Thiết kế hệ thống phanh ABS cho ô tô vận tải chở dầu đường dài 26 tấn (Link CAD: https://bit.ly/3xHJewW)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Mục Lục Mục Lục Lời Nói Đầu Chương I LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Đặt vấn đề 1.Công dụng, phân loại, yêu cầu: 1.1.Công dụng 1.2.Phân loại 1.3.Yêu cầu .8 2.Giới thiệu xe thiết kế: 3.Lựa chọn phương án thiết kế: 3.1.Lựa chọn cấu phanh: 3.2.Lựa chọn dẫn động phanh: .12 4.Bố trí hệ thống phanh khí nén: 15 Chương II .16 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA 16 HỆ THỐNG ABS THIẾT KẾ 16 1.Vai trò hệ thống ABS lý thuyết ABS: 16 1.1.Tầm quan trọng hệ thống ABS 16 1.2.Nguyên lý hoạt động hệ thống ABS sở : 18 2.Nguyên lý hoạt động hệ thống ABS: .20 Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam 3.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ CỤM CHI TIÊT TRONG HỆ THỐNG THIẾT KẾ 24 3.1.Cảm biến tốc độ: .24 Chương III 31 TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH 31 1.Tính tốn thiết kế cấu phanh 31 1.1.Một số chi tiết 31 1.2.Tính Tốn Mơmen Phanh: .32 1.3.Tính Tốn Cơ Cấu Phanh 33 1.4.Lực tác dụng lên cấu phanh: 36 2.Tính tốn kiểm nghiệm bền guốc phanh 39 2.1.Kiểm bền guốc phanh : 42 2.2.Tính tốn nhiệt phát q trình phanh: 50 Chương IV 51 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG VÀ TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG 51 Lựa chọn sơ đồ dẫn động cho xe thiết kế: 51 1.1.Phương án1 4S/3K: 51 1.2.Phương án 6S/4K: .52 1.3.Phương án 6S/6K: .54 1.4.Phương án 6S/3K: 55 1.6.Sơ đồ phương án chọn: 58 1.7.Nguyên lý làm việc hệ thống: 58 2.TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG PHANH 61 Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam 2.1.Thiết kế tính toán bầu phanh trước 61 2.2.Thiết kế tính tốn bầu phanh sau: 63 Kết Luận .68 Tài liệu tham khảo 70 Lời Nói Đầu Đất nước ta đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Mục tiêu tới năm 2020 nước ta trở thành nước công nghiệp Để đạt mục tiêu đó, nhiều khu cơng nghiệp xây dựng nhiều tỉnh thành nước Đi với mạng lưới giao thơng ngày cải thiện để đáp ứng nhu cầu trao đổi hàng hóa khu cơng nghiệp nước Trong hệ thống giao thông vận tải nước ta ngành giao thơng đường đóng vai trị chủ đạo, phần lớn hàng hóa người vận chuyển nội địa ô tô Tuy nhiên với lợi ích vơ to lớn mà tơ mang lại phát triển kinh tế người, vấn đề đáng lo ngại đặt vấn đề ô nhiễm môi trường tai nạn giao thông gây thiệt hại tài sản người Theo thống kê nước nguyên nhân gây tai nạn giao thông đường có tới 10÷15% hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật tỉ lệ tai nạn cụm tô gây nên thống kê sau: - Phanh chân 52,2 ÷ 74,4% - Phanh tay 4,9 ÷16,1% - Lái 4,9 ÷ 19,2% - Ánh sáng 2,3 ÷ 8,7% - Bánh xe 2,5 ÷ 10% - Các hư hỏng khác ÷ 18,2% Từ thơng kê thấy rằng, tai nạn giao thông hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn tai nạn kỹ thuật gây nên Chính hệ thống Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam phanh ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Đối với ô tô vận tải chở dầu đường dài hệ thống phanh đặc biệt quan tâm Do vận chuyển hàng hóa đặc trưng chất lỏng, dễ xảy cháy nổ xảy va chạm Đồng thời để nâng cao hiệu kinh tế vận chuyển thường dùng xe có tải trọng lớn, xe có tải lớn qn tính xe lớn, đặc trưng việc chuyên chở chất lỏng gây tải trọng động phanh nên khó điều khiển,đặc biệt xe chạy đường dài lái xe dễ mệt mỏi phản xạ dễ gây nguy hiểm.Vì thiết kế hệ thống phanh cho loại xe cần quan tâm đến tính ổn định, khả điều khiển đẽ dàng hiệu hệ thống Trên sở em giao đề tài: “Thiết kế hệ thống phanh ABS cho ô tô vận tải chở dầu đường dài 26 tấn” Nhận thức tầm quan trọng hệ thống phanh xe chở dầu đường dài với nhiệm vụ giao, em thực nội dung sau: - Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh ABS - Thiết kế cấu phanh hệ thống phanh ABS - Phân tích làm việc hệ thống phanh ABS - Thiết kế cụm van điều khiển chi tiết điển hình Đề tài thực môn ô tô xe chuyên dụng trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau tháng thực với cố gắng, nỗ lực thân em với giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn em hồn thành nhiệm vụ Tuy nhiên với hiểu biết kinh nghiệm hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong thầy bảo thêm để em ngày trở nên hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo môn ô tô xe chuyên dùng đặc biệt thầy giáo PGS.TS Nguyễn Khắc Trai tận tình bảo giúp đỡ tạo điều kiện tốt để em hồn thành đồ án tốt nghiệp mình! Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Hà Nội, ngày 31 tháng năm 2009 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thành Tam Chương I LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Đặt vấn đề Ơ tơ nói chung phương tiện giao thơng vận tải đường có khả vận tải hàng hóa, hành khách phục vụ mục đích phát triển kinh tế xã hội, qn Ơ tơ tải phương tiện vận tải có động dùng với mục đích chun chở hàng hóa Tùy vào tải trọng mà xe tải phân thành xe tải nhỏ, xe tải vừa, xe tải lớn Theo yêu cầu thiết kế loại ôtô tải chở dầu đường dài 26 xe thuộc loại xe tải Các xe tải bố trí loại động đặt trước có cabin kiểu lật, chiều dài xe khơng vượt qui định 12m, sử dụng cầu Dẫn động phanh sử dụng dẫn động khí nén Hình 1.1: Xe thiết kế Hệ thống phanh ô tô hệ thống đảm bảo an tồn chuyển động tơ, với cơng dụng như: Giảm dần tốc độ dừng hẳn xe lại chuyển động, hay có khả giữ cho xe đứng yên đường dốc khoảng thời gian dài mà khơng cần có mặt người lái xe Ngay hầu hết hệ thống phanh ô tô bố trí hệ thống ABS Hệ thống ABS sử dụng với mục đích nâng cao hiệu phanh cho ô tô trông Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam trường hợp chuyển động, cụ thể bao gồm: Rút ngắn quãng đường phanh đảm bảo tính ổn định hướng chuyển động ô tô phanh Hệ thống ABS gọi theo chữ viết tắt tiếng anh “Anti-lock Brake System” hiểu thiết bị chống trượt lết bánh xe phanh Do đặc điểm xe thiết kế xe chở dầu đường dài loại mặt hàng dễ gây cháy nổ xảy va chạm, xe chở chất lỏng téc trình phanh gây tải trọng động lớn đặc biệt lực dọc khiến cho bánh xe bị lết, làm giảm hiệu phanh tính ổn định hướng chuyển động, đồng thời vận chuyển lượng hàng xe lớn, trọng lượng xe lúc đầy tải lúc không tải chênh lệch lớn làm cho trình phanh trường hợp không tải không phù hợp Để giảm chiều cao trọng tâm xe mà đảm bảo việc chuyên trở hàng lớn xe thường tận dụng tới mức tối đa chiều rộng chiều dài cho phép với phương tiện giới đường Chiều dài xe lớn chiều dài toàn 12m nên bánh xe cầu cách lớn, xe di chuyển đường khơng tốt hệ số bám bánh xe cầu khác nhau, không điều chỉnh lực phanh phù hợp dẫn đến hiệu phanh giảm Bề rộng xe lớn xe quay vịng ảnh hưởng lực ly tâm trọng lượng tác dụng lên bánh hai bên cầu xe khác nhau, lực phanh bánh xảy tượng trượt lết bánh xe, làm ảnh hưởng lớn đến khả quay vòng xe Do xe di chuyển quãng đường dài cấu phanh phải làm việc liên tục Chính hệ thống phanh xe thiết kế gồm phanh chân phanh dừng phanh dự phòng phải thỏa mãn yêu cầu sau để đảm bảo an toàn cho hàng hóa vận chuyển phương tiện khác lưu thơng đường đồng thời có giá thành sản phẩm mang tính cạnh tranh: - Đảm bảo hiệu phanh cao trường hợp, điều khiển theo ý muốn phanh chậm dần hay có quãng đường phanh ngắn nhất, gia tốc chậm dần ô tô cao phanh ngặt - Quá trình phanh phải êm dịu, thay đổi gia tốc phanh phải đặn nhằm đáp ứng tính điều khiển, tính ổn định tơ trạng thái hoạt động - Điều khiển phải nhẹ nhàng, dễ dàng - Hiệu phanh thay đổi kể phanh liên tục nhiều lần Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam - Có độ tin cậy cao phần hệ thống có cố hệ thống có khả dừng tơ - Dẫn động phanh có độ nhạy cao - Đảm bảo phân bố mômen bánh xe phải phù hợp để tận dụng trọng lượg bám phanh cường độ khác Với yêu cầu hệ thống ABS trang bị xe, với vài phương án hợp lý nhằm cải thiện phần tính chậm tác dụng dẫn động khí nén giúp q trình phanh tơ đạt yêu cầu Công dụng, phân loại, yêu cầu: 1.1 Công dụng Hệ thống phanh cụm đảm bảo an tồn chuyển động cho ơtơ Trong q trình phanh, động xe chuyển hố thành nhiệt ma sát trống phanh (đĩa phanh) với má phanh nhờ giảm tốc độ chuyển động xe, dừng hẳn giữ xe vị trí định Hệ thống phanh cịn giúp nâng cao vận tốc trung bình xe nâng cao suất vận chuyển 1.2 Phân loại Theo cơng dụng: + Hệ thống phanh (phanh chân) + Hệ thống phanh dừng (phanh tay) + Hệ thống phanh dự phòng + Hệ thống phanh chậm dần (phanh động cơ, thủy lực điện từ) Theo kết cấu cấu phanh: + Hệ thống phanh với cấu phanh guốc + Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa Theo dẫn động phanh + Hệ thống phanh dẫn động thủy lực + Hệ thống phanh dẫn động khí nén Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam + Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thủy lực + Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa + Hệ thống phanh dẫn động điện từ 1.3 Yêu cầu Hệ thống phanh cần bảo đảm yêu cầu sau: + Có hiệu phanh cao nghĩa đảm bảo quãng đường phanh ngắn phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm + Phanh êm dịu trường hợp để đảm bảo ổn định ôtô phanh + Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp hay địn điều khiển khơng lớn + Dẫn động phanh có độ nhạy cao, chậm tác dụng nhỏ + Phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn tồn trọng lượng bám phanh với cường độ + Khơng có tượng tự xiết phanh ơtơ chuyển động tịnh tiến quay vịng + Cơ cấu phanh nhiệt tốt + Có hệ số ma sát má phanh trống phanh (đĩa phanh) cao, ổn định điều kiện sử dụng + Giữ tỷ lệ thuận lực bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh bánh xe + Có khả phanh ơtơ dừng thời gian dài + Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng sữa chữa Giới thiệu xe thiết kế: Xe thiết kế loại xe téc chở dầu đường dài, trọng lượng toàn xe lớn (26 tấn) Xe cầu với cầu sau cầu chủ động Xe chạy đường dài, với lượng hàng chở lớn, chở loại hàng đặc thù chất lỏng dễ gây cháy nổ xảy va chạm Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Đặc tính kỹ thuật Chiều dài sở ( mm) Trọng lượng không tải ( Go) (N) Trọng lượng tổng cộng cho phép(Gmax) 5800 82200 260000 ( N) Vận tốc lớn (Vmax) ( km/h) Thể tích cơng tác xi lanh cho động 13,741 (dm3) Công suất lớn nhất/ở số vịng quay(Ne/ne) 190/2200 ( kW/vịng/phút) Mơ men xoắn lớn nhất/ở số vòng phút (Me/ne ) 950/1300 ( Nm/vịng/phút) Khả vượt dốc lớn Kích thước bao α0 ( mm) DxRxC: dài x rộng x cao Chiều dộng sở( cầu trước/cầu sau) ( mm ) Lốp trước (inch) Lốp sau (inch) Tải trọng phân bố lên cầu trước( đầy tải) (N) Tải trọng phân bố lên cầu sau(đầy tải) (N) 16015’ 12000x2500x4000 2070/2070 10x20 10x20 80000 180000 Bảng1: Thông số kỹ thuật xe thiết kế Lựa chọn phương án thiết kế: Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh dùng cho tơ tải có trang bị hệ thống ABS lựa chọn cấu phanh, dẫn động phanh, từ chọn sơ đồ bố trí Vì ta phải phân tích kết cấu, nguyên lý làm việc ưu điểm, nhược điểm cấu phanh, dẫn động phanh, sơ đồ bố trí để từ làm sở chọn lựa phương án hợp lý 3.1 Lựa chọn cấu phanh: Cơ cấu phanh bố trí bánh xe nhằm tạo mômen phanh hãm bánh xe nhằm chuyển động ô tô thành dạng lượng khác (như nhiệt năng) phanh ơtơ Trong q trình sử dụng cấu phanh phận trực Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam tiếp làm giảm tốc độ góc củ bánh xe có u cầu cao hiệu phanh, tính ổn định làm việc điều kiện làm việc : + Đảm bảo tạo ta mômen cao ổn định làm việc + Có lực điều khiển vào cấu nhỏ + Kết cấu nhỏ gọn đặt lịng bánh xe + Đảm bảo nhiệt, hệ số ma sát ổn định + Có khả chống mài mòn tốt, dễ dàng hiệu chỉnh, thay Hiện cấu phanh dùng ô tô chủ yếu có loại: loại tang trống loại cấu phanh dùng đĩa ma sát Hai loại có ưu nhược điểm riêng lựa chọn tùy vào loại tơ tính chất sử dụng ô tô 3.1.1 Đối với loại cấu phanh dùng đĩa ma sát khô : Đặc điểm cấu có khả nhiệt tốt nên có hệ số ma sát ổn định trình làm việc điều kiện bình thường, đồng thời cấu có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ bố trí điều khiển Nhược điểm loại khó tránh bụi bẩn khơng che kín, đặc biệt vào chỗ lầy lội bụi bẩn dễ lọt vào vào khe hở má phanh đĩa phanh giảm hệ số ma sát má phanh đĩa phanh, phanh hiệu Kích thước má phanh bị hạn chế nên đòi hỏi áp suất dẫn động phải lớn để đảm bảo lực phanh cần thiết Hơn lực phanh sinh cấu phanh đĩa khơng lớn khơng có khả tự xiết, đòi hỏi áp suất dầu cao đường kính piston phải lớn Vì cấu thích hợp với tơ cần lực phanh nhỏ, tải trọng nhỏ 3.1.2 Cơ cấu phanh guốc: Cơ cấu phanh guốc có nhược điểm áp suất tác dụng lên má phanh không Tuy nhiên cấu phanh guốc lại bố trí má phanh có diện tích bề mặt lớn, nên cấu cho ta mơmen lớn mà khơng sợ phá hỏng má phanh, đồng thời má phanh lớn nên thời gian sử dụng lâu với má phanh đĩa Cơ cấu phanh tang trống có khả bao kín tốt xe hoạt động mơi trường bụi bẩn bị ảnh hưởng Lực điều khiển tác dụng vào cấu phanh nhỏ Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam van mở khí qua van tới bầu phanh tích Khi áp suất khí đạt 0,4 (MPa) lị xo bầu phanh tích nén lại, lúc cấu phanh sau mở bánh xe quay trơn Khi phanh: Người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh, van phân phối (10) mở hai dịng khí thường trực sẵn nối thơng tới van điều khiển (11) dịng khí đóng vai trị dịng điều khiển.Dịng điều khiển mở van điều khiển khí nén (11) lúc khí từ bình nén thường trực sẵn tới bầu phanh,một nhánh tách tới van điều đổi chiều ngả,lúc lò xo tích bị nén lại Cam cấu phanh quay làm gốc phanh quay quanh chốt áp sát vào trống phanh thực trình phanh xe Trong trình phanh tùy thuộc vào độ trượt bánh xe, độ trượt xác định cảm biến gửi tín hiệu điện ECU, dựa vào tín hiệu ECU tính độ trượt gửi tín hiệu đến van điều chỉnh van đóng ,mở, hay giữ áp Để điều chỉnh lực phanh tối ưu Các trường hợp làm việc cụ thể van điều chỉnh áp suất khí nén trình bày chương sau Khi nhả phanh: Lúc người lái xe tác dụng lực vào bàn đạp phanh.Van phân phối đóng lại lúc dịng khí điều khiển tới van điều chỉnh áp suất bị ngắt xả van phân phối Lúc khơng có dịng khí điều khiển mở van điều khiển áp suất khí nén nên van đóng lại, khí nén từ bầu phanh ngồi qua cửa xả van điều khiển, lúc bầu phanh khơng cịn tác dụng lực nên cam nhờ lị xo hồi vị cấu phanh mà cấu phanh nhả ra,má phanh khơng cịn ép lên trống phanh lúc bánh xe trở trạng thái quay trơn Khi xe hoạt động nguyên nhân mà hệ thống phanh khơng hoạt động, người lái sử dụng phanh dự phịng Bằng cách nhấn nút công tắc phanh tay (9) lúc khí nén từ bình khí nén đến cơng tắc phanh tay (9) bị ngăn lại khơng có khí điều khiển đến van đổi chiều ngả (12) lúc van đổi chiều ngả đóng Khí từ bầu phanh xả qua lỗ thơng với khí trời van (12) Lúc lị xo tích dãn làm cam quay ép má phanh vào trống thực phanh xe Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Khi hệ thống cung cấp khí nén xảy cố làm khí nén nhờ có bầu phanh tích xe phanh lại, nhiên hiệu phanh lúc không cao thường đạt 18% xo với phanh phanh Khi đỗ xe đường dốc với độ dốc người điều khiển cần ấn nút phanh tay, khí đến bầu phanh tích bị ngắt lị xo tích dãn đẩy má phanh ép vào trống thực phanh xe Phân tích sơ đồ thiết kế thỏa mãn yêu cầu hệ thống phanh: Với sơ đồ thiết kế dùng cảm biến kênh điều khiển khí nén Sơ đồ thiết kế thỏa mãn yêu cầu hệ thống phanh nói chung gồm phanh chính, phanh dự phịng ( đóng vai trị phanh dừng) sử dụng bầu phanh tích Hệ thống phanh thiết kế có tính độc lập cao chia làm dòng dẫn động thỏa mãn yêu cầu chung hệ thống phanh Với việc chia dòng cho cầu trước cho cầu sau xác xuất xảy hư hỏng hệ thống giảm đi.Nếu hai dịng xảy cố hệ thống phanh hoạt động nhiên hiệu phanh khơng cao Hệ thống sử dụng tới bình khí nén bình có van chia dịng bảo riêng biệt, xảy cố bình khơng ảnh hưởng đến áp suất làm việc cuả hệ thống Do đặc điểm xe thiết kế có tới bầu phanh tích hai cầu sau nên sử dụng bình khí nén để đảm bảo áp suất hệ thống giảm nhỏ phanh, không làm ảnh hưởng đến hiệu phanh Một bình khí nén cho bầu phanh phía trước sử dụng hai bầu phanh đơn Việc bố trí van điều khiển khí nén có dịng khí thường trực sẵn gần cấu phanh làm giảm thời gian chậm tác dụng hệ thống khắc phục nhược điểm hệ thống phanh khí nén chậm tác dụng Với việc bố trí hệ thống ABS làm cho q trình phanh tối ưu với nhiều ưu điểm,ta tóm tắt sau: Hệ thống ABS sử dụng nhằm chống bó cứng bánh xe phanh thái phanh ngặt với mục đích Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Giữ ổn định hướng phanh, với hệ thống không trang bị ABS phanh xảy bó cứng bánh xe phát sinh mômen quay thân xe, làm thay đổi hướng chuyển động Do sử dụng hệ thống ABS nên lực bám bánh xe tận dụng tối đa làm tăng hiệu phanh Rút ngắn qng đường phanh TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG PHANH 2.1 Thiết kế tính tốn bầu phanh trước Bầu phanh thường có dạng màng piston, áp suất tác dụng lên màng chuyển thành lực ty đẩy tác động lên dẫn động trục cam thể hình vẽ Xét cân cam ép Phương trình cân lực: Pt l = ( P1' + P2' ) h Trong đó: l: Cánh tay đòn, chọn theo xe tham khảo, l = 180 (mm) P1’,P2’ : Lực đẩy cam lên guốc trước guốc sau.Ta có P1’ = Fpt = 49462 (N) P2’ = Fps = 128872 (N) h : Khoảng cách lực P, chọn theo xe tham khảo h = 40 (mm) Pt : Lực ty đẩy Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Pt Ph l D h P'1 P'2 Hình 4.7: Sơ đồ tính tốn bầu phanh trước ⇒ Pt = ( P1' + P2' ) l h 40 (49462 + 128872) 2= = 19815 ( N ) 180 Phương trình cân piston bầu phanh πD Pt = P h η1η2 − Plx Trong đó: D: Đường kính bầu phanh η1 : Hệ số nạp η1 = η2 : Hiệu suất khí η2 = 0,95 Ph : Áp suất làm việc hệ thống Ph = 0,75 (MN/m2)= 0,75.106 (N/m2) Plx : Lực lò xo hồi vị piston Chọn Plx = 100 (N) Đường kính bầu phanh tính: D = ( Pt + Plx ) π P hη1η Thay giá trị vào ta có: D = (19815 + 100) = 0,189( m) = 189( mm) 3,14.0, 75.106.1.0,95 Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Diện tích hiệu dụng bầu phanh FA = π D 3,14.1892 = = 27915 (mm ) 4 Diện tích bao kín bầu phanh, FB = FA/K K : Hệ số dự trữ lượng, lấy K = 0,8 FB =27915/0,8 = 34938 (mm2) Đường kính bao kín bầu phanh Dbp = 2.2 FB 4.34938 = = 211 (mm) π 3,14 Thiết kế tính tốn bầu phanh sau: Lực tác dụng lên đẩy Pj Ph Plx2 Plx1 Qt l D3 D2 h P''1 P''2 Hình 4.8: Sơ đồ tính tốn bầu phanh sau Xét cân cấu cam ép Phương trình cân lực Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Qt L = ( P1" + P2" ) h / Trong đó: Qt : Lực tác động vào đẩy bầu phanh sau L : Cánh tay đòn, L = 180 mm P1”,P2” : Lực đẩy cam lên guốc trước guốc sau Từ họa đồ lực phanh ta có: P1” =36685 (N) P2” =95583(N) h : Khoảng cách hai lực P, chọn theo xe tham khảo h = 40 mm Thay số vào ta có: Qt = ( P1" + P2" ) h (36685 + 95583)40 = = 14696,5 ( N ) 2L 2.180 Xét cân màng phanh Q t + Plx = Pj πD 22 η1 η2 Trong đó: Qt : Lực tác dụng lên đẩy bầu phanh Qt = 14696,5 (N) Pj : Áp suất bầu phanh Pj = 0,75.106 (N/m2) D2: Đường kính hiệu dụng màng phanh η1 : Hệ số nạp η1 = η2 : Hiệu suất khí η2 = 0,95 Plx : Lực lò xo hồi vị piston Chọn Plx = 100 (N) Thay giá trị vào ta có: D2 = 14696,5 + 100 = 0,163( m) = 163 (mm) 3,14.0, 75.106.1.0,95 Diện tích hiệu dụng bầu phanh FA = π D22 3,14.1632 = = 20767 (mm ) 4 Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Diện tích bao kín bầu phanh, FB = FA/K K : Hệ số dự trữ lượng, lấy K = 0,8 FB =20767/0,8 = 25959 (mm2) Đường kính bao kín bầu phanh Dbp = FB 4.25959 = = 182 (mm) π 3,14 * Tính tốn lị xo tích lũy lượng * Công dụng: Đẩy màng phanh ty phanh để phanh xe lại trường hợp bình chứa khí bị rò rỉ phanh dừng * Yêu cầu: Lị xo chế tạo có độ cứng đủ lớn để đẩy màng phanh ty đẩy phanh xe lại trường hợp khẩn cấp Nhưng phải thu nhanh trường hợp nhả phanh tay Phải có đủ độ bền độ cứng vững theo yêu cầu Pj Ph Plx2 Plx1 Qt l D3 D2 h P''1 P''2 Hình 4.9: Sơ đồ tính tốn lị xo tích Khi tính tốn lị xo tích lũy lượng ta ý số điểm sau: + Theo tiêu chuẩn Việt nam, tiến hành thử phanh tay bệ thử, yêu cầu lực phanh phanh tay sinh phải đạt 18% trọng lượng toàn xe + Khi nhả phanh tay cần áp suất khí nén P j = 0,4.106 N/m2 đủ để nén lị xo trở vị trí ban đầu Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Tính lực ép lị xo tích lũy lượng Plx2 Để lị xo tích lũy lượng thỏa mãn yêu cầu phải thỏa mãn bất phương trình sau: Q t + Plx1 < Plx (1) πD 32 Plx + ∆P < Pj η1 η2 ( 2) Trong đó: Qt : Lực màng phanh tác dụng lên đẩy Plx1 : Lực ép lò xo 1, theo kinh nghiệm lấy Plx1 = 100 N D3 : Đường kính tích lũy lượng, chọn theo xe tham khảo D = 165 mm η1 : Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, η1 = η2 : Hệ số tính đến tổn hao ma sát, η2 = 0,95 Pj : Áp suất khí nén, yêu cầu với P j = 0,4.106 N/m2 phải nén lại lị xo tích nhả phanh ΔP : Lực ép lị xo từ vị trí làm việc trở vị tri ban đầu + Từ điều kiện lực phanh tay đạt 18% trọng lượng xe ta tính mơmen phanh tác dụng lên cấu phanh sau là: M = 0,18.G ϕ.rbx Trong đó: φ hệ số bám chọn φ = 0,75 rbx= 508.λ (mm) λ hế số biến dạng lốp chọn λ= 0,945 G trọng lượng ô tô đầy tải G = 260000(N) Thay số vào ta tính mơmen M =4212,5(N.m) Từ mơmen ta tính lực tác dụng cam lên guốc trước sau là: P1"= 9708(N), P2"= 28414(N) Xét cân cấu cam ép Phương trình cân lực Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Qt L = ( P1" + P2" )h / Trong đó: Qt : Lực tác động vào đẩy bầu phanh sau L : Cánh tay đòn, L = 180 (mm) P1”,P2” : Lực đẩy cam lên guốc trước guốc sau h : Khoảng cách hai lực P, chọn theo xe tham khảo h =40 (mm) Thay số vào ta có: Qt = ( P1" + P2" )h (9708 + 28414, 45)40 = = 4235,8 ( N ) 2L 2.180 Lực lị xo tích phanh tay đóng là: Plx' = Qt + Plx1 = 4235,8 + 100 = 4335( N ) Lực tác dụng vào lò xo tích bánh xe quay trơn là: Plx'' = π D32 '' Pj thay số ta tính Plx = 8550( N ) Tính ΔP: ∆P = Plx'' − Plx' = 8550 − 4335 = 4215( N ) Ta có ΔP = C Δl C : Độ cứng lị xo C: Hành trình ty đẩy bầu phanh Chọn theo xe tham khảo Δl =32(mm) Độ cứng C là: C = ∆P 4215 = = 131650( N / m) ∆l 0, 032 G.d Ta có : C = 8D 3lx n Trong đó: d : Đường kính dây lị xo, chọn theo xe tham khảo d = 12 (mm) Dlx : Đường kính vịng lị xo, chọn theo xe tham khảo Dlx = 84 (mm) G : Mô đun đàn hồi vật liệu G = 8.1010 (N/m2) n : Số vòng làm việc lò xo Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Ta tính số vòng lò xo : n=3 (vòng) Số vịng tồn lị xo Theo cơng thức kinh nghiệm: n0= n+ (1÷2) vịng = 3+2 = (vịng) Bước lị xo : Theo cơng thức t = (0,15÷0,3)Dlx = 21÷25,2 (mm) Chọn t = 22(mm) Chiều dài tồn lị xo : Theo cơng thức kinh nghiệm: H = n0.t = 5.22 = 110 (mm) Kết Luận Sau tháng thực đề tài: “Thiết kế hệ thống phanh ABS cho xe vận tải chở dầu đường dài 26 tấn” môn ô tô xe chuyên dùng Với cố gắng thân với giúp đỡ nhiệt tình thầy môn bạn lớp, em hoàn thành đề tài Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Sau nhận đề tài với kiến thức chuyên ngành trang bị trình học tập trường với ý thức cao quan trọng hệ thống phanh xe ô tô Em tiến hành thực công việc sau: Bắt đầu đề tài với việc tìm hiểu xe thiết kế với đặc trưng bật xe chở dầu mặt hàng dễ gây cháy nổ, khối lượng chuyên chở lớn, xe chạy đường dài, kích thước bao xe lớn Sau tìm hiểu số liệu tham khảo xe cần thiết kế Qua phân tích đặc điểm xe thiết kế, tìm hiểu tiêu chuẩn hệ thống phanh đề tài đưa phương án thiết kế hệ thống phanh Với việc chọn cấu phanh tang trống đảm bảo yêu cầu hệ thống phanh thiết kế khả che kín tốt quan trọng với xe chạy đường dài, giá thành rẻ phù hợp với xe tải, khả chịu lực phanh lớn Hệ thống dẫn động khí nén đảm bảo lực điều khiển nhẹ nhàng phù hợp với xe đường dài lái xe dễ mệt mỏi Hệ thống sử dụng hệ thống bầu phanh tích trữ lượng tính an tồn cao Hệ thống phanh thiết kế đáp ứng theo tiêu chuẩn hành với dẫn động hai dịng Có hệ thống phanh chính, phanh dự phịng, phanh dừng Đảm bảo tính an tồn chuyển động xe Sau lựa chọn phương án thiết kế em tiến hành tính tốn phận hệ thống, tính tốn kiểm bền cấu phanh trước sau Tính tốn bầu phanh trước sau, tính van điều khiển áp suât khí nén Với hệ thống phanh ABS thiết kế đề tài lựa chọn phương án sử dụng cảm biến đặt bánh xe kênh điều khiển, cho cầu trước hai bánh phía cầu sau dùng chung kênh điều khiển, với việc lựa chọn tính cạnh tranh sản phẩm cao, đồng thời tính hệ thống đạt yêu cầu Do sử dụng kênh điều khiển hai bánh cầu trước tính ổn định hướng phanh tốt Ở hai cầu sau với kênh điều khiển phía với việc điều khiển chọn “sự lựa chọn thấp” đảm bảo tận dụng lực bám phanh bánh xe Đặc biệt hệ thống sử dụng van điều khiển điện từ kết hợp với van R12 có tác dụng xả khí nhanh khắc phục nhược điểm hệ thống phanh khí nén độ chậm tác dụng lớn Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Bên cạnh vấn đề đạt thời gian có hạn nên đồ án em không chánh khỏi hạn chế Nhiều vấn đề chưa đề cập đến đồ án chưa sâu vào sở lý thuyết ABS, để nâng cao hiệu phanh tính ổn định hướng hệ thống cần kết hợp ABS ASR Hệ thống chưa trang bị điều chỉnh khe hở tự động má phanh trống phanh Đề tài hồn thành khơng chánh khỏi thiếu sót Em mong thầy giúp đỡ để rút kinh nghiệm hồn thiện Một lần em xin cảm ơn thầy môn đặc biệt thầy giáo Nguyễn khắc Trai tận tình giúp đỡ em hồn thành đề tài Tài liệu tham khảo Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Thành Tam Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài 73 ... hiểm.Vì thiết kế hệ thống phanh cho loại xe cần quan tâm đến tính ổn định, khả điều khiển đẽ dàng hiệu hệ thống Trên sở em giao đề tài: ? ?Thiết kế hệ thống phanh ABS cho ô tô vận tải chở dầu đường dài. .. cấu phanh guốc + Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa Theo dẫn động phanh + Hệ thống phanh dẫn động thủy lực + Hệ thống phanh dẫn động khí nén Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường. .. mômen phanh hãm bánh xe nhằm chuyển động ô tô thành dạng lượng khác (như nhiệt năng) phanh ? ?tô Trong trình sử dụng cấu phanh phận trực Thiết Kế Hệ Thống Phanh ABS Cho Xe Vận Tải Chở Dầu Đường Dài