trên thực tế phanh tang trống hoạt động hiệu quả trong một số thờiđiểm Ở những trường hợp muốn dừng xe ở tốc độ cao ta thường gặp vấn đề vớiloại cơ cấu phanh này:

- Khi bị nóng do ma sát, tang trống sẽ giãn nở và má phanh sẽ phải đi mộtđoạn xa hơn mới có thể tiếp xúc nó, do vậy hành trình bàn đạp lớn hơn

- Bên cạnh đó, khí sinh ra từ vật liệu chết tạo má phanh bị đốt nóng, khôngthoát ra được và lưu lại giữa má phanh và tang trống khiến khả năng hãm

bị giảm

Trong cơ cấu phanh tang trống sử dụng các guốc phanh cố định và được phanhvới mặt trụ trong của tang trống quay cùng bánh xe Như vậy quá trình phanhđược thực hiện nhờ ma sát giữa bề mặt tang trống với các má phanh

3.1.1 Cấu tạo cơ cấu phanh tang trống.

Cơ cấu phanh tang trống có số lượng chi tiết nhiều và trọng lượng lớn và thườngđược bố trí trong lòng trống phanh

Cơ cấu phanh tang trống gồm các chi tiết cơ bản: tang trống phanh, guốc phanh

và má phanh, xilanh bánh xe, các cụm điều chỉnh khe hở má phanh tang trống

3.1.1.1 Tang trống phanh.

Tang trống phanh là chi tiết luôn quay cùng bánh xe, chịu lực ép từ các guốcphanh từ trong ra, vì vậy trống phanh phải có bề mặt ma sát với các má phanh,

độ bền cao, ít bị biến dạng, cân bằng tốt, dễ truyền nhiệt

Tang trống phanh được chế tạo từ gang hoặc hợp kim với ống lót bằng gang (xe

ô tô con)

Tang trống liên kết trên mayơ nhờ các bulông hoặc vít định vị đồng tâm với trụcquay bánh xe

3.1.1.2 Guốc phanh và má phanh.

Guốc phanh và má phanh được liên kết với nhau bằng keo dán Má phanh đượcchế tạo từ vật liệu chịu mòn, hệ số ma sát ổn định trước những biến đổi nhiệt

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

8

của má phanh Guốc phanh có các loại guốc phanh dạng đúc, dạng hàn… Guốcphanh dạng đúc thường dùng cho ô tô tải vừa và lớn, với cấu trúc thường códạng chữ T Guốc phanh dạng hàn thường dung cho ô tô con, được chế tạo từ láthép dày 3 - 5 mm.

Trên ô tô tải, guốc phanh và má phanh liên kết bằng đinh tán (làm bằng hợp kimnhôm mềm) nằm sau cách bề mặt ma sát một khoảng đủ xa để khi má phanh bịmòn đinh tán không cọ sát vào bề mặt trụ của tang trống, làm xước tang trống.Trên ô tô con, guốc phanh được liên kết với má phanh bằng keo dán đặc biệt, cókhả năng bám chắc trên bề mặt guốc phanh khi chịu lực

3.1.1.3 Xilanh bánh xe

Trên cơ cấu phanh tang trống dẫn động thủy lực có một chi tiết là xilanh bánh

xe Xilanh bánh xe là cơ cấu chấp hành của hệ thống dẫn động điều khiển.Xilanh bánh xe có các dạng: xilanh đơn và xi lanh kép

Xilanh bánh xe được chế tạo từ gang, piston được chế tạo từ hợp kim nhôm Lựcđiều khiển tác dụng lên guốc phanh nhờ chốt trụ

- Cơ cấu phanh tang trống dạng đối xứng qua trục

- Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

- Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi

- Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa

3.1.2.1 Cơ cấu phanh tang trống dạng đối xứng qua trục.

Hình 1.2: Cơ cấu phanh tang trống dạng đối xứng qua trục.

Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục gồm hai guốc phanh bố trí đối xứngqua đường trục Cơ cấu này sử dụng với dẫn động phanh thủy lực và khí nén

3.1.2.2 Cơ cấu phanh tang trống dạng đối xứng qua tâm.

Trên một số ô tô con, ô tô tải và ô tô buýt nhỏ bố trí cơ cấu phanh đối xứng quatâm trục bánh xe Cơ cấu này dùng với dẫn động thủy lực: sự đối xứng tâm ởđây được thể hiện trên mâm phanh bố trí hai chốt guốc phanh hoàn toàn giốngnhau và đối xứng qua tâm trục bánh xe

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

10

Hình 1.3: Cơ cấu phanh tang trống dạng đối xứng qua tâm.

3.1.2.3 Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi.

Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi có cả hai đầu các guốc phanh đều chịu lực tácdụng trực tiếp của lực điều khiển và có thể di trượt Kết cấu của cơ cấu phanhtang trống dạng bơi dùng cho ô tô tải với dẫn động thủy lực điều khiển bằng khínén

Cơ cấu phanh này được hiểu theo khả năng gia tăng hiệu quả tạo nên mômenphanh dưới tác dụng của lực điều khiển

Hình 1.4: Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi.

3.1.2.4 Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa.

Các dạng tự cường hóa được hểu theo khả năng gia tăng hiệu quả tạo nênmômen phanh dưới tác dụng của lực điều khiển Hiện tượng tự cường hóathường đi kèm theo sự biến đổi mômen phanh khi gia tăng lực điều khiển, dovậy tính chất ổn định mômen kém Trên ô tô sử dụng phổ biến hơn cả với cácdạng không cường hóa để đảm bảo khả năng ổn định điều khiển mômen phanh

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

12

Hình 1.5: Cơ cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa.

3.2 Cơ cấu phanh đĩa.

Khác với hệ thống phanh trên ô tô cách đây vài thập kỷ Với sự phát triển khôngngừng của công nghệ cũng như những yêu cầu ngày càng khắt khe đối với các

hệ thống an toàn nên ngày nay cơ cấu phanh đĩa đang và sẽ dần thay thế cơ cấuphanh tang trống trên hầu hết các dòng xe cỡ vừa và nhỏ

Hình 1.6: Cơ cấu phanh đĩa.

Trên hình 1.6 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 xilanh 3 và 6 tăng lên, đẩy các piston 4 và

7 ép tấm ma sát vào đĩa

Cơ cấu phanh đĩa có các ưu điểm nổi trội:

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thayđổi, điều này giúp bánh xe bị phanh làm việc ổn định ngay cả ở nhiệt độcao.

- Cơ cấu phanh đĩa thoát nhiệt tốt, khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọnnhẹ

- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh

3.2.1 Cấu tạo.

Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa: đĩa phanh và má phanh, tự động điềuchỉnh khe hở má phanh

3.2.1.1 Đĩa phanh.

Đĩa phanh được bắt chặt vào moayơ bánh xe

Đĩa phanh có hai bề mặt làm việc được mài phẳng với độ bóng cao Tiết diệncủa đĩa có dạng gấp nhằm tạo nên đường truyền nhiệt gãy khúc, tránh làm hỏng

mỡ bôi trơn ổ bi mayơ do nhiệt độ Phần lớn các má phanh được chế tạo rỗnggiữa để thoát nhiệt ra môi trường không khí xung quanh

3.2.1.2 Má phanh.

Má phanh của phanh đĩa có dạng tấm phẳng được cấu tạo bởi xương phanh bằngthép và má mềm bằng vật liệu ma sát (8 - 10 mm) Má phanh và xương phanhđược dán với nhau bằng một loại keo đặc biệt

3.2.1.3 Tự động điều chỉnh khe hở má phanh.

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

14

Hình 1.7: Cơ cấu tự động điều chỉnh má phanh.

3.2.2 Phân loại

Cơ cấu phanh đĩa được chia làm hai loại cơ bản:

- Loại cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xilanh cố định

- Loại cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xilanh di động

3.2.2.1 Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xilanh cố định:

Trên cơ cấu này, giá đỡ xi lanh được bắt cố định với giá đứng yên của trục bánh

xe Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh

3.2.2.2 Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ xilanh di động:

Cơ cấu phanh này có giá đỡ xilanh có thể di trượt ngang được theo chốt trượtbắt cố định với giá cố định Trong giá di động có khoét lỗ tạo thành xilanh và bốtrí piston

4 Dẫn động phanh.

Dẫn động phanh bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển (bàn đạpphanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu điềukhiển hoạt động của cơ cấu phanh.

Các loại dẫn động phanh thường gặp:

- Dẫn động phanh điều khiển bằng cơ khí

- Dẫn động phanh điều khiển bằng thủy lực

- Dẫn động phanh điều khiển bằng khí nén

- Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

4.1 Dẫn động điều khiển phanh bằng cơ khí.

Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp Dẫnđộng cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nókhó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanhdẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiếtgiữa 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

Nguyên lý làm việc: khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được truyền quadây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốcphanh, vị trí của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2

Ưu điểm của dẫn động phanh cơ khí: có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vữngdẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài

Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí: hiệu suất truyền lực không cao,thời gian phanh lớn

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

16

Hình 1.8: 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

4.2 Dẫn động điều khiển phanh bằng thủy lực.

Dẫn động phanh thuỷ lực được sử dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính củacác loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình

Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạpđến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trìnhphanh, ở phanh dầu chất lỏng được sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên.Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe được phanh cùngmột lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh épsát vào các đĩa phanh

Dẫn động phanh dầu có các ưu điểm sau:

- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theođúng 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 cơcấu phanh

Tuy nhiên nó cũng còn những hạn chế:

- Không thể tạo được tỷ số truyền lớn, vì thế phanh dầu không có cườnghoá chỉ dùng ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ

- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn

- Đối với dẫn động phanh một dòng khi có chỗ nào bị rò (chảy dầu) thì tất

cả hệ thống phanh đều không làm việc, để khắc phục khuyết điểm nàyngười ta dùng loại dẫn động hai dòng, loại này cơ ưu điểm là khi mộtdòng bị hỏng thì dòng còn lại vẫn làm việc bình thường, đảm bảo an toànkhi chuyển động, tuy nhiên hiệu quả phanh có giảm

4.2.1 Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực một dòng.

Nguyên lý làm việc:

- Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đẩy pistoncủa xilanh chính 2, do đó đều được ép và áp suất dầu tăng lên trongxilanh và các đường ống dẫn dầu 3 chất lỏng với áp suất lớn ở cácxilanh bánh xe sẽ đẩy piston ở xilanh bánh xe tiến hành ép máphanh vào đĩa phanh, thực hiện quá trình phanh

- Khi không phanh nữa người lái không tác dụng vào bàn đạp các lò

xo hồi vị của bàn đạp, của piston ở xilanh chính làm cho piston nàytrở về vị trí cũ, đồng thời piston ở xilanh bánh xe cùng má phanhcũng được ké về vị trí cũ

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

18

4.2.2 Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng:

1

3

5

4 2

6

II

I

Hình 1.10: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng.

I: Đường ống dẫn dầu phanh đến các bánh xe trước II: Đường ống dẫn dầu phanh đến các bánh xe sau

1: Bàn đạp 4, 6: Van

2: Tổng phanh 5: Cơ cấu xilanh bánh xe 3: Bộ phận chia dòng

Cấu tạo: Cơ cấu gồm có piston chính 1 được nối với bàn đạp, và piston trunggian 2 được đặt tự do ở phía giữa của xilanh, piston 2 chia không gian xilanhthành hai khoang riêng biệt để nối với các dòng dẫn động phanh, mỗi dòng đượccung cấp dầu bởi một bầu chứa riêng

Nguyên lý làm việc:

- Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp làm cho piston chính 1 sẽ dịchchuyển về phía trái tạo nên áp suất cao ở khoang I, qua piston trung gian2tạo nên áp suất cao ở khoang II

a) Sơ đồ nguyên lý b) Cấu tạo của xilanh

Hình 1.11: Xilanh chính hai dòng.

- Khi xảy ra hư hỏng ở một dòng nào đó thì piston sẽ chuyển dịch một cách

tự do cho đến khi chạm vào piston trung gian hoặc chạm vào đáy củaxilanh, sau đó trong buồng xilanh của dòng không hư hỏng sẽ tạo nên ápsuất làm việc khi đó xe vẫn được phanh nhưng hiệu quả không cao ngườilái sẽ cảm thấy hư hỏng của hệ thống vì hành trình bàn đạp tăng lên

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

20

Bộ chia dòng: Dùng để phân tách hoạt động của hai dòng và được thể hiện trên hình 1.12.

a) Sơ đồ b) Cấu tạo

4.3 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén.

Hệ thống dẫn động thủy lực chỉ dùng được cho xe con và xe tải nhỏ, lực điềukhiển của người lái tác dụng vào bán đạp phanh, tạo lên lực điều khiển tại các cơcấu phanh Với dẫn động điều khiển phanh của ô tô tải và ô tô buýt đòi hỏi nănglượng điều khiển lớn hơn Do vậy không thể sử dụng dẫn động thủy lực mà phảidùng dẫn động khí nén Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển trênbàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển cung cấp khí nén tới các bầu phanh bánh

xe, tại các bầu phanh áp suất khí nén tạo áp lực tác dụng lên guốc phanh thựchiện quá trình phanh xe.

Sơ đồ bố trí như hình 1.13:

Hình 1.13: Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén.

Dẫn động khí nén có ưu điểm: lực điều khiển lên bàn đạp nhỏ, áp suất trênđường ống không cao và cho phép dẫn động dài tới các cơ cấu phanh ở xa

Nhược điểm: độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn)

Dẫn động khí nén ngày càng hoàn thiện nhằm mục đích nâng cao hiệu quảphanh, giảm độ chậm tác dụng, hoàn thiện chất lượng động lực học ô tô khiphanh

4.4 Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

Hệ dẫn động đặc biệt này bao gồm hai dạng dẫn động:

- Dẫn động thủy lực đảm bảo nhận chức năng tạo lực điều khiển ở các guốcphanh (hay má phanh đĩa) bao gồm: bình chứa dầu cung cấp dầu cho cácxilanh thủy lực, các xilanh thủy lực bánh xe ở cơ cấu phanh trước và saucác đường dầu

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

22

- Dẫn động khí nén đảm bảo chức năng tạo lực đẩy ở xilanh thủy lực baogồm:

 Phần cung cấp khí nén: máy nén khí, các bình chứa khí nén, bộđiều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khí nén, cụm van chia và bảo

vệ, bình chứa các van an toàn

 Phần điều khiển bằng khí nén: gồm các đường ống dẫn khí từ bìnhchứa khí nén qua van phân phối đến xilanh khí nén

Sơ đồ bố trí như hình 1.14

Hình 1.14: Dẫn động phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

Đặc điểm nguyên lý làm việc chung của hệ thống:

- Khi phanh người lái tác động lên bàn đạp phanh, van phân phối cung cấpkhí nén từ bình chứa đến các xilanh khí nén - thủy lực, tại đó áp suất khínén chuyển thành áp suất dầu phanh với tỷ số truyền lớn Áp suất thủy lựclớn được truyền đến các xilanh bánh xe của các cơ cấu phanh tạo áp lựclên các piston đẩy guốc phanh áp sát vào tang trống, thực hiện quá trìnhphanh

- Tỷ số truyền (D/d) bằng 4 - 6 lần, với: D, d là đường kính xilanh khí nén

và thủy lực

- Để giảm tổn thất và tăng độ nhạy cho hệ thống phanh dẫn động khí nénkết hợp thủy lực, các cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc: phầndẫn động khí nén kể từ xilanh khí nén phải được bố trí gần van phân phối,nhằm mục đích giảm tổn thất và thời gian chậm tác dụng của dẫn độngkhí nén

5 Phanh dừng.

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng

Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫnđộng phanh

Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sauhoặc bố trí trên trục ra của hộp số

Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bốtrí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay,

vì vậy còn gọi là phanh tay

Hình 1.15: Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng

6 Bộ cường hóa lực phanh

Dưới đây là bộ cường hóa chân không:

Bộ cường hóa lực phanh là một cụm chi tiết lấy năng lượng từ một nguồn có sẵnphụ thêm vào công do người điều khiển sản ra để điều khiển hệ thống phanh nhờ

đó giảm được lực cần thiết để điều khiển, điều khiển được nhẹ nhàng hơn

Nguồn năng lượng có sẵn thường lấy từ động cơ và có thể là ở dạng khí nénhoặc chân không Trên ô tô thường cường hóa dẫn động bằng khí nén (sử dụng

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

24Hình 1.8 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng

nguồn khí nén có sẵn thường là trên các ô tô tải lớn hoặc ô tô buýt lớn) và cườnghóa chân không (sử dụng nguồn chân không sẵn có thường gặp trên các loại ô tô

cỡ nhỏ) Nguồn chân không cấp cho bộ cường hóa có thể lấy trên đường ốngnạp của động cơ xăng dùng chế hòa khí hoặc được tạo bằng bơm chân không

Hình 1.16: Bộ cường hóa chân không

Nếu có sự cố về làm kín của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén thì hệ thốngkhông thể làm việc được trong khi nếu có sự cố trong hệ thống cường hóa bằngkhí nén thì vẫn có thể điều khiển phanh được tuy nhiên lực điều khiển lúc nàylớn hơn nhiều

7 Hệ thống điều khiển lực phanh ABS

Trong quá trình phanh xe, nếu các bánh xe bị trượt lết thì khả năng bám đườngcủa bánh xe giảm rất nhiều so với khả năng bám khi bánh xe ở giới hạn trượt lết

nên hiệu quả phanh giảm nhiều Mặt khác, khi bánh xe bị trượt lết thì mất khảnăng điều khiển hướng chuyển động của xe nên chất lượng phanh giảm.

Bộ ABS thực hiện điều chỉnh áp suất ra các cơ cấu phanh của các bánh xe theo

độ trượt của các bánh xe khi phanh, đảm bảo điều chỉnh chính xác để bánh xekhông bị trượt khi phanh do đó nâng cao được hiệu quả và chất lượng phanh xe.Hiện nay ở các nước tiên tiến chỉ cho phép nhập các loại ô tô có lắp đặt bộ ABS

CHƯƠNG 2:

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh.

Như đã phân tích ở CHƯƠNG 1, cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng :phanh guốc và phanh đĩa Phanh guốc chủ yếu sử dụng trên các ôtô có tải trọnglớn: ôtô tải, ôtô chở khách và một số loại ôtô con Phanh đĩa được sử dụng chủyếu trên xe con, trong đó chủ yếu là ở cơ cấu phanh trước, và ngày nay phần lớncác xe con là sử dụng cho cả 2 cầu

Từ những phân tích về ưu, nhược điểm của hai cơ cấu phanh ở chương một emxin chọn cơ cấu phanh đĩa làm phương án thiết kế cho hệ thống phanh trong đồ

bị phanh làm việc ổn định hơn, đặc biệt là ở tốc độ cao

- 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 các má phanh mòn đều

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

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

26

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

Nhược điểm của phanh đĩa:

- Mômen phanh nhỏ

- Má phanh nhanh mòn

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

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

Ngày nay phổ biến với 2 loại cơ cấu phanh đĩa:

- Loại có giá xilanh cố định

- Loại có giá xilanh di động

Sơ đồ hai loại cơ cấu phanh đĩa được thể hiện trên hình 2.1

a)

b)

Hình 2.1: Các sơ đồ cấu trúc phanh đĩa.

1 Đĩa phanh; 2 Giá đặt xilanh; 3 Má phanh; 4 Piston.

Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được thể hiện trên hình 2.2.Trong cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được điều chỉnh tựđộng Ở đây ta dùng khe hở được điều chỉnh bằng sự biến dạng của phớt(vànhkhăn) làm kín

Hình 2.2: Sự điều chỉnh giữa khe hở má phanh và đĩa phanh.

1 Piston; 2 Phớt vành khăn; 3 Xilanh công tác.

Nguyên lý hoạt động: vành khăn có tác dụng bao kín dầu áp suất cao trongkhoảng giữa piston và xilanh công tác Rãnh chứa vành khăn có tiết diện hìnhthang, đáy lớn nằm trên phần tiếp xúc với piston Khi piston dịch chuyển do masát giữa piston và vành khăn lớn nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh Khithôi phanh vành khăn kéo piston về vị trí ban đầu và hết biến dạng Nếu khe hởgiữa má phanh và đĩa phanh quá lớn thì sự biến dạng của vành khăn không đủđảm bảo sự dịch chuyển của piston và vành khăn sẽ bị trượt trên piston Khi thôiphanh piston trở về biến dạng của vành khăn do vậy piston nằm ở vị trí mới sovới xilanh

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

28

2 Lựa chọn phương án dẫn động phanh

Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có ưu điểm:

- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xehoặc giữa các má phanh theo yêu cầu:

- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản

- Hiệu suất cao

Khuyết điểm:

- Làm việc theo nguyên lý thuỷ tĩnh: lực bàn đạp từ người lái được biến đổithành áp suất dầu truyền tới xilanh công tác của các bánh xe rồi biến đổithành lực phanh Như vậy khi cần lực phanh lớn thì rất khó cho người lái

vì vậy để khắc phục tình trạng này người ta sử dụng bộ trợ lực

Sơ đồ hệ thống phanh thuỷ lực được thể hiện trên hình 2.3

Hình2.3: Sơ đồ hệ thống phanh thuỷ lực.

1.Bàn đạp phanh; 2 Bầu trợ lực; 3 Xilanh chính; 4 Bình dầu; 5 Phanh đĩa; 6.

Bộ điều hoà lực phanh; 7 Phanh guốc.

Trong hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực người ta chia ra dẫn động một dòng vàdẫn động hai dòng

Sơ đồ dẫn động một dòng và hai dòng được thể hiện trên hình 2.4.

Hình 2.4: Dẫn động hai dòng

Ưu điểm của dẫn động hai dòng so với một dòng: khi xảy ra hư hỏng ở mộtdòng nào đó thì piston sẽ chuyển dịch một cách tự do cho đến khi chạm vàopiston trung gian hoặc chạm vào đáy của xilanh, sau đó trong buồng xilanh củadòng không hư hỏng sẽ tạo nên áp suất làm việc khi đó xe vẫn giữ được khảnăng phanh tuy nhiên hiệu quả phanh không cao

a) Sơ đồ nguyên lý b) Cấu tạo cua xilanh

Hình 2.5: Xilanh chính hai dòng.

Từ ưu và nhược điểm của của hệ thống phanh thuỷ lực dẫn động hai dòng so vớinhững phương án dẫn động khác đã phân tích ở CHƯƠNG 1,em chọn hệ thốngdẫn động phanh hai dòng để thiết kế

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

30

CHƯƠNG 3:

TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

1 Chọn xe tham khảo.

1.1.Giới thiệu chung về xe tham khảo.

Xe được chọn thao khảo là mẫu xe Ford Transit 12 chỗ

Hình ảnh thực tế của xe:

Hình 3.1: Xe Ford Trasit phiên bản 2011.

Ford Transit là phiên bản xe thương mại rất thành công của Ford Tính đếntháng 5/2010 đã có tất cả 65 triệu chiếc xe được bán ra trên 85 thị trường ô tôtrên toàn thế giới Năm 2007 Ford Transit đã được trao tặng danh hiệu: “chiếc

xe thương mại của năm” tại Đức Với những thành công đã đạt được FordTransit được tôn vinh là dòng xe thương mại thành công nhất trong lịch sửngành công nghiệp ô tô Ở thị trường Việt Nam, Ford Transit cũng là chiếc xethương mại hút khách bậc nhất trong phân hạng của mình

Ford Transit 12 chỗ với thiết kế ngoại thất chắc chắn, có tính khí động học caohơn rất nhiều so với các xe cùng phân khúc từ các hang khác Vì là một chiếcxedu lịch 12 chỗ chuyên dung để chở hành khách nên không gian nội thất của xeđược Ford rất được chú trọng Chiếc xe có không gian nội thất rộng rãi, tiệnnghi không thua kém những chiếc sedan hạng trung

Về hệ thống phanh trên xe: Ford Transit 12 chỗ thế hệ mới được trang bị hệthống phanh hiện đại nhằm tối ưu hóa việc đảm bảo an toàn, phản ứng kịp thờitrong mọi tình huống nguy hiểm Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa cho cảbốn bánh Ngoài ra xe còn được trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

32

(Anti-lock Braking System) và hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD(Electronic Brake-force Distribition).

Với những ưu điểm vượt trội về kỹ thuật, sự mạnh mẽ với thiết kế khung vỏ rấtchắc chắn, độ an toàn cao, không gian nội thất rộng rãi, tiện nghi, hiện đại, vậnhành êm ái, bền bỉ, cùng chi phí vận hành thấp, Ford Transit 12 chỗ xứng đáng

là biện pháp hàng đầu về vận chuyển hành khách

1.2.Thông số kỹ thuật của xe.

Công suất cực đại 138/3500 HP/r/m

Mômen xoắn cực đại 375/2000 Nm/r/m

Ly hợp

Đĩa ma sát khô dẫn động thủy lực

2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh.

Trọng lượng phân bố lên cầu trước, sau:

b o

r = λ.r = 0,935.364,45 = 340,76 (mm) = 0,34 (m)Với:

λ- Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp,λ = 0,935

Bán kính lắp vành:

d

r = = 8.25,4 = 203,2 (mm)2

2.1.Xác định mô men cần thiết ở các cơ cấu phanh.

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mômen phanh tính toáncần sinh ra ở mỗi bánh xe ở:

G- Trọng lượng ôtô khi đầy tải : G = 35000 N

G1-Trọng lượng tĩnh trên cầu trước : G1 = 15000 N

G2- Trọng lượng tĩnh trên cầu sau : G2 = 20000 N

L - Chiều dài cơ sở ô tô : L= 3750 mm = 3,75m

a - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cầu trước: G L2

a = G15000.3,75

a = = 2,14 (m)

35000

b - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cầu sau:

b = L - a = 3,75 - 2,14 = 1,61 (m)

φ- Hệ số bám của bánh xe với mặt đường Chọn φ = 0,7

rbx - Bán kính lăn của bánh xe

Với cỡ lốp bánh trước và bánh sau 215/75R16C

Thay các giá trị vào hai phương trình tính mômen phanh ở trên ta được:

- Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trước là:

Mp2 = 1 - 0,7.0,24 = 958,35 (Nm)

2.3,759,81.2,14

2.2.Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh.

2.2.1 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh trước.

2.2.1.1 Xác định kích thước của đĩa phanh.

Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của đĩaphanh là Rng = 155mm; bán kính trong của đĩa phanh là Rtr = 85 mm

Ta chọn bán kính ngoài của má phanh R2 = 150 mm, bán kính trong R1 = 90mm.

Trong quá trình xe chạy đĩa phanh quay còn má phanh đứng yên, khi thực hiệnquá trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc đĩa phanh, khi

đó có sự trượt giữa má phanh và đĩa phanh Do đĩa phanh có hình tròn nên vậntốc trượt ở mép trong của má phanh nhỏ hơn vận tốc trượt ở mép ngoài của máphanh, do vậy phía trong má phanh sẽ mòn ít hơn phía ngoài má phanh Sựchênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính ngoài và trong của máphanh chênh lệch nhau càng lớn Do vậy ta chọn má phanh có góc ôm x0 = 700

2.2.1.3 Xác định đường kính xilanh công tác.

Mô men phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh đĩa quay được xác định như sau:

M = m.μ.Q RTrong đó:

Vậy suy ra:

p1 1

tb

2.μ.R 2.0,3.0,12Mặt khác:

1

2 πdd

4

Trong đó:

n - Số lượng ống xilanh làm việc Chọn n = 1

p0 - Áp suất chất lỏng trong hệ thống.Với p0 = 58 MPa

Chọn p0 = 7 MPa = 6

7.10 N/m2

d2 - Đường kính xilanh bánh xe

Vậy suy ra:

2.2.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh sau:

2.2.2.1 Xác định kích thước của đĩa phanh.

Đĩa phanh phải có kích thước đảm bảo khối lượng nhỏ, kết cấu đơn giản nhưngvẫn phải đảm bảo đạt hiệu quả phanh như mong muốn, ngoài ra kết cấu phanhcũng phải đảm bảo cho việc tháo lắp dễ dàng khi có sửa chữa, phải có khônggian thoáng giúp việc tản nhiệt của đĩa phanh nhanh chóng

Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của đĩaphanh là Rng = 155 mm; bán kính trong của đĩa phanh là Rtr = 80 mm

2.2.2.2 Xác định đường kính má phanh

SVTH: Nguyễn Ngọc Thức

Lớp Ôtô A-K52

38

Tương tự như với cơ cấu phanh trước ta chọn bán kính ngoài của má phanh

R2= 150 mm, bán kính trong R1= 90 mm

2.2.2.3 Xác định đường kính xilanh công tác.

Mô men phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh đĩa quay được xác định như sau:

M = m.μ.Q.RTrong đó:

tb

Q = = = 13310,42 (N)2.μ.R 2.0,3.0,12

Mặt khác:

2 2

n - Số lượng ống xilanh làm việc Chọn n = 1

p0 - Áp suất chất lỏng trong hệ thống Với p0 = 58 MPa

Chọn p0 = 7 MPa = 7.10 N/m6 2

d2 - Đường kính xilanh bánh xe

Vậy suy ra:

3 Tính toán thiết kế dẫn động phanh

Phương án dẫn động được chọn là dẫn động thủy lực với sơ đồ dẫn động phanh:

3.1 Xác định đường kính làm việc của xilanh bánh xe.

Như ở trên ta đã xác định được: d1 = 52 mm và d2 = 49 mm

3.2 Chọn đường kính xilanh chính D, kích thước đòn bàn đạpl, l 0

Để tạo áp suất p = 7 MPa = 7.10 N/m6 2 thì cần phải tác dụng lên bàn đạp mộtlực Q: