Phân tích đặc điểm cấu tạo và mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh thủy lực có trợ lực khí nén trên ô tô Hyundai 15 tấn - thùng ben

Tài liệu tham khảo Phân tích đặc điểm cấu tạo và mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh thủy lực có trợ lực khí nén trên ô tô Hyundai 15 tấn - thùng ben

1 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ TRÊN ÔTÔ 1.1 Công dụng yêu cầu 1.1.1 Công dụng 1.1.2 Yêu cầu 1.2 Lực phanh 1.3 Chế độ phanh 10 1.4 Hệ thống phanh ôtô 11 1.4.1 Dẫn động phanh 1.4.2 Cơ cấu phanh Chương 11 25 HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ HYUNDAI 38 15 TẤN – THÙNG BEN 2.1 Hệ thống phanh ôtô hyundai 15 tấn- 38 thùng ben 2.1.1 Sơ đồ hệ thống 38 2.1.2 Nguyên lý hoạt động 39 2.2 Kết cấu nguyên lý hoạt động 40 phận đặc trưng 2.2.1 Máy nén khí 40 2.2.2 Bộ điều chỉnh áp suất 42 2.2.3 Bình khí nén 43 2.2.4 Tổng van khí nén 45 2.2.5 Bộ trợ lực phanh 50 2.2.6 Cơ cấu phanh 57 2.3 Những hư hỏng hệ thống phanh 61 ảnh hưởng chúng 2.3.1 Hư hỏng máy nén khí 2.3.2 Hư hỏng điều chỉnh áp suất 63 2.3.3 Hư hỏng đường ống bình khí nén 63 2.3.4 Hư hỏng tổng van khí nén 63 2.3.5 Hư hỏng trợ lực phanh 64 2.3.6 Hư hỏng cấu phanh Chương 61 64 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG MỘT SỐ BỘ PHẬN 67 ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG PHANH 3.1 Phần mềm mô 67 3.1.1 Khái niệm mô 67 3.1.2 Các phần mềm hổ trợ mô 67 3.2 Minh hoạt quy trình mô 67 3.2.1 Thiết kế mô phần mềm 67 Solidworks 3.2.2 Sử lý ảnh Ulead GIF Animator 5.0 full 72 3.2.3 Trình diễn Macromedia Flash MX 2004 72 3.3 Mô hoạt động hệ thống 74 3.3.1 Một số phận đặc trưng 74 3.3.2 Mô hoạt động hệ thống phanh 75 Giới thiệu giao diện mô 75 3.4 Chương NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ƯU NHƯC ĐIỂM 79 HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ HYUNDAI 15 TẤN THÙNG BEN TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 LỜI NÓI ĐẦU Giao thông giữ vai trò quan trọng kinh tế đời sống xã hội Ôtô phương tiện giao thông phổ biến nước ta, số lượng, chủng loại tốc độ chuyển động ôtô đường ngày tăng cao Và chất lượng đường giao thông không ngừng nâng cao để đáp ứng nhu cầu vận chuyển khối lượng lớn hàng hóa hành khách Bên cạnh mật độ giao thông vận tốc chuyển động ôtô đường tăng lên, việc đảm bảo an toàn giao thông có tầm quan trọng đặc biệt để tránh tai nạn giao thông đường Vì vai trò hệ thống phanh quan trọng việc đảm bảo an toàn chuyển động ôtô Ngày dựa hệ thống phanh cổ điển người ta dùng đa dạng phận phận trợ l ïc, điều hòa lực phanh đặc biệt hệ thống phanh chống trượt ABS, có tốc độ chuyển động trung bình cao nhiều so với trước Vì yêu cầu hệ thống phanh đáp ứng tiêu hiệu phanh mà phải đảm bảo hướng Ở nước ta công nghệ thấp, số lượng ôtô hầu hết ngoại nhập Do việc khai thác kỹ thuật sử dụng ôtô quan trọng Vì việc đào tạo kỹ sư để đáp ứng nhu cầu nghành ôtô cần thiết Với mục đích làm quen với công tác khoa học, củng cố mở rộng kiến thức chuyên môn, góp phần nâng cao hiệu sử dụng phanh, em nhận thực đồ án tốt nghiệp : “Phân tích đặc điểm cấu tạ mô hoạt động c a hệ thống o ủ phanh thủy lực có trợ lực khí nén Ôtô HyunDai 15 – thùng ben” Mặc dù cố gắn song khả nhiều hạn chế, thời gian thực có hạn nên đồ án em tránh kh i sai sót Rất ỏ mong giúp đỡ góp ý quý thầy cô bạn Nhân em xin cảm ơn thầy cô khoa khí giúp đỡ em t ong suốt thời gian qua r Đặc biệt, em thầy hươ g dẫn ThS Mai Sơn Hải ThS Huỳnh Trọng ùn Chương tận tình giúp đỡ, dẫn tạo điều kiện thuận lợi tài liệu nghiên cứu tinh thần nhiều Nha Trang, tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực Nguyễn Quốc Trung Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ TRÊN ÔTÔ 1.1 Công dụng yêu cầu 1.1.1 Công dụng Hệ thống phanh ôtô dùng để làm cho ôtô chạy giảm bớt tốc độ dừng bánh nhanh, giữ cho ôtô đứng yên chỗ kể nằm đường dốc Hệ thống phanh bảo đảm cho ôtô chạy an toàn tốc độ cao, nhờ mà nâng cao suất vận chuyển Trên ôtô sử dụng hai hệ thống phanh độc lập, loại điều khiển bàn đạp, loại điều khiển tay đòn Phanh chân tạo lực tác động lên guốc phanh, phanh tay gây lực hãm phụ bánh sau chủ động hãm khu vực hệ thống truyền động Phanh chân phanh dùng suốt trình ôtô lăn bánh, phanh tay dùng để hãm ôtô dừng chỗ dự phòng thay cho phanh chân phanh chân bị hỏng 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ôtô Do phải đáp ứng yêu cầu khắt khe, ôtô thường xuyên hoạt động tốc độ cao Các yêu cầu sau: - Phải đảm bảo nhanh chóng cho ôtô dừng khẩn cấp bất k tình ỳ Khi phanh đột ng t, ôtô phải dừng sau quãng đường phanh ngắn ộ nhất, tức có gia tốc cực đại - Phải đảm bảo phanh giảm tốc độ ôtô điều kiện sử dụng, lực phanh bàn đạp phải ty lệ thuận với hành tr û ình bàn đạp, có khả rà phanh cần thiết Hiệu phanh cao phải kèm theo phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần biến đổi giữ ổn định chuyển động ôtô - Tối thiểu ôtô phải có hai hệ thống phanh là: phanh (phanh chân) phanh dự phòng (phanh tay) Hai hệ thống phải sẳn sàng làm việc cần thiết Dẫn động phanh chân phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến Phanh tay thay phanh chân phanh có cố Phanh tay dùng để giữ nguyên vị trí ôtô đường đường dốc nghiêng theo thiết kế ban đầu - Lực điều khiển không lớn điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng kể điều khiển chân tay - Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu phanh k ng thay đổi hô nhiều lần lần phanh Độ chậm tác động phải nhỏ, phải làm việc nhanh chóng tạo hiệu phanh ôtô sau vừa phanh - Khi phanh lực phanh sinh bánh ôtô cầu phải nhau, có sai lệch phải nhỏ phạm vi cho phép, thử phanh đường phải giữ quỹ đạo chuyển động mong muốn theo điều khiển - Các hệ thống điều khiển có trợ lực phanh, hư hỏng trợ lực, hệ thống phanh điều khiển có tác dụng lên ôtô - Đảm bảo độ tin cậy sử dụng ôtô hệ thống chi tiết hệ thống, chi tiết bao kín vật liệu cao su, nhựa tổng hợp - Các cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt khu vực làm ảnh hưởng tới làm việc cấu xung quanh (lốp xe, moa) Phải dễ dàng điều chỉnh, thay chi tiết hư hỏng 1.2 Lực phanh Wp V Mp Pp Hình 1.1 Sơ đồ lực phanh bánh xe ôtô Khi phanh, ma sát tang trống với má phanh cấu phanh tạo môment ma sát gọi môment phanh  M P  ,trên moa bánh xe chịu tác dụng môment phanh  M P  ,tại nơi tiếp xúc bánh xe với mặ đường t chịu tác dụng phản lự tiếp tuyến  PP  chiều phản lực ngược với c chiều chuyển động ôtô Phản lực tiếp tuyến PP  gọi lực phanh, tính theo biểu thức sau: Pp  Mp rbx Với rbx - bán kính làm việc bánh xe Tùy thuộc vào lực tác động lên bàn đạp phanh người điều khiển mà lực phanh  PP  điều chỉnh từ giá trị   max  Pp  p P.max  tương ứng với trường hợp phanh khẩn cấp Nhưng lực phanh  PP  bánh ôtô bị giới hạn điều kiện bám lốp xe với mặt đường, mà đặt trưng hệ số bám   , theo mối quan hệ sau: Pp  P  Z   Nhö lực phanh lớn  Pp.max  , phải tính theo biểu thức sau: Pp max   b  Z P  Trong đó: P - lực bám bánh xe với mặt đường  Z b - Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe  - Hệ số bám bánh xe với mặt đường Như vậy, ôtô di ch n người điều khiển tác động lực phanh uyể  PP  làm cho tốc độ ôtô thay đổi chậm dần dừng lại, xuất gia tốc chậm dần sinh môment quán tính tác dụng lên bánh xe Vì vậy, phanh bánh xe có môment sau: M f - Môment cản lăn, có chiều ngược chiều với chuyển động M jb - Môment quán tính, có chiều chiều với chuyển động Vì vậy, lực phanh tổng cộng  PP   bánh xe phải thỏa mãn : Pp   MP  M  M f Jb rbx p f Jb  P bx M M r Khi tác dụng phanh, bố phanh nóng lên Lượng nhiệt xác định cách thay đổi vận tốc trọng lượng ôtô Tổng số nhiệt độ tăng lên bố phanh guốc phanh đượ xác định vùng diện tích tiếp xúc bố c phanh với bề mặt đóa phanh hay tang trống, nhiệt độ môi trường lưu lượng dòng khí thổi qua Quan trọng vùng diện tích tiếp xúc bố phanh ảnh hưởng tới độ hấp thụ nhiệt Nếu giảm diện tích tiếp xúc bố phanh xuống nửa, làm tăng nhiệt độ lên gấp đôi phần bố phanh lại Giữa bố phanh đóa phanh dễ đạt mối tiếp xúc tốt tiếp xúc mặt đóa phanh, phanh tang trống khó hơn, tang trống có mặt cong, độ cong bố phanh phải phù hợp với độ cong tang trống Đối với bố phanh thay, thắng gấp, bố lắp không xác dễ gây nhiệt vùng diện tích tiếp xúc bố phanh Sự nhiệt làm cho bố phanh sớm bị hỏng Một thuật ngữ kỹ thuật dùng để mô tả công suất phanh diện tích quét Đây vùng diện tích đóa phanh hay tang trống bị quét hay bị cọ sát gối phanh Pr Pw Hình 1.2 Diện tích quét thắng đóa Để tính toán diện tích quét đóa phanh, ta sử dụng công thức sau: SA = 2.Pr x  – 2[(Pr – Pw) x n] Trong đó: SA : Diện tích quét Pw : Chiều rộng bố phanh Pr : Bán kính bố phanh tính cạnh Để tính toán diện tích quét phanh trống, ta sử dụng công thức: S A = D x n x Sw 10 Sw D Hình 1.3 Diện tích quét phanh tang trống Trong đó: D : Đường kính phanh trống Sw : Chiều rộng phanh Diện tích quét hai loại phanh đóa phanh trống bị hạn chế đường kính bánh xe Rõ ràng diện tích quét liên quan đến diện tích bề mặt bố phanh Đây đặc điểm quan trọng nhà chế tạo lưu ý 1.3 Chế độ phanh Trong thực tế trình phanh phân theo dạng sau : Phanh cấp tốc: Là trình phanh với gia tốc phanh lớn Nếu gia tốc phanh lớn thời gian quãng đường phanh nhỏ Ở chế độ phanh động ôtô bị tiêu hao chủ yếu lự phanh tạo (nó chiếm khoảng c 90%), phần động lại bị tiêu hao lực cản mặt đường lực cản không khí Trong trình chuyển động ôtô phanh cấp tốc chiếm khoảng 10% tổng số lần phanh Phanh chậm dần: Được sử dụng để dừng ôtô vị trí định trước hay giảm tốc độ chuyển đường Khi phanh chậm dần động ôtô tiêu hao lực cản mặt đường, lực ca không khí lực phanh Gia tốc ûn phanh chế độ phanh chậm dần nhỏ nhiều so với phanh cấp tốc 72 3.2 Minh họa quy trình mô phỏng: “Thiết kế tháo lắp xylanh con” 3.2.1 Thiết kế mô phần mềm Solidworks 3.2.1.1 Thiết kế sản phẩm Thiết kế xylanh con, sử dụng môi trường làm việc “Part” a Lý thuyết Đầu tiên vẽ thân xylanh cách dùng lệnh “line”, “circle”…trên công cụ “Sketch” để vẽ 2D Sau vẽ 2D dùng lệnh “Extruded Boss/Base”, “Extruded Cut” … công cụ “Features” để mô 3D b Áp dụng lý thuyết b.1 Thiết kế xylanh Bước 1: Dùng lệnh “Sketch” Bước 2: Dùng lệnh “Extruded Boss” 73 Bước 3: Dùng lệnh “Sketch” Bước 4: Dùng lệnh “Extruded Boss” Bước 5: Dùng lệnh “Sketch” Bước 6: Dùng lệnh “Extruded Cut” Bước : Dùng lệnh “Sketch” Bước :Dùng lệnh “Revolved Cut” b.2 Thiết kế chi tiết khác liên quan xylanh Các bước thiết kế chi tiết lắp xylanh thực tương tự 3.2.1.2 Lắp ráp chi tiết 74 Lắp ráp chi tiết, sử dụng môi trường làm việc “Assembly” a Lý thuyết Trong môi trường “Assembly”, sử dụng lệ nh “Insert Components” để gọi chi tiết cần thiết để lắp ráp xylanh lệnh “mate” gắn kết chi tiết lại với công cụ “Assembly” b Áp dụng lý thuyết Bước 1: Dùng lệnh “Insert Components” để gọi chi tiết Bước 2: Dùng lệnh “Mate” để gắn kết chi tiết 3.2.1.3 Mô chu trình tháo lắp 75 Mô hoạt động làm phim sử dụng môi trường “Assembly” a Lý thuyết Trong môi trường mô phỏng, sử dụng lệnh “Exploded View”… công cụ “Assembly” để tháo chi tiết xylanh con, lệch “Save” lưu thành phim công cụ “Animator” b Áp dụng lý thuyết Bước 1: Tháo lắp chi tiết xylanh lệnh “ExplodedView” 76 Bước 2: Lưu thành phim “Animator” Phim mô vừa lưu mở “Windows Media Player” 3.2.2 Xử lý ảnh Ulead GIF Animator 5.0 full a Lý thuyết Nhập phim vào chương trình “Ulead GIF Animator” lệnh “AddVideo” lưu thành ảnh lệnh “Save as / Image Frames” b Áp dụng lý thuyết Nhập phim vào chương trình “Ulead GIF Animator 5.0 full” tách ảnh 77 Ảnh thu sau tách ảnh 3.2.3 Trình diễn Macromedia Flash MX 2004 a Lý thuyết Nhập hình ảnh vào chương trình “Macromedia Flash” lệnh “File / Import / Import Frames”, sau sử dụng phím “F6”, “F7”, “F8”, “F9” để đặt lệnh thuộc tính cho chương trình b Áp dụng lý thuyết Nhập ảnh vào chương trình 78 Phim trình diễn chương trình “Flash” Tất phần mô khác tiến hành 3.3 Mô hoạt động hệ thống 3.3.1 Một số phận đặc trưng a Máy nén khí Mô kết cấu máy nén khí Mô quy trình tháo lắp máy nén khí Mô nguyên lý hoạt động máy nén khí b Bộ điều chỉnh áp suất Mô kết cấu điều chỉnh áp suất Mô quy trình tháo lắp điều chỉnh áp suất Mô nguyên lý hoạt động điều chỉnh áp suất c Bình chứa khí nén Mô kết cấu van an toàn Mô kết cấu van chiều Mô quy trình tháo lắp van an toàn Mô quy trình tháo lắp van chiều d Tổng van 79 Mô kết cấu tổng van Mô quy trình tháo lắp tổng van Mô nguyên lý hoạt động tổng van e Bộ trợ lực Bầu van Mô kết cấu bầu van Mô quy trình tháo lắp bầu van Mô nguyên lý hoạt động bầu van Xylanh lực xylanh Mô kết cấu xylanh lực xylanh dầu Mô quy trình tháo lắp xylanh lực xylanh dầu Mô nguyên lý hoạt động xylanh lực xylanh dầu Piston dầu Mô kết cấu piston dầu Mô quy trình tháo lắp piston dầu f Cơ cấu phanh Mô kết cấu cấu phanh Mô kết cấu xylanh Mô quy trình tháo lắp cấu phanh Mô nguyên lý hoạt động cấu phanh 3.3.2 Mô hoạt động hệ thống phanh Sơ đồ hệ thống phanh Hoạt động hệ thống phanh 3.4 Giới thiệu giao diện mô Trang chủ có giao diện sau: 80 * Nhấp chuột vào dòng “Sơ đồ tổng quát phận chính” dẫn sang giao diện mới: Trong sơ đồ hệ thống phanh phận tạo nút viết lệnh để rê chuột xuất thích nhấp chuột dẫn đến trang khác * Nhấp chuột vào “bầu van” dẫn sang giao diện mới: 81 Trong nút điều khiển “Kết cấu”, “Tháo lắp”, “ Hoạt động”, đặt lệnh liên kết phim “Flash” tương ứng Vì nhấp chuột vào nút điều khiển phim xuất * Nhấp chuột vào “Kết cấu”, xuất giao diện kết cấu: * Nhấp chuột vào “Tháo lắp”, xuất giao diện tháo lắp: 82 * Nhấp chuột vào “Hoạt động” xuất giao diện hoạt động: * Nhấp chuột vào “ ” trở giao diện trước: - Nếu nhấp chuột vào phận khác dẫn đến giao diện mô kết cấu, tháo lắp, hoạt động phận đó, tương tự 83 - Nếu tiếp tục nhấp chuột “ ” trở trang chủ: * Nhấp chuột vào dòng “Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh” dẫn đến giao diện hoạt động hệ thống phanh: 84 Chương NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ƯU NHƯC ĐIỂM HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ HYUNDAI 15 TẤN - THÙNG BEN Hệ thống phanh ôtô Hyundai 15 - thùng ben hệ thống phanh thủy có trợ lực khí nén, phù hợp với loại xe tải có tải trọng trung bình lớn Khi tiến hành phanh tài xế điều khiển dễ dàng thoải mái Lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhỏ, cần đủ lực thắng lực lò xo Ưu điểm lớn hệ thống phanh hiệu suất cao sử dụng nhiều loại c cấu phanh khác Tuy nhiên hệ thống phanh trợ lực khí nén bao gồm nhiều đường ống dẫn động khí nén dầu, nhiều phận lắp ráp liên kết với nên cấu tạo phức tạp, dễ hư hỏng hư hỏng khó sửa chữa Ngoài thời gi n dành cho bảo a dưỡng định kỳ phải cao hệ thống phanh bình thường khác Cần phí thêm cho bảo dưỡng định kì chi tiết máy nén, tổng van điều khiển, đầu nối van … Phải thường xuyên kiểm tra mức áp suất khí nén khởi động xe, xem có đủ điều kiện vận hành không Do sử dụng hệ thống máy nén nên cần kiểm tra chất cặn tích tụ bình khí nén đường ống dẫn động Các chất cặn nước tích tụ, dầu, chất bẩn hệ thống lọc khí không tốt… làm mài mòn chi tiết, cụm van, làm tắc đường ống dẫn… kỳ bảo dưỡng phải hút chất bẩn bình khí nén Một nhược điểm khác hệ thống phanh nhạy người điều khiển lực tác động phanh phụ thuộc vào áp lực khí nén Nhìn chung sử dụng hệ thống phanh thủy có trợï lực khí nén chi phí thời gian bảo dưỡng cao, nhươ điểm lớn mà hệ thống ïc phanh không sử dụng rộng rãi 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS TS Nguyễn Tất Tiến – GVC Đỗ Xuân Kính (2006), Giáo trình kỹ thuật sửa chữa ôtô - máy nổ, NXB Giáo dục PGS TS Nguyễn Khắc Trai (2004), Kỹ thuật chuẩn đoán ôtô, NXB Giao thông vận tải Ks Nguyễn Thành Trí – Châu Ngọc Thạch (2002), Hệ thống thắng xe Ôtô, XNB Trẻ Tp Hồ Chí Minh PGS TS Nguyễn Khắc Trai (2000), Cấu tạo gầm xe con, NXB Giao thông vận tải GS TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (2 004), Phanh Ôtô sở khoa học thành tựu mới, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Dương Văn Đức (2006), Ôtô, NXB Xây dựng, Hà Nội ThS Huỳnh Trọng Chương, Bài giảng cấu tạo ôtô, ĐH Nha Trang 86 ... nén; Tổng van; Bộ trợ lực; Cơ cấu phanh Hệ thống phanh ô tô Hyundai 15 - thùng ben hệ thống phanh thủy lực trợ lực khí nén, phối hợp hai ưu điểm phanh thủy lực phanh khí nén - Lực tác dụng người... xylanh con, cấu phanh Phanh thủy lực có trợ lực bàn đạp phanh, dạng trợ lực là: trợ lực chân không, trợ lực điện từ, trợ lực khí nén, trợ lực thủy lực 15 Phanh thủy lực có điều chỉnh lực phanh cho... 1.4 Hệ thống phanh ô tô 1.4.1 Dẫn động phanh Dẫn động phanh ô tô chủ yếu có hai loại sau: - Hệ thống phanh tay + Dẫn động khí + Dẫn động khí nén - Hệ thống phanh chân + Dẫn động thủy lực + Dẫn động