1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đồ án môn học kết cấu tính toán ôtô - Hệ thống phanh

39 819 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 39
Dung lượng 1,32 MB

Nội dung

Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn về hàng hóa và hành khách Nên ô tô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa và hành khách, được sử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đời sống kinh tế - xã hội con người.Để trở thành một người Kỹ sư nghành Động lực thì mỗi sinh viên phải hoàn thành Đồ án môn học Trong quá trình học tập, sinh viên tích lũy kiến thức và đến khi làm Đồ án môn học thì chúng ta vận dụng lý thuyết cơ bản vào thực tế sao cho hợp lý; nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật.

Phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm : bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh

được để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm thực tế có hạn nên trong quá trình làm đồ án sẽ không tránh những thiếu sót Tôi rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của tôi hoàn thiện hơn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, các thầy giáo bộ môn đã hết sức tận tình giúp đỡ hướng dẫn tôi hoàn thành tốt nội dung đề tài đồ án của mình. Đà Nẵng, ngày tháng 10 năm 2008

Người thực hiện

NGUYỄN TẤN HƯNG

Trang 2

1 Tổng quan:

1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài:

Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ở nước ta, số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởngcủa nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao

Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết luôn phải quan tâm

Ở nước ta, số vụ tai nạn giao thông đang trong tình trạng báo động Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60 ÷ 70 % do con người gây ra 10 ÷ 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật và 20 ÷ 30% là do đường quá xấu Trong nguyên nhân do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì theo thống kê cho thấy tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn (52 ÷ 75%) Cũng vì thế

mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo

và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu

về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận

chuyển của ô tô

-Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng

Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc Nhờ thế ô

tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển

1.2.1.2 Yêu cầu:

Trang 3

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều kiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:

- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanh chân

- Phanh trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên còn được gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc

+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập

Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường

Trang 4

Để có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn

bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ

lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm dần và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực phanh hay thời gian phanh

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết

-Thử “I”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh đã làm việc nóng lên Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:

+ Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên

+ Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh

-Thử “II”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi ô tô máy kéo chuyển động xuống các dốc dài

Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3 (m/s2 ) đối với ô tô khách và 2,8(m/s2đối với ô tô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải

và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2

Trang 5

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ

lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh, sự phân

bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:-Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất

-Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì: các bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm

ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS)

Trang 6

- Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản Trong quá trình phanh động năng của ô tô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường.

- Dẫn động phanh: để điều khiển các cơ cấu phanh

1.2.2.1 Cơ cấu phanh:

Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép

Ngoài ra cơ cấu phanh còn có một số bộ phận phụ khác, như: bộ phận điều chỉnh khe

hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận để xả khí đối với dẫn động thủy lực…

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: trống-guốc,đĩa hay dải Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt

Loại trống-guốc:

Thành phần cấu tạo:

Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất Cấu tạo gồm:

- Trống phanh: là một trống quay hình trụ gắn với may ơ bánh xe

- Các guốc phanh: trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh)

- Mâm phanh: là một đĩa cố định, bắt chặt với dầm cầu Là nơi lắp đặt và định

vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh

- Cơ cấu ép: khi phanh, cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động,

sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ra lực ma sát phanh bánh xe lại

- Bộ phận điều chỉnh khe hở và xả khí (chỉ có đối với dẫn động thủy lực).Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (Hình 1-2) Các sơ

đồ này khác nhau ở chỗ:

- Dạng và số lượng cơ cấu ép

- Số bậc tự do của các guốc phanh

- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép

Và do vậy khác nhau ở:

- Hiệu quả làm việc

- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc

- Giá trị các lực tác dụng lên ổ trục của bánh xe

- Mức độ phức tạp của kết cấu

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các sơ đồ trên hình 1-3a và 1-3b Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự do, quay quanh hai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó là đến các

sơ đồ trên hình 1-3c và 1-3d

Trang 7

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta

sử dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là tính thuận nghịch, tính cân bằng và hệ số hiệu quả

- Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh

do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức chiều chuyển động của ô

tô máy kéo

- Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực tác dụng từ guốc phanh lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ lên cụm ổ trục của bánh xe

- Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa momen phanh tạo ra và tíchcủa lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh

Sơ đồ tác dụng lên các guốc phanh trên hình 1-3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơn giản hóa nhờ các giả thiết sau:

- Các má phanh bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu

- Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòng cung của má phanh trên bán kính rt

Từ sơ đồ ta thấy rằng:

- Lực ma sát tác dụng lên các guốc trước (tính theo chiều chuyển động của xe)

có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động, ép guốc phanh vào trống phanh, nên các guốc này được gọi là guốc tự siết

- Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc này được gọi là guốc tự tách Hiện tượng tự tách và tự siết là một đặc điểm đặc trưng của cơ cấu phanh guốc

Sơ dồ trên hình 1-3a có cơ cấu ép cơ khí, dạng cam đối xứng Vì thế độ dịch chuyển của các guốc luôn bằng nhau, và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:

N1=N2=N và MP1=MP2=M

Do hiện tượng tự siết nên khi N1=N2 thì P1<P2 Đây là cơ cấu phanh vừa thuận nghịch vừa cân bằng Nó thường được dùng với dẫn động khí nén nên thích hợp với các loại ô tô tải và khách cỡ trung bình và cỡ lớn

Sơ đồ hình 1-3b dùng cơ cấu ép thủy lực nên lực dẫn động hai guốc bằng nhau: P1=P2=P Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N1>N2 và Mp1>MP2.do vậy

áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn của guốc sau, làm cho các guốc mòn không đều Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm

má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xilanh ép có đường kính khác nhau, phía guốc tự siết đường kính xilanh nhỏ hơn

Trang 8

Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng

Nó thường được sử dùng trên các ô tô tải cỡ nhỏ và vừa trên các bánh sau của ô tô du lịch

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hiệu quả phanh của sơ đồ 1.3a:

Khq=∑MP/(P1+P2)rt=100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu ép thủy lực (1.7b) sẽ là 116% ÷ 122% khi có cùng cá kích thước chính và hệ số ma sát giữa

má phanh và trống phanh: f= 0,30 ÷ 0,33

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta sử dụng cơ cấu phanh với hai xilanh riêng lẻ Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì hai guốc đều tự siết (hình 1-3c) Hiệu quả phanh trông trường hợp này có thể tăng được 1,6 ÷ 1,8 lần so với cách bố trí bình thường Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp Cơ cấu phanh không có tính thận nghịch

Cơ cấu phanh loại này dùng kết hợp với các kết cấu bình thường dặt ở các bánh sau, cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết PPt >

PPs trong khi các chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước Vì thế nó thường được sử dụng ở cầu trước của các ô tô du lịch và tải nhỏ

Hình 1-2 Các sơ đồ phanh trống guốc

Để nhận được hiệu quả phanh cao khi chuyển động cả tiến và lùi, người ta dùng cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 1-3d Các guốc phanh của sơ đồ này có hai bậc tự do và không điểm quay cố định Cơ cấu ép gồm hai xilanh làm việc tác dụng đòng thời lên hai đàu trên và dưới của các guốc phanh Với kết cấu như vậy guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều nào Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp

Trang 9

Để nâng hiệu quả phanh hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh tự cường hóa Tức là cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép Tăng hiệu quả phanh cho má kia:

sơ đồ hình 1-4 hay các sơ đồ VI đến IX trên hình 1-2

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số hiệu quả có thể đạt 360% so với các cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép

Nhưng mômen kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không

êm nên ít được sử dụng Xu hướng hiện nay là: sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với các guốc có điểm quay cố định , cùng phía Trường hợp cần thiết thì sử dụng thêm các bộ trợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh

Để đánh giá mức độ tự cường hóa, người ta sử dụng hệ số tự cường hóa:

Hình 1-3 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ

đồ lực tác dụng

a-Ép bằng cam; b-Ép bằng xilanh thủy lực; c-

Hai xilang ép, guốc phanh một bậc tự do;

d-Hai xilanh ép, guốc phanh hai bậc tự do

Hình 1-4 Các cơ cấu phanh guốc

tự cường hóa

Trang 10

cường hóa trung bình (Kc = 1,8 ÷ 2,2) Các sơ đồ VI đến IX với các guốc tự cường hóa có hệ số tự cường hóa cao (Kc = 4,0 ÷ 4,5).

Loại đĩa:

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch (chủ yếu ở các bánh trước) và máy kéo Gần đây loại phanh này bắt đầu được sử dụng trên một số ôtô vận tải và chở khách

1.2.2.2 Các loại dẫn động phanh:

Đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người ta sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là: thủy lực và khí nén

Dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng, vì: Hiệu suất thấp

(η=0,4÷0,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe

Dẫn động điện chỉ dùng cho đoàn xe kéo moóc, nhưng cũng rất hiếm Trên các xe và đoàn xe tải trọng lớn và rất lớn sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí

Đối với máy kéo, ngược lại, thường dùng dẫn động cơ khí, vì: nó có kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy Dẫn động cơ khí, tuy hiệu suất thấp, độ chính xác kém và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe Nhưng ở máy kéo các đường dẫn động không dài, tốc độ chuyển động thấp nên các nhược điiểm đó ít nghiêm trọng

Dẫn động thủy lực hầu như không dùng cho máy kéo nhưng lại thường dùng

để dẫn động phanh của rơ moóc kéo theo sau Trên các máy kéo cỡ lớn thường sử dụng dẫn động khí nén

Các sơ đồ phân dòng chính:

Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có

ít nhất là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn được ôtô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó Hiện nay phổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 1-13 Để phân chia các dòng có thể sử dụng bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang,

xi lanh chính kép hay bộ chia

Mỗi sơ đồ đều có các ưu khuyết điểm riêng Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:

- Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

- Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

Trang 11

phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất.

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mômen phanh sinh ra với lực tác dụng lên bàn đạp và hành trình của nó;

- Thời gian chậm tác dụng khi phanh không được vượt quá 0,6 s, khi nhả phanh - không được lớn hơn 1,2 s;

- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải còn tối thiểu là 50%;

- Khi kéo moóc, nếu moóc tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại

Hình 1-5 Các sơ đồ phân dòngDẫn động thủy lực:

Ưu nhược điểm:

Dẫn động thủy lực có ưu điểm quan trọng là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2 ÷ 0,4 s)

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dẫn động chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh đã ép sát trống phanh

- Hiệu suất cao (η=0,8 ÷ 0,9)

- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành nhỏ

- Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Nhược điểm của dẫn động thủy lực là:

- Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ nào đó bị dò rỉ thì cả dòng dẫn động không làm việc được

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường phải sử dụng các bộ trợ lực để giảm lực đạp, làm cho kết cấu phức tạp

Trang 12

- Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bị rung động và mô men phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

Phạm vi sử dụng:

Với các đặc điểm đó, dẫn động thủy lực được sử dụng rộng rãi trên các ôtô du lịch, ôtô tải cỡ nhỏ hoặc cỡ đặc biệt lớn

Các loại và sơ đồ dẫn động:

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thuỷ lực có thể chia thành ba loại:

1) Dẫn động tác dụng trực tiếp: Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằng lực

tác dụng của người lái

2) Dẫn động tác dụng gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực

người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

3) Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên các cơ cấu phanh là áp

lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực Người lái chỉ điều khiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến các cơ cấu phanh tùy theo cường độ phanh yêu cầu

Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:

Sơ đồ và nguyên lý làm việc: (hình 1-14)

Hình 1-6 : Dẫn động phanh thủy lực tác động trực tiếp

1,8 - Xylanh bánh xe; 3,4 - Piston trong xylanh chính; 2,7-Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 5-Bàn đạp phanh; 6-Xylanh chính

Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh 5, piston 4 trong xylanh chính 6 sẽ dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do đó áp suất trong khoang B cũng tăng lên theo Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống 2 và

7 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 8 để thực hiện quá trình phanh

B

Trang 13

Khi người lái nhả bàn đạp phanh 5 thì dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các piston trong xylanh của bánh xe 1 và 8 sẽ ép dầu trở về xylanh chính 6, kết thúc một lần phanh.

Dẫn động tác động gián tiếp

Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân không

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp với các xe

có động cơ xăng cao tốc

Sơ đồ dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không: (hình 1-15)

1

Hình 1-7 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chân không1,2-Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe; 3-Xylanh chính; 4-Ðường nạp động cơ; 5-Bàn đạp; 6-Lọc; 7-Van chân không; 8-Cần đẩy; 9-Van không khí; 10-Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ; 11-Màng (hoặc piston) trợ lực; 12-Bầu trợ lực chân không

Nguyên lý làm việc:

Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston

11 (hoặc màng) Van chân không 7, làm nhiệm vụ: Nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 9, làm nhiệm vụ: cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khi đạp phanh Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ: Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

Trang 14

Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không.

Khi nhả phanh: van chân không 7 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không

Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm van chân không 7 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9

mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 3, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi

và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và

độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ

Hình 1-8 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén1-Bàn đạp; 2-Ðòn đẩy ; 3-Cụm van khí nén ; 4-Bình chứa khí nén; 5-Xylanh lực; 6-Xylanh chính; 7-Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 8-Xylanh bánh xe; 9-

Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 10-Xylanh bánh xe

10

Trang 15

Bộ trợ lực khí nĩn lă bộ phận cho phĩp lợi dụng khí nĩn để tạo lực phụ, thường được lắp song song với xylanh chính, tâc dụng lín dẫn động hỗ trợ cho người lâi Bộ trợ lực phanh loại khí có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực phanh lớn cho nín được dùng nhiều ở ô tô tải

Bộ trợ lực gồm cụm van khí nĩn 3 nối với bình chứa khí nĩn 4 vă xylanh lực

5 Trong cụm van 3 có câc bộ phận sau:

Cơ cấu tỷ lệ: đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp vă lực phanh

Van nạp: cho khí nĩn từ bình chứa đi văo khi đạp phanh

Van xả: cho khí nĩn trong dòng dẫn động thoât ra ngoăi khí quyển khi nhả phanh.Khi tâc dụng lín băn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyền đồng thời lín câc cần của xylanh chính 6 vă của cụm van 3 Van 3 dịch chuyển: Mở đường nối khoang A của xylanh lực với bình chứa khí nĩn 4 Khí nĩn từ bình chứa 4 sẽ đi văo khoang A tâc dụng lín piston của xylanh trợ lực, hỗ trợ cho người lâi ĩp câc piston trong xylanh chính 6 dịch chuyển đưa dầu đến câc xylanh bânh xe Khi đi văo khoang A, khí nĩn đồng thời đi văo khoang phía sau piston của van 3, ĩp lò xo lại, lăm van dịch chuyển lùi sang trâi Khi lực khí nĩn cđn bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cđn bằng mới, đồng thời đóng luôn đường khí nĩn từ bình chứa đến khoang A duy trì một âp suất không đổi trong hệ thống, tương ứng với lực tâc dụng vă dịch chuyển của băn đạp Nếu muốn tăng âp suất lín nữa thì phải tăng lực đạp để đẩy van sang phải, mở đường cho khí nĩn tiếp tục đi văo Như vậy cụm van 3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lực tâc dụng, chuyển vị của băn đạp vă lực phanh

Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm vă câc bộ tích năng

Bơm thủy lực: Lă nguồn cung cấp chất lỏng cao âp cho dẫn động Trong dẫn động phanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như: bânh răng, cânh gạt, piston hướng trục Bơm thủy lực cho tăng âp suất lăm việc, cho phĩp tăng độ nhạy, giảm kích thước vă khối lượng của hệ thống Nhưng đồng thời, yíu cầu về lăm kín về chất lượng đường ống cũng cao hơn

1.3.1Sơ đồ hệ thống phanh đã chọn

Trang 16

5

6

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực trợ lực chđn không

2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH

2.1 XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ TRỌNG TÂM CỦA XE THEO CHIỀU DỌC Ở TRẠNG THÁI TĨNH

Gat - Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu trước.;

Gas - Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu sau;

Z1 - Phản lực pháp tuyến từ mặt đường lên bánh trước của xe;

Trang 17

Z2 - Phản lực pháp tuyến từ mặt đường lên bánh sau của xe;

L - Chiều dài cơ sở của xe;

Hg - Chiều cao trọng tâm của xe;

a - Khoảng cách từ cầu trước đến tọa độ trọng tâm của xe;

b - Khoảng cách từ cầu sau đến tọa độ trọng tâm của xe;

Theo sơ đồ phân tích lực như (Hình 2.1) ta có:

Gat.a = Gas.b

a + b = LSuy ra:

a.Gat +a.Gas =Gas.L

⇒ a =

as at

as

G G

L G

+

( 2.1) = 11001000.+2400100=1143,8 [mm]

2.2 XÁC ĐỊNH MOMEN PHANH CẦN SINH RA Ở CÁC CƠ CẤU PHANH

Khi phanh bỏ qua lực cản không khí Pω và lực cản lăn Pf1và Pf2 Vì khi phanh vận tốc của xe giảm nhanh cho đến vận tốc bằng không, nên Pf1+Pf2 nhỏ hơn rất nhiều

so với Ppt và Pps

Lập phương trình cân bằng momen đối với O1 ta có:

2

Z L+ P jHg - a.G a= 0

Trang 18

Pf2 - Lực cản lăn ở bánh xe sau;

Ppt ,Pps - Lực phanh ở mổi bánh xe trước và sau;

Nên: Z2 = ( max Hg)

g

J a L

G ap ( 2.2 )Lập phương trình cân bằng momen đối với O2ta được:

-Z1.L+P j.Hg+b G a= 0

L

Hg P G

G a + pmã ( 2.3 )Trong đó:

Trang 19

g - Gia tốc trọng trường;

Jp- Gia tốc chậm dần khi phanh, Jp =ϕ.g;

ϕ- Hệ số bám của bánh xe đối với đường Khi tính toán để cho cơ cấu phanh có khả năng sinh ra một momen cực đại luôn luôn lớn hơn hoặc tối thiểu bằng momen xác định theo điều kiện bám, ta lấy giá thị tối đa Đối với ôtô du lịch ϕ =0,6÷0,85 theo tài liệu [1] (nếu dẫn động không có trợ lực), ta chọnϕ =0,6

Thay J p =ϕ.gvào các công thức ( 2.2 ) và ( 2.3 ) ta được công thức tương đương:

).(

650.60,01257

650.60,08,1142

Ngày đăng: 16/05/2015, 00:31

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w