Thiết kế hệ thống phanh XE CON, các thông số cho trước Ga1 = 623Kg, Ga2 = 731Kg, L=2424mm, hg=562mm, loại lốp 155/330

TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng Thiết kế hệ thống phanh Loại xe : xe Các thông số cho trớc : Ga1= 632 KG Ga2 = 713 KG L = 2424 mm hg = 562 mm Loi lp : 155/330 Yêu cầu thiết kế : Trc a, sau tang trng Loại dẫn động phanh: thy lc I.Công dụng : Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ô tô dừng hẳn Hoặc đến tốc độ cần thiết giữ cho ô tô dốc không bị trôi Hệ thống phanh đảm bảo cho xe chạy an toàn tốc độ cao Là hệ thống quan trọng thiếu đợc ô tô II.Yêu cầu với hệ thống phanh Hệ thống phanh phải thoả mãn yêu cầu sau : + Có hiệu phanh cao tất bánh xe trờng hợp + Hoạt động êm dịu để đảm bảo ổn định ô tô phanh + Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cờng đọ lao động ngời lái + Có độ nhạy cao để thích ứng với trờng hợp nguy hiểm + Đảm bảo việc phân bố mô men phanh bánh xe + Không có tợng tự xiết + Thoát nhiệt tốt + Có hệ số ma sát cao ổn định TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng + Giữ đợc tỉ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp phanh lực phanh sinh cấu phanh + Độ tịn cậy, tuổi bền sử dụng tuổi thọ cao III, u, nhc im ca dn ng phanh thy lc (phanh du) : 1, u im: - Có thể phân bố lực phanh bánh xe guốc phanh theo yêu cầu thực tế - Có hiệu suất cao - Có độ nhạy tốt - Kết cấu đơn giản - Có khả dùng nhiều loại xe khác mà cần thay đổi cấu phanh 2, Nhc điểm - Không thể tạo đợc tỉ số truyền lớn.Vì phanh dầu cờng hoá dùng cho ôtô có trọng lợng toàn nhỏ - Lực tác dụng lên bàn đạp lớn IV, Kt cu ca h thng phanh S chung h thng dn ng khớ nộn TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng 1-Bn p phanh Tr lc phanh Xylanh phanh chớnh Cng phanh a Mỏ phanh a Rụto phah a Phanh trng Mỏ phanh guc Guc phanh Phanh a c s dng trờn cỏc bỏnh xe phớa trc, cũn phanh tang trng c dựng trờn cỏc bỏnh xe phớa sau 1, Phanh a: Hóm chuyn ng quay ca bỏnh xe ma sỏt sinh mỏ phanh a ộp vo rụto phanh a C cu phanh a H.a H.b Cu to phanh a Hỡnh a Phanh a cú giỏ t xilanh c inh Hỡnh b Phanh a cú giỏ t xilanh di ng 1.a phanh; Giỏ t phanh; 3.ng trt 2, Phanh trng: Cỏc guc phanh bung Nú hóm chuyn ng quay ca bỏnh xe ma sỏt sinh mỏ phanh a ộp vo trng phanh - Cỏc loi c cu phanh a: + C cu phanh cú im t riờng r v phớa TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng + C cu phanh cú im t riờn r v phớa v cỏc guc phanh cú dch chuyn nh : + C cu phanh cú im t riờng r v phớa v lc dn ng bng : TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng + C cu phanh t cng húa : TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng TíNH TOáN THIếT Kế I.xác định mô men cần thiết sinh cấu phanh + Xét ô tô đứng yên đờng G Z1 Z2 + Theo lí thuyết ô tô sử dụng trọng lợng bám hoàn toàn với cờng độ phanh: G =Ga1 +Ga2 = 632 +713 = 1345 (KG) MB = Z1.L= G.b b= (Z1/G).L= 632.2424/1345 = 1139mm a=L- b= 2424 - 1139=1284mm + Vi c cu phanh t trc tip ti cỏc bỏnh xe thỡ mụmen phanh tớnh toỏn cn sinh mi c cu phanh cu trc l: M pt = j max hg G.b (1 + ) rbx 2.L g b Mps = j max hg G.a (1 ) rbx 2.L g.a Cầu sau là: TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng Trong ú: G Trng lng ụ tụ a, b, hg ta trng tõm ụ tụ L chiu di c s ụ tụ Jmax gia tc chm dn phanh ( Jmax= 6m/s2 -7m/s2) G gia t trng trng ( 9,81m/s2) - Hệ số bám lốp mặt đờng = 0,75 rbx -Bán kính bánh xe r0 = (d/2 + H) r0 : Bán kính thiết kế bánh xe B- Bề rộng lốp : B = 155mm H - Chiều cao lốp H = 155mm d- Đờng kính lốp d = 330mm r0 = (330/2 + 155) = 320mm - Hệ số kể đến biến dạng lốp = 0,933 rbx = r0 = 0,933.320 = 299mm + Thay s ta cú: Mpt = 1345.1139 6.562 (1 + ).0,75.320 = 98727 KG.mm = 987 N m 2.2424 9,81.1139 Mps = 1345.1284 6.562 (1 ).0,75.320 = 62608G.mm = 626 N m 2.2424 9,81.1284 II thiết kế tính toán cấu phanh A, Phanh sau tang trống: 1, Xác định góc , bán kính lực tổng hợp tác dụng lên má phanh : GVHD: Trơng Mạnh Hùng TKMH: Hệ thống phanh cos cos 2 tg = + sin sin 2 Trong đó: - góc tính từ tâm chốt quay guốc đến chỗ tán ma sát ( ~ 140- 160) -góc ôm ma sát (~ 1000 1200) = + Với phanh guốc sau ta chọn : = 15 = 100 = 1150 tg s = 0,3179 s = 180 Bán kính xác định theo công thức : = 2rt (cos cos ) 02 + sin cos( + ) sin rt: bán kính tang trống Chọn rt= 0,14 => = 0,15m 2, Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh: Khi tính toán cấu phanh ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh để đảm bảo tổng mô men phanh sinh guốc mô men phanh tính toán cấu đặt bánh xe Tính đợc nghĩa xác định đợc điểm đặt lực hớng lực N1 ( N1 hớng vào tâm 0) Lực R1 tổng hợp N1 T1 R1 tạo với N1 góc xác định nh sau : tg = T1 =à N1 hệ số ma sát ma sát với tang trống, = 0,3 tg = 0,3 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng =170 Mô men sinh cấu phanh bánh xe : Mp=R1.ros + R2.ros Bán kính ros xác định theo công thức: ros = s 1+ à2 = 0,044m Mp : mô men phanh Mp=628N.m Xác định R1 R2 họa đồ véc tơ: Từ họa đồ => R1/R2= 2,16 => R1=2,16R2 Thay vào phơng trình ta có: 628=2,16.R2.0,044 + R2.0,044 -> R2=4516N Đo họa đồ ta đợc: R2= 62mm à= 4516 = 73 N / mm 62 P2=40mm ->P2=40.73=2920N U2=25mm ->U2= 25.73=1825N GVHD: Trơng Mạnh Hùng TKMH: Hệ thống phanh Các thông số phanh sau là: r0 R U P 3, Tính xylanh bánh xe sau : 180 0,15m 0,044m 4516N 1825N 2920N Ta có : P=p.s Trong : P : lực xylanh tác dụng vào guốc phanh p : lực áp suất dầu đờng ống, chọn p=60KG/cm2 s : tiết diện piston d 22 P = s= p => d2= 4P 4.2920 = =2,5cm=25mm p 3,14.60 Vậy đờng kính xylanh bánh sau 25mm 4, Kiểm tra tợng tự xiết: Tự xiết tợng xảy má phanh ép vào trống phanh lực ép mà không cần tác dụng lực P lên guốc phanh Để kiểm tra lực tự xiết ta lập mối quan hệ mô men phanh lực ép P Tự xiết xảy : à= C cos = tg C sin Trong : C khoảng cách từ tâm bánh xe đến chốt má phanh Chọn C=115 ( tham khảo xe tiêu chuẩn) Phanh guốc đặt bánh sau nên xảy hiên tợng tự xiết xe lùi 10 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng = 0,3 s = 150mm s = 180 tg = 115 cos180 = 0,96 > = 0,3 150 115 sin 180 Do không xảy tợng tự xiết 5, Kiểm tra kích thớc má phanh : Ta kiểm tra công ma sát riêng: Khi bắt đầu phanh, lợng đợc má phanh hấp thụ tất cấu phanh ô tô phải có đủ diện tích , má phanh phải thoả mãn điều kiện sau đây: L = (G.v2)/2.g F [L] = 400-1000J/cm2 Trong đó: G -Trọng lợng toàn ô tô chất tải (N) G = 1345KG V0 : vận tốc ô tô bắt đầu phanh V0 = 60km/h = 16,6 m/s g - gia tốc trọng trờng g = 10 m/s2 F : tổng diện tích toàn má phanh cấu phanh F= F1+F2 F1: diện tích phanh đĩa F2: diện tích phanh tang trống F = R22 R11 x + 2rt b( 01 + 02 ) 180 180 b : chiều rộng má phanh tang trống, b=60mm rt: bán kính trống phanh, rt=140mm x: góc ôm ma sát, rt= 600 R1, R2 bán kính đĩa ma sát Chọn R1=85mm R2=130mm 11 GVHD: Trơng Mạnh Hùng TKMH: Hệ thống phanh F= 2(1302-852).60 3,14 3,14 + 2.140.60.(120+110) 180 180 = 645+220 = 865cm2 1345.16,67 ->L= =21,6KG/cm2 2.10.865 =216J/cm2t = g.mt C = 1345.16,67 = 4,680 < 150 2.10.8.500 Các thông số tính toán đảm bảo nhiệt độ làm việc má phanh B, Phanh trớc đĩa: 1, Bán kính đĩa quay: Rd=Rv- v - v d mm d Rv: bán kính vành xe Rv = = 330 = 165mm 12 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng v : độ dày vành bánh xe, chọn v =5mm v d : khe hở vành bánh xe đĩa v d =30-50mm, chọn v d = 30 ->Rd=165-5-30=130mm 2, Bán kính trung bình ma sát: R2=Rd=130mm R1=(0,53-0,85)R2 chọn R1=0,65R2=85mm 2( R23 R13 ) 2(1303 853 ) = 109mm Rtb= 2 = 3( R2 R1 ) 3(1302 852 ) Chọn Rtb=110mm 3, Các kích thớc khác cấu phanh: a, Đờng kính xylanh (d): -Lực ép, ép má phanh vào đĩa phanh: Mpt=m Q.Rtb Ta có: Trong đó: m=2 : số lợng đôi bề mặt ma sát =0,3 : hệ số ma sát Rtb= 110mm Q: lực ép má phanh vào đĩa -> Q= M pt m.à Rtb = 987 = 14955 N = 1496KG 2.0,3.110.10 - Đờng kính xylanh phanh trớc: Lực ép đợc xác định theo công thức khác là: d Q=p0.n 13 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng Trong đó: n =1 : số lợng xylanh làm việc p0 =60 : áp suất chất lỏng hệ thống, chọn p0=60KG/cm2 -> d= Q 1496 = 5,64cm =2 p0 n 3,14.60.1 Chọn d=50mm Độ dày đĩa phanh: =28mm Khe hở má phanh đĩa phanh: = =0,2mm b, Độ rộng e má phanh: e~ R2-R1= 130-85= 45mm c, Góc ôm má phanh đợc xác định theo điều kiện bền: Mpt=2FmsRtb=2N Rtb Fms: lực ma sát má phanh Ta thừa nhận quy định phân bố áp lực lên má phanh : N= [q]S Với [q]=2MN/m2=2.106N/m2 (áp suất cho phép) S : diện tích má phanh S=e.Ltb=e.Rtb Ltb: độ dài trung bình má phanh -> Mpt =2[q]e.Rtb2 = M pt 98,7 = = 1,51 2 Rtb e[q] 2.0,3.0,11 00.045.2.106 > = 56,40 Chọn =550 14 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng 4, Tính toán lợng nhiệt phát sinh trình phanh: T= G (v12 v22 ) 150 g.m p C Trong đó: v =16,67m/s2 mp: khối lợng đĩa phanh chi tiết liên quan, mp=10KG Cgang=500J/kgđộ ->T= 1345.16,67 = 3,75 150 2.10.10.500 Đảm bảo yêu cầu làm việc phanh 15 GVHD: Trơng Mạnh Hùng TKMH: Hệ thống phanh III thiết kế dẫn động phanh (thủy lực): 1, Xác định kích thớc : a, Lực tác dụng lên bàn đạp: Để tạo áp suất p=80KG/cm2 đờng ống ta cần tác dụng vào bàn đạp lực Q D l ' p Q= l Trong : D : đờng kính xylanh phanh chính, chọn D=23mm l ,l kích thớc đòn bàn đạp, chọn l ' 80 = l 250 : hiệu suất dẫn động, chọn =0,91 Q: lực tác dụng lên bàn đạp 3,14.2,32 80 80 = 116,8 KG -> Q= 25 0,91 Với xe [Q]=50KG Do ta phải lắp thêm trợ lực phanh b, Hành trình bàn đạp: h= ( 2d12 x1 + 2d 22 x2 l b + ) D l' d1,d2: đờng kính xylanh bánh trớc bánh sau : khe hở đẩy xylanh =1,5mm b : hệ số bổ sung, chọn b =1,05 x1 , x2 : hành trình piston cấu phanh trớc sau : khe hở má trống phanh, =0,3mm : độ mòn hớng kính cho phép, =1,2mm a: khoảng cách tâm trống đến điểm đặt lc P, a=112mm c, khoảng cách tâm trống đến điểm đặt chốt cố định, c=115mm x1 = 2( + ) = 2(0,3 + 1, 2) = 3mm 16 GVHD: Trơng Mạnh Hùng TKMH: Hệ thống phanh x2 = 2(a + c)( + ) 2(112 + 115)(0,3 + 1,2) = = 5,92 c 115 ->h= ( 2d12 x1 + 2d 22 x2 l b + ) D l' 2.502.3 + 2.452.5,92 25 1.05 + 1,5) = 98,17 mm =( 23 Với xe [h]=150mm nên hành trình bàn đạp thỏa mãn yêu cầu 2, Thiết kế trợ lực phanh chân không: a, Xác định hệ số cờng hóa: Sau đặt cờng hóa ta chọn Qbd=30KG d l ' pi Qbd= l -> pi= = 4Qbd l D l ' 4.30.0,91 250 =20,54KG/cm2 3,14.2,32 80 Hệ số cờng hóa là: p 80 k= p = =3,9 20,54 i b, Kích thớc màng trợ lực chân không: Xi lanh phanh b a q2 d q1 d q bđ q3 Bầu trợ lực 17 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng Xét cân màng cờng hóa: Q C = p.Fm = Flx + Qc Trong đó: Fm: diện tích màng cờng hóa, Fm= Dm Dm: đờng kính màng cờng hóa p : độ chênh áp, p =0,5KG/cm2 Flx: lực lò xo, Flx =5KG Qc: lực cờng hóa sinh xylanh Pc=80-20,54= 59,46KG/cm2 : hiệu suất dẫn động thủy lực, =0,95 D -> Qc=Pc 3,14.2,32 =59,46 =260KG 0,95 -> Fm= ->Dm= Qc + Flx 260 + = = 530cm p 0,5 Fm 4.530 = = 26cm =280mm 3,14 Vậy đờng kính màng trợ lực chân không Dm=260mm 18 [...]... bán kính vành xe Rv = = 330 = 165mm 2 12 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng v : độ dày vành bánh xe, chọn v =5 mm v d : khe hở giữa vành bánh xe và đĩa v d =3 0-50mm, chọn v d = 30 ->Rd=165-5-3 0=1 30mm 2, Bán kính trung bình tấm ma sát: R2=Rd=130mm R 1=( 0,53-0,85)R2 chọn R 1=0 ,65R 2=8 5mm 2( R23 R13 ) 2(1303 853 ) = 109mm Rtb= 2 2 = 3( R2 R1 ) 3(1302 852 ) Chọn Rtb=110mm 3, Các kích thớc... Hùng Trong đó: n =1 : số lợng xylanh làm việc p0 =6 0 : áp suất chất lỏng trong hệ thống, chọn p 0=6 0KG/cm2 -> d= 2 Q 1496 = 5,64cm =2 p0 n 3,14.60.1 Chọn d=50mm Độ dày đĩa phanh: =2 8mm Khe hở má phanh và đĩa phanh: 1 = 2 =0 ,2mm b, Độ rộng e của má phanh: e~ R2-R 1= 130-8 5= 45mm c, Góc ôm của má phanh đợc xác định theo điều kiện bền: Mpt=2FmsRtb=2N à Rtb Fms: lực ma sát ở 1 má phanh Ta thừa nhận quy... cấu phanh: a, Đờng kính xylanh (d): -Lực ép, ép má phanh vào đĩa phanh: Mpt=m à Q.Rtb Ta có: Trong đó: m=2 : số lợng đôi bề mặt ma sát à =0 ,3 : hệ số ma sát Rtb= 110mm Q: lực ép má phanh vào đĩa -> Q= M pt m.à Rtb = 987 = 14955 N = 1496KG 2.0,3.110.10 3 - Đờng kính xylanh phanh trớc: Lực ép đợc xác định theo công thức khác là: d 2 Q=p0.n 4 13 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng Trong đó: n =1 ... lên má phanh : N= [q]S Với [q ]=2 MN/m 2=2 .106N/m2 (áp suất cho phép) S : diện tích 1 má phanh S=e.Ltb=e.Rtb Ltb: độ dài trung bình má phanh -> Mpt =2 [q]e.Rtb2 à = M pt 98,7 = = 1,51 2 2 2 à Rtb e[q] 2.0,3.0,11 00.045.2.106 > = 56,40 Chọn =5 50 14 TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng 4, Tính toán lợng nhiệt phát sinh trong quá trình phanh: T= G (v12 v22 ) 150 2 g.m p C Trong đó: v 1 =1 6,67m/s2... 1,2) = = 5,92 c 115 ->h= ( 2d12 x1 + 2d 22 x2 l b + 0 ) 2 D l' 2.502.3 + 2.452.5,92 25 1.05 + 1,5) = 98,17 mm =( 2 23 8 Với xe con [h ]=1 50mm nên hành trình bàn đạp thỏa mãn yêu cầu 2, Thiết kế trợ lực phanh chân không: a, Xác định hệ số cờng hóa: Sau khi đặt bộ cờng hóa ta chọn Qbd=30KG d 2 l ' 1 pi Qbd= 4 l -> pi= = 4Qbd l D 2 l ' 4.30.0,91 250 =2 0,54KG/cm2 3,14.2,32 80 Hệ số cờng hóa là: p 80 k=... chính 0 =1 ,5mm b : hệ số bổ sung, chọn b =1 ,05 x1 , x2 : hành trình piston tại cơ cấu phanh trớc và sau : khe hở giữa má và trống phanh, =0 ,3mm : độ mòn hớng kính cho phép, =1 ,2mm a: khoảng cách tâm trống đến điểm đặt lc P, a=112mm c, khoảng cách tâm trống đến điểm đặt chốt cố định, c=115mm x1 = 2( + ) = 2(0,3 + 1, 2) = 3mm 16 GVHD: Trơng Mạnh Hùng TKMH: Hệ thống phanh x2 = 2(a + c)( + ) 2(112... R 1=8 5mm R 2=1 30mm 11 GVHD: Trơng Mạnh Hùng TKMH: Hệ thống phanh F= 2(1302-852).60 3,14 3,14 + 2.140.60.(120+110) 180 180 = 645+220 = 865cm2 1345.16,67 2 ->L= =2 1,6KG/cm2 2.10.865 =2 16J/cm2t = 2 g.mt C 0 = 1345.16,67 2 = 4,680 < 150 2.10.8.500 Các thông số tính toán đảm bảo nhiệt độ làm việc của má phanh B, Phanh trớc đĩa: 1, Bán kính đĩa quay: Rd=Rv- v -... tải (N) G = 1345KG V0 : vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh V0 = 60km/h = 16,6 m/s g - gia tốc trọng trờng g = 10 m/s2 F : tổng diện tích toàn bộ má phanh của các cơ cấu phanh F= F1+F2 F1: diện tích phanh đĩa F2: diện tích phanh tang trống F = 4 R22 R11 x + 2rt b( 01 + 02 ) 2 180 180 b : chiều rộng má phanh tang trống, b=60mm rt: bán kính trống phanh, rt=140mm x: góc ôm tấm ma sát, rt= 600 R1,...TKMH: Hệ thống phanh GVHD: Trơng Mạnh Hùng à = 0,3 s = 150mm s = 180 tg = 115 cos180 = 0,96 > à = 0,3 150 115 sin 180 Do đó không xảy ra hiện tợng tự xiết 5, Kiểm tra kích thớc má phanh : Ta kiểm tra công ma sát riêng: Khi bắt đầu phanh, năng lợng đều đợc má phanh hấp thụ do đó tất cả cơ cấu phanh của ô tô phải có đủ diện tích , má phanh phải thoả mãn điều kiện sau đây: L = (G.v2)/2.g F [L] = 400-1000J/cm2