Thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện theo tiêu chuẩn ECE R13

Hiện nay vấn đề về giao thông đường bộ đang là vấn đề được rất nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Trong các phương tiện giao thông đường bộ thì ô tô là phương tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà nó còn là một phương tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành thấp.

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 2

Chương I Những vấn đề chung và hệ thống phanh cho ô tô 4

1.1 Vấn đề chở hàng siêu trường 4

1.2 Giới thiệu chung về xe HINO 5

1.3 Hệ thống phanh của xe HINO FF3H 7

Chương II Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và phương pháp tính 22

2.1 Các thông số của xe HINO FF3H sau khi đã thay đổi 22

2.2 Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán

23 2.3 Kiểm tra theo ECE với tỉ số phân chia lực phanh cũ

33 2.4 Xác định tỉ số mới với xe kéo dài theo tiêu chuẩn ECE 34

2.5 Đề xuất phương án cải tạo 35

Chương III Kiểm nghiệm hệ thống phanh 37

3.1 Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh trước 37 3.2 Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh sau 55

3.3 Kết luận khả năng đáp ứng của cơ cấu phanh cũ 69

Kết luận chung 75 Tài liệu tham khảo 77

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay vấn đề về giao thông đường bộ đang là vấn đề được rất nhiềuquốc gia trên thế giới quan tâm Trong các phương tiện giao thông đường bộthì ô tô là phương tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà

nó còn là một phương tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thànhthấp Ở nước ta hiện nay, các xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là của nướcngoài, được lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xenhập cũ Các loại xe này đã đáp ứng được nhu cầu vận tải trong nước và cũngđáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế Tuy nhiên do nhu cầu chuyên biệt củatừng điều kiện công tác, chúng ta đang cần đưa ra được xe có kích thước lớn,một trong số đó là xe chở cột điện

Hiện nay số nhà máy có khả năng sản xuất cột điện lớn chỉ nằm ở HàNội và thành phố Hồ Chí Minh Với tốc độ đô thị hoá ở nước ta đòi hỏi phải

có xe chuyên dụng vận chuyển từ nhà máy đến nơi tập kết và lắp đặt Thôngthường xe chở cột điện được dùng để vận chuyển trên các tuyến đường dàiliên tỉnh như từ thành phố Hồ Chí Minh đi miền Trung hoặc từ Hà Nội đimiền Trung, vì vậy nhu cầu về xe thân dài là rất cần thiết

Khi kéo dài thân xe để phù hợp với mục đích vận chuyển, nhiều tínhnăng của xe đã bị thay đổi nên không còn đáp ứng được các tiêu chuẩn nhưtrước, vì vậy cần phải kiểm tra tính toán và có thể một số bộ phận phải thiết

kế lại Trong các bộ phận của xe thì hệ thống phanh đóng một vai trò hết sứcquan trọng vì nó liên quan đến vấn đề an toàn chuyển động của xe và vấn đề

an toàn giao thông, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh mạng và tài sản con người

Nội dung đề tài bao gồm:

- Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ô tô

- Tiêu chuẩn ECE R13, cơ sở lý luận và phương pháp tính

- Tính toán, kiểm nghiệm bền cơ cấu phanh

- Thiết kế cải tiến

Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Bách Khoa HàNội Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đãhoàn thành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm

ơn thầy giáo Nguyễn Khắc Trai và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng

dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệpcủa mình

Hà Nội ngày 16 tháng 5 năm 2004

Sinh viên thực hiệnNguyễn Tiến Vũ Linh

CHƯƠNG I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VÀ

HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ

1.1 VẤN ĐỀ CHỞ HÀNG SIÊU TRƯỜNG:

Luật Đường bộ của Việt Nam đã quy định với tất cả các loại xe, kíchthước vật được chở trên xe không được vượt quá kích thước bao ngoài của xe.Vấn đề chở hàng dài hiện nay có 3 phương án sau:

+ Nối thêm rơ moóc:

+ Gác vật dài lên đầu xe (với những vật không dài hơn kích thước xe):

+ Kéo dài thân xe đảm bảo hàng không vượt ra ngoài kích thước xe:

Cột điện cỡ lớn được chế tạo với chiều dài 10m nên phương án đượcchọn là phương án 3 Xe cơ sở thiết kế là xe HINO Hiện nay ở Việt Nam đãlắp ráp các xe sát xi hoàn chỉnh và đang được dùng để chuyển đổi mục đích

sử dụng Nội dung đề tài là thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe này nhằmtạo nên phương tiện chuyên chở chuyên dùng, đảm bảo an toàn giao thông

Để chở được cột điện 10 m, thân xe được kéo dài 1,2 m Sau khi kéo dài, xephải đảm bảo điều kiện an toàn giao thông, cụ thể là hệ thống phanh phảiđược thiết kế theo tiêu chuẩn ECE R13

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE HINO:

HINO là một hãng xe lớn có uy tín của Nhật Bản, chuyên sản xuất cácloại xe vận tải có công thức bánh xe là 4x2 với cầu sau chủ động Hiện naychúng ta đang cần chuyển đổi một số loại xe sang chuyên dụng Trên cơ sởnhững xe đã được lắp ráp ở Việt Nam phục vụ cho việc chuyên chở vật dài,

em đã chọn series FF3H Mẫu xe F là tiêu chuẩn mới của hãng HINO Côngnghệ hiện đại kết hợp với thiết kế tiên tiến đã mang lại cho HINO F tính năngmạnh mẽ cùng sự thoải mái và dễ dàng khi điều khiển

Các đặc điểm cơ bản:

 Tải trọng tối đa đạt 14,2 tấn

 Động cơ: Xe FF 3H sử dụng loại động cơ Diesel HO7D, 6 máythẳng hàng, được bố trí dưới buồng lái Công suất cực đại đạt 195

mã lực (ở số vòng quay 2900 v/ph) Mô men xoắn cực đại đạt 500N.m (ở số vòng quay 1700 v/ph) Dung tích xi lanh 7412 cc

 Ly hợp: là loại ly hợp ma sát khô, một đĩa

 Hộp số chính: sáu số tiến, một số lùi, có đồng tốc từ số 2 đến số 6

Hino HINO

C

B 5050

 Bánh xe: sử dụng loại lốp có săm Radial

 Hệ thống lái: cơ khí có trợ lực thuỷ lực

 Hệ thống phanh: Hệ thống phanh thuỷ lực điều khiển bằng khí nénloại có 2 dòng độc lập

Hình dáng cơ bản của xe được trình bày trên hình 1.1

Hình 1.1 Hình dáng chung của xe HINO FF3H

Bảng thông số tính năng kỹ thuật của xe Hino FF 3H

Công suất cực đại

Mô men xoắn cực đại

Đường kính, hành trình Piston

Dung tích xi lanh

Mã lựcN.mmmcc

Động cơ Diesel HO7D

6 máy thẳng hàng

195 – (2900 v/ph)

500 – (1700 v/ph)

110 x 130 mm7412

từ số 2 đến số 6

Hệ thống lái Trợ lực thuỷ lực, dễ điều khiển

Hệ thống phanh Hệ thống phanh thuỷ lực điều

khiển bằng khí nén, 2 dòngKích thước bao ngoài

và thiết bị khoá an toàn dễ điều

khiển

1.3 HỆ THỐNG PHANH CỦA XE HINO FF3H:

- Đặc điểm chung: là loại dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén có

2 dòng độc lập Cơ cấu phanh trước và sau đếu sử dụng loại tang trống vớicác guốc phanh đối xứng nhau qua tâm và xi lanh thuỷ lực đóng vai trò điềukhiển guốc phanh

Phanh tay đặt ở trục thứ cấp của hộp số chính, dẫn động cơ khí

1.3.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh xe Hino

FF 3H:

Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống phanh

Đường đậm : Đường ống dẫn khí

Đường mảnh : Đường ống dẫn dầu

Đường đứt nét : Có thể được trang bị thêm

báo mức dầu phanh

13 Van điều khiển thuỷ

- Cấu tạo: Qua sơ đồ cấu tạo, ta có thể nhận thấy hệ thống phanh được

chia thành ba cụm chính:

+ Phần cung cấp khí nén: Gồm máy nén khí, các bình chứa khí nén,

bộ điều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khí nén trước khi cung cấp khí nénvào các bình chứa và các van một chiều

+ Phần điều khiển bằng khí nén: Các đường ống dẫn khí từ các bìnhchứa khí nén qua van điều khiển khí nén 18 và đến van điều khiển thuỷ lực

13 Qua van điều khiển thuỷ lực, áp suất khí nén chuyển thành áp suất dầu

+ Phần dẫn động thuỷ lực: Gồm bình chứa dầu 11 cung cấp dầu cho

xi lanh 13 Các đường ống dẫn dầu truyền áp suất thuỷ lực từ xi lanh 13 đếncác xi lanh công tác trên các cơ cấu phanh bánh xe

- Nguyên lý hoạt động:

Máy nén khí 20 được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí nén vào bình 7qua van kiểm tra 3 Áp suất trong bình 7 được xác định qua đồng hồ 1 đặttrong buồng lái Khi mới bắt đầu khởi động động cơ, áp suất trong bình 7 cònthấp, đèn 8 sáng Sau vài phút, áp suất trong bình 7 đã đủ mức cần thiết, đèn 8tắt báo hiệu phanh đã sẵn sàng và xe có thể khởi hành Bộ điều chỉnh áp suấtkhí 9 có tác dụng điều chỉnh mức áp suất cho phép trong bình 7 Nếu áp suấttrong bình 7 vượt quá mức điều chỉnh thì 9 mở ra cho khí nén từ bình 7 vềngược lại máy nén khí 20, giảm sự tiêu hao công suất cho máy 20 Vì một lý

do nào đó mà áp suất trong bình 7 vọt lên quá cao thì một lượng khí nén sẽđược xả ra thông qua van an toàn 4 Khí nén từ bình 7 được chia làm 2 dòngriêng biệt cấp vào bình 5 và 6 qua các van kiểm tra 3 Khi phanh, người lái tácđộng lên bàn đạp phanh, van phanh 18 mở cung cấp khí nén từ bình 5 và 6đến các van điều khiển thuỷ lực 13 Các van điều khiển thuỷ lực 13 chuyển áp

cơ cấu phanh bánh xe trước và sau Tại các xi lanh công tác, áp suất dầu tạo

áp lực lên các piston đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh, tiến hành quátrình phanh

Hiện nay các xe được trang bị thêm bộ phận sấy khô khí nén 10 Như vậykhí nén đi từ máy 20 trước khi vào bình 7 qua van 3 sẽ được bộ phận 10 sấykhô nhằm hạn chế tốt đa lượng hơi nước lọt vào bình 7 Hơi nước có trong khínén có thể tạo ra cặn tại các bình khí nén, làm chậm tác dụng của khí nén vàlàm giảm áp suất khí nén

Năng lượng do người lái tạo ra thông qua bàn đạp phanh chỉ dùng để mởvan điều khiển khí nén Năng lượng tạo nên áp lực dầu thể hiện qua máy nénkhí Các guốc phanh được điều khiển bằng áp suất thuỷ lực

- Ưu điểm: Hệ thống này kết hợp được ưu điểm của cả phanh khí và

phanh dầu cụ thể là độ nhạy cao, hiệu suất lớn, phanh được đồng thời cácbánh xe , điều khiển nhẹ nhàng

- Nhược điểm: có kết cấu phức tạp, giá thành cao, nhiều cụm kích thước

lớn, chăm sóc kỹ thuật phức tạp, luôn phải kiểm tra sự bao kín của hệ thốngkhí nén và thuỷ lực

1.3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van phanh điều khiển khí nén:

Hình 1.3 Kết cấu van điều khiển khí nén

- Cấu tạo: Chia làm 3 cụm chính

+ Cụm bàn đạp: Bàn đạp phanh 21 có cơ cấu hoạt động kiểu đònbẩy với một đầu là vít điều chỉnh 18, đầu kia là trục lăn 20 Vít 18 tì vào nắp

17 để hạn chế hành trình của trục lăn 20 khi nhả phanh

+ Cụm điểu khiển dòng phanh sau: Piston chính 15 được cânbằng bởi các lò xo đỡ 13, lò xo hồi vị 2 và lò xo chính 14 Dưới tác dụng củalực căng lò xo 11, đế van 12 tiếp xúc với thân van phanh, đóng đường cungcấp khí nén từ C sang A

+ Cụm điều khiển dòng phanh trước: Piston 4, lõi là 1 đường ốnglàm nhiệm vụ xả khí Đế van 9 tiếp xúc với thân van phanh dưới tác dụng của

lò xo 5, đóng đường cung cấp khí nén từ D sang B

- Nguyên lý làm việc:

+ Trạng thái phanh: Lực đạp của người lái tác động lên bàn đạp 21,qua lò xo 14 đẩy piston 15 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 12 đixuống mở van cung cấp để khí nén đi từ bình chứa (khoang C) đến dòngphanh bánh sau (khoang A) Khí nén ở khoang A qua lỗ thông vào khoang G,đẩy piston 4 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 9 đi xuống, mở vancung cấp để khí nén từ bình chứa (khoang D) đến dòng phanh bánh trước(khoang B)

+ Trạng thái nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, áp suất khí néntrong khoang A đẩy piston15 đi lên, dưới tác dụng của lò xo 11 đế van 12 đi

dòng phanh sau ra ngoài không khí qua đường E Khí nén trong khoang Gtrên piston 4 xả ra không khí qua khoang A Do lực lò xo 10 và áp lực khí nénbên dưới piston, piston 4 đi lên, tương tự như với dòng phanh sau, đóng vancung cấp khí từ khoang D sang khoang B, mở van xả cho khí nén trongkhoang B và dòng phanh trước thoát ra ngoài.

+ Trạng thái rà phanh – phanh và giữ phanh ở mức độ nhất định: Ởdòng phanh sau, áp suất khí nén trong khoang A tác động lên đáy piston 15cùng với lực lò xo 2 đến khi thắng được lực lò xo 14 sẽ đẩy piston đi lên,đóng van cung cấp lại Áp suất dòng phanh sau (khoang A) duy trì ở một giátrị nhất định, không tiếp tục tăng do không có khí nén cung cấp từ khoang C.Trạng thái cân bằng của piston 15 được thiết lập bởi lực lò xo 14 (lực đạpphanh), lực các lò xo phản hồi và áp suất khí nén trong khoang A Tương tựnhư dòng phanh sau, khi áp suất khoang B bên dưới piston 4 tăng lên cùngvới lực lò xo 10 đến khi thắng lực do áp suất bên trên piston (áp suất phanhsau) gây nên sẽ đẩy piston 4 đi lên, đóng van cung cấp lại Áp suất dòngphanh trước được duy trì ở giá trị nhất định tương ứng với mức độ phanh.Trạng thái cân bằng được xác lập bởi áp suất bên trên và dưới piston cùng vớilực lò xo 10 Ở trạng thái cân bằng, lò xo 11 và lò xo 5 đóng các van xả lại,ngăn không cho khí trong các dòng phanh thoát ra ngoài Áp suất dòng phanhsau và dòng phanh trước được giữ ở một mức độ nhất định, tương ứng với ápsuất dầu ở trạng thái rà phanh

+ Khi dòng phanh trước bị hỏng: Giả sử dòng phanh trước bị hở,khí nén ở dòng phanh sau được ngăn cách với dòng phanh trước bởi piston 4,đảm bảo cho dòng phanh sau vẫn hoạt động bình thường

+ Khi dòng phanh sau bị hỏng: Giả sử dòng phanh sau bị hở, khôngcòn áp lực khí nén lên trên piston 4 để đẩy piston 4 đi xuống Khi tiếp tục đạp

xuống, đóng van xả và mở van cung cấp, đảm bảo cho dòng phanh trước vẫnhoạt động bình thường

1.3.3 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động van điều khiển thuỷ lực:

Hình 1.4 Kết cấu van điều khiển thuỷ lực

6 Đầu nối ống dẫn dầu

7 Van điều khiển

B. Đường bổ sung dầu phanh

C. Đường tới xi lanh phanh bánh xe

N M

I

- Cấu tạo: Gồm 2 cụm chính

+ Xi lanh chính thuỷ lực (I): Gồm có vỏ, piston 10 và xi lanh 9.

Bình chứa chất lỏng cấp vào qua lỗ B nhờ van điều khiển 7 Dầu được dẫnvào lõi piston 10 thông qua một van đóng có dạng tròn, tiết diện hình chữ U

và cấp cho xi lanh 9 Từ xi lanh 9 dầu sẽ dẫn đến các xi lanh phanh bánh xequa lỗ C Trên vỏ xi lanh 9 có van xả khí Trên rãnh piston 10 có gioăng trònlàm bằng cao su để tạo kín giữa xi lanh 9 và piston 10

+ Buồng tạo áp lực thuỷ lực do khí nén (II): Gồm có buồng 4 dạng

hình trụ Bên trong được chia làm 2 khoang M và N nhờ piston 2 Gioăng cao

su 1 hình xuyến nằm bao ngoài piston 2 có tác dụng làm kín Lò xo cấu trúcdạng trụ 3 tạo khả năng hồi vị cho piston 2 Khoang N có thể thông với khítrời nhờ lỗ thông khí 5 và các màng lọc không khí Khí nén được cấp từ vanphanh kép vào khoang M qua lỗ A Xi lanh khí nén và xi lanh thuỷ lực đượcliên kết với nhau thông qua đòn đẩy 13 và cố định với piston 2 nhờ ê cu 14

Để tạo kín giữa buồng khí và buồng dầu, người ta dùng phớt bạc kín kép Cấutrúc đầu nối giữa hai xi lanh dạng có khe hở

Ở dưới buồng 4 người ta bố trí chốt 13.Giữa chốt 13 có rãnh, trên

đó tỳ một chốt hình chỏm cầu nối với công tắc 12 Công tắc này dùng để cảnhbáo đèn khi mòn má phanh

+ Trạng thái phanh: Khí nén được cấp bởi van phanh điền đầykhoang M qua lỗ A Áp lực của khí nén thắng lực căng của lò xo 3 đẩy piston

2 chuyển dịch sang phải Lúc này van trụ dạng chữ U bịt đường dầu, khôngcho dầu lọt vào xi lanh 9 tạo nên buồng kín trong xi lanh 9 Tiếp tục tăng áplực khí nén, piston 10 dịch chuyển sang phải làm tăng áp lực dầu và cấp chocác xi lanh bánh xe nhờ lỗ C Dưới áp lực dầu, các guốc phanh được đẩy sátvào trống phanh tiến hành quá trình phanh

+ Trạng thái rà phanh: Áp suất khí nén không đạt giá trị lớn nhất

Áp lực khí nén sẽ cân bằng với lực căng lò xo 3 và áp lực dầu trong xi lanh 9,

do đó sẽ giữ nguyên piston của xi lanh thuỷ lực ở một vị trí nhất định tạo nên

áp suất dầu ra các xi lanh bánh xe giữ nguyên ở trạng thái rà phanh

+ Cơ cấu báo mòn má phanh: Khi má phanh mòn, khe hở giữa máphanh và tang trống lớn, piston của xi lanh thuỷ lực dịch chuyển hết sang phảidưới tác động của piston khí nén, làm cho piston khí nén chạm vào chốt 13làm trục trượt 11 di chuyển, khiến cho chỏm cầu trượt khỏi rãnh Khi đó chốthình chỏm cầu khởi động công tắc điện bật sáng đèn báo mòn má phanh, cầnphải điều chỉnh lại

- Ưu điểm: Lực bàn đạp nhỏ do không trực tiếp tạo áp suất dầu, hành

trình bàn đạp nhỏ, áp suất dầu có thể đạt đến 180 ÷ 240 kG/cm2 Kết cấu gọn,

có hai dòng riêng biệt đảm bảo an toàn khi điều khiển

- Nhược điểm:

+ Có kết cấu phức tạp, giá thành cao

+ Chiếm không gian lớn

1.3.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh trước:

Hình 1.5 Kết cấu cơ cấu phanh trước

1 Lỗ kiểm tra khe hở

- Cấu tạo: Đây là cơ cấu phanh dạng tang trống đối xứng nhau qua tâm

bánh xe Xi lanh điều khiển guốc phanh là loại thuỷ lực Đầu tựa dưới củaguốc phanh có hình dạng cong, do đó có khả năng tự lựa, đảm bảo cho các máphanh tiếp xúc và mòn đều trong quá trình sử dụng Guốc phanh được các lò

xo hồi vị kẹp chặt giữ cho 2 má phanh ở kích thước nhỏ nhất Má phanh đượctán trên bề mặt guốc phanh bằng đinh tán Guốc phanh được định vị trên mâmphanh bằng các đệm 8 và đai ốc 9 Cơ cấu định vị này chạy trên một rãnh tròn

có kích thước lớn hơn đường kính của đai ốc 9, tâm rãnh là đầu tựa của guốcphanh, bán kính bằng khoảng cách từ đầu tựa đến đai ốc 9 Các đầu của guốcphanh được tì lên các rãnh trên xi lanh công tác đảm bảo cho guốc phanhkhông bị xê dịch theo phương trục của bánh xe Vít 5 điều chỉnh má phanh,

có hình dạng hoa khế, trên rãnh có tì lên bởi một lẫy chống tự xoay Khe hởgiữa má phanh và tang trống được điều chỉnh bằng cách xoay vít 5 cho máphanh ép sát vào tang trống cho đến khi không xoay được nữa thì xoay ngượclại khoảng 2 rãnh, nhận biết nhờ tiếng động của lẫy tì trên vít 5

+ Khi thôi phanh: lò xo 7 kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu,đường dầu trở về xi lanh chính, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và

- Ưu điểm: Do cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua tâm nên khi xe chuyển

động tiến, cả 2 má phanh đều là má xiết, đạt hiệu quả phanh cao Guốc phanhtrước và guốc phanh sau làm việc như nhau nên 2 má phanh mòn đều trongquá trình sử dụng

- Nhược điểm: Khi xe lùi các guốc phanh làm việc giống guốc sau của cơ

cấu phanh 1 xi lanh bố trí đối xứng trục, vì vậy mà hiệu quả phanh khi xe lùi

sẽ giảm đi đáng kể, thấp hơn 2 lần khi xe tiến Tuy nhiên khi xe lùi vận tốcthường nhỏ, do đó vẫn đảm bảo mô men phanh cần thiết

1.3.5 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh sau:

Hình 1.6 Kết cấu cơ cấu phanh sau

1 Guốc phanh

2 Má phanh

3 Xi lanh công tác

4 Mâm phanh

5 Lỗ kiểm tra khe hở

6 Đệm giữ guốc phanh

7 Đai ốc

8 Lò xo hồi vị

Cơ cấu phanh sau có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như của cơcấu phanh trước Tuy nhiên do mô men phanh cầu sau lớn hơn cầu trước nên

xi lanh công tác, guốc phanh và chiều rộng má phanh cơ cấu phanh sau lớnhơn của cơ cấu phanh trước Ngoài ra, khi cần kiểm tra khe hở giữa má phanh

và tang trống, người ta đưa thước lá vào lỗ 5 để đo khe hở Khe hở giữa máphanh và trống phanh ở vị trí cách đầu trên của má phanh 30 mm bằng 0,25

mm và cách đầu dưới của má phanh 25 mm bằng 0,12 mm

CHƯƠNG II TIÊU CHUẨN ECE

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH

2.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA XE HINO FF3H SAU KHI ĐÃ THAY ĐỔI:

Các thông số của xe HINO FF 3H:

 Chiều cao trọng tâm xe sát xi : 0,794 (m)

 Chiều cao trọng tâm thùng hàng : 1,350 (m)

 Khoảng cách đuôi thùng hàng đến tâm cầu sau : 2,61 (m)

Các kích thước cột điện:

 Đường kính đầu nhỏ : 440 (mm)

 Đường kính đầu to : 690 (mm)

Hình 2.1 Xe chở cột điện

Từ đó tính được toạ độ trọng tâm:

Khi xe không tải:

Trọng lượng xe: G0 = 6720 (kG)

Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: a0 = 3,4325 (m)

Chiều cao trọng tâm xe: hg0 = 0,9793 (m)

Khi xe đầy tải:

Trọng lượng xe: Gtt = 14220 (kG)

Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: att = 4,4333 (m)

Chiều cao trọng tâm xe: hgtt = 1,5978 (m)

2.2 TIÊU CHUẨN ECE, CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CÔNG THỨC TÍNH TOÁN:

ECE là tiêu chuẩn chung của Châu Âu trong đó ECE R-13 là tiêu chuẩncho hệ thống phanh Vấn đề phân chia lại lực phanh đối với xe không trang bịABS được nói riêng trong phụ lục 10 Ở đây ta chỉ đề cập đến mục 2 của phụlục 10 dùng cho xe 2 cầu

Với xe 2 cầu:

Với tất cả các loại ôtô thì giá trị hệ số bám   0,20,8 phải thoả mãnđiều kiện:   0,10 + 0,85( - 0,2)

Trong đó:

 : gia tốc đơn vị ( = j g p

[-]).)

 g: gia tốc trọng trường (g=10 m ) s2

2.2.1 Đối với tất cả mọi chế độ tải trọng của ôtô (kiểm tra từ chế độ

không tải đến chế độ đầy tải của xe) hệ số tận dụng trọng lượng bám ở cầutrước phải lớn hơn ở cầu sau

1 > 2

2.2.2 Cho loại ôtô N1(xe con trên 8 chỗ, xe tải và xe chở người).

- Với mọi cách phân chia lực phanh nằm trong vùng 0,15  0,5 của hệ

số bám: 1 > 2

- Nếu thoả mãn điều kiện sau đây:

  = 0,15  0,3: 1,2 không được vượt ra ngoàiđường  =  ± 0,08

  = 0,3  0,5: 1,2 không được vượt quá đường 

=  + 0,08

  = 0,5  0,61: 1,2 không được vượt quá đường 

= ( - 0,21)/0,5

thì cũng được chấp nhận

Hình 2.2 Đồ thị các đường tiêu chuẩn đối với xe N1

2.2.3 Quan hệ giữa lực phanh, trọng lượng bám, hệ số bám.

 =

l

b a

z 2

g j.G/g

z 1

v

Hình 2.3 Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô trong quá trình phanh

Z1, Z2 biến đổi phụ thuộc b/L, a/L, j , hg/L

.(

) (

2 G x y

2.2.4 Lực phanh tính theo lý thuyết và vấn đề hiệu quả phanh.

Sự phân chia lực phanh phải thoả mãn điều kiện ECE theo Châu Âu (i)

là tỉ số phân chia lực phanh cho xe 2 cầu tính bằng công thức:

Fp

Fp

2 1 2

(2.7)

Lực phanh theo lý thuyết:

)

Fp Fp

Fp

Fp Fp

1 1

.

).

( 1 2

2 1

G g

j G G

Z Z Fp Fp

1

1 1 1 1

1

Z

Fp Z

2

2 2 2 2

2

Z

Fp Z

Nếu 1 = 2 = , sự phân chia lực phanh lý tưởng

) (

. Fp1 Fp2 Z1 Z2



Hình 2.4 Đồ thị quan hệ lý thuyết giữa  1 ,  2 , φ và ξ

Cần xác định trị số Fp1/G, Fp2/G

) 1



1

0

1 2

p p

F F

Lý thuyÕt Thùc tÕ

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,1

0,2 0,3 0,4

0,5 0,6

0,5 0,6

Hình 2.6 Đồ thị quan hệ giữa Fp 2 /G và Fp 1 /G

Xe đi trên đường  khác nhau có lúc xảy ra bó cứng ở bánh trước, bánh

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

(

) 1 (

1

1 1

y x

i Z

.

2

2 2

y x

i Z

- Kr1 > Kr2: i1 có vùng mất ổn định nhỏ hơn i2 Đứng về hiệu quảphanh thì i1 xa đường lý thuyết  = , do đó hiệu quả phanh không cao trongđoạn giữa hệ số bám thường xuyên sử dụng.

2.2.6 Giải thích sự ổn định của ôtô theo tiêu chuẩn ECE.

R  

R = Rmax, X < Xmax, Y < Ymax.Giả thiết: x =y ta có đồ thị quan hệ lực dọc và ngang theo hình vẽ

Hình 2.8 Đồ thị quan hệ lực dọc và lực ngang

X XmaxY 0 (bánh xe chịu lực dọc max không tiếp nhận lực ngang) Y Ymax X 0 (bánh xe chịu lực bên max thì bánh xe sẽ không còn khảnăng tiếp nhận lực dọc)

Theo hướng ổn định chuyển động thẳng.

Trường hợp bó cứng cầu sau bánh xe phía trước còn có khả năng điềukhiển, có lợi cho tính dẫn hướng của ôtô Trên ôtô hiện nay bó cứng cầu sauđòi hỏi người lái phải có kỹ năng điều khiển tốt nếu không gây nguy hiểm lật

xe Do vậy không mong muốn bó cứng bánh sau Hiện tượng bó cứng bánh

Fp1

S = 0

Fx Fp1

Fp2

V

Mt Fy

 G.j/g

Fp2

S  0

2.3 KIỂM TRA THEO ECE VỚI TỈ SỐ PHÂN CHIA LỰC PHANH CŨ:

Kết luận: Vậy với i = 0,42 không đạt với tiêu chuẩn ECE đưa ra Qua

đồ thị ta thấy các đường vượt quá giới hạn ECE đưa ra Như vậy kết cấu cũkhông đảm bảo, ta phải chọn lại tỉ số phân chia lực phanh

2.4 XÁC ĐỊNH TỈ SỐ i MỚI VỚI XE KÉO DÀI THEO TIÊU CHUẨN ECE

Với các điều kiện trên không phù hợp với tiêu chuẩn ECE, Ta đi tìm lại

i cho phù hợp với tiêu chuẩn ECE Dùng công cụ Matlap ta tìm được với i =0,54 là tối ưu nhất và đảm bảo sự phân chia lực phanh là phù hợp

2

1 2

0,54.

Fp i

Fp Fp



Hình 2.10 Đồ thị xác định tỉ số i mới theo tiêu chuẩn ECE

Kết luận: Tiêu chuẩn ECE kiểm tra ở mọi chế độ tải trọng với mọi

điều kiện hệ số bám Tỉ số phân chia lực phanh theo tiêu chuẩn ECE là

2.5 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN CẢI TẠO

Qua thực tế sử dụng thì hệ thống phanh cũ của xe HINO có độ bền và

độ tin cậy cao Khi chuyển đổi mục đích sử dụng đã phải kéo dài thân xe thêm1,2 m do vậy yêu cầu đối với hệ thống phanh cần phải:

- Đáp ứng các yêu cầu về tiêu hao động năng khi phanh bằng cơcấu phanh.

- Sự phân chia lực phanh theo i mới phải đảm bảo tiêu chuẩnECE (tăng mô men phanh cho cầu sau) tức là đảm bảo hiệu quả phanh và khảnăng ổn định hướng chuyển động khi phanh

- Giữ lại nhiều nhất các kết cấu cũ có khả năng đảm bảo độ bền

và độ tin cậy khi làm việc đồng nghĩa với việc thay đổi là ít nhất có thể

Việc gia tăng mô men phanh cho cầu sau phải đảm bảo:

- Các chi tiết giữ nguyên phải đảm bảo bền ở chế độ tải trọngmới

- Chọn phương án tối ưu có khả năng thực thi trong điều kiện ởViệt Nam

Sự thay đổi mô men phanh có thể được thực hiện qua các phương án:

- Thay đổi kết cấu cơ cấu phanh

- Thay đổi xi lanh thuỷ lực

- Thay đổi xi lanh khí nénTrong 3 phương án trên thì việc thay đổi kết cấu cơ cấu phanh chỉ thựchiện khi các chi tiết cơ cấu phanh không đủ bền Nếu cơ cấu phanh đủ bền thìkhông nhất thiết thay đổi Thay đổi xi lanh thuỷ lực phức tạp hơn là thay đổi

xi lanh khí nén

Để đảm bảo tăng Mp2 thì phải tăng áp suất dầu thông qua lực khí néntác động bằng cách thay đổi áp suất khí nén hoặc thay đổi kích thức xi lanhkhí nén Áp suất khí nén không được vượt quá 8,5 kG/cm2 do đó phương ánđược chọn là thay đổi kích thước xi lanh khí nén

CHƯƠNG III KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH

Tính toán hệ thống phanh với chế độ đầy tải

3.1 TÍNH TOÁN LỰC, MÔ MEN TÁC DỤNG VÀ KIỂM TRA BỀN CƠ CẤU PHANH TRƯỚC

3.1.1 Xác định góc δ của lực tổng hợp đặt trên má phanh

Góc δ của lực tổng hợp đặt lên má phanh được xác định theo côngthức:

3.1.2 Xác định bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

Bán kính  được xác định theo công thức:

2 2

2 cos cos sin 2 cos( )sin

3.1.3 Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp hoạ đồ

a Xác định góc φ ở các cơ cấu phanh

Góc φ ở các cơ cấu phanh được xác định như sau: 1

1

T tg N