TKMH Kết Cấu Tính Toán Ô tô - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển nghành tơ giới có chuyển mạnh mẽ vào thập kỷ cuối kỷ XX Trong giai đoạn nghành công nghiệp ô tô ngày hồn thiện cải tạo hệ thống truyền thống, tìm nguồn lượng mới,tăng cường cải tiến kết cấu ,khả tự động hoá nhờ sử dụng phần mềm vi sử lý hệ thống chẩn đoán kỹ thuật giúp người sử dụng khai thác ô tô giảm sức lao động tiện lợi sử dụng đạt hiệu kinh tế cao Hoà chung với phát triển nghành ô tô giới , nước ta nghành tơ có chuyển biến vượt bậc.Từ chỗ tập chung bảo dưỡng sửa chữa ô tô đến chế tạo vầ lắp ráp đóng thành cơng nhiều loại ô tô để phục vụ thị trường nước.Trong sâu nghiên cứu cải tiến kết cấu ô tôcho phù hợp với điều kiện dụng nhu cầu thị trường nước Việc sản xuất lắp ráp ô tô nước đem lại lợi ích lớn - Hạ giá thành sản phẩm - Tận dụng nguồn lực nước - Tận dụng tổng thành xe ô tô đời cũ tồn đọng nhiều thị trường Mặc dù cố gắng, kiến thức thời gian có hạn nên thiết kế môn học không tránh thiếu sót Em mong thầy góp ý, bảo tận tâm để kiến thức em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Trương Mạnh Hùng tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung thiết kế mơn học kết cấu tính tốn tơ mình! Hà Nội, ngày 19 tháng 06 năm 2011 Sinh viên Giáp Văn Đợi TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH I Công dụng hệ thống phanh - Hệ thống phanh dùng để làm giảm tốc độ chuyển động Ơ tơ dừng hẳn tới tốc độ theo điều khiển người lái xe - Giữ cho xe dừng, đỗ đường có độ dốc định khoảng thời gian dài mà không cần có mặt người điều khiển - Hệ thống phanh giúp xe chuyển động an toàn tốc độ cao làm giảm thiểu tai nạn nguy hiểm xảy đường, nâng cao suất vận chuyển tính đơng lực II Phân loại hệ thống phanh - Theo công dụng hệ thống phanh Hệ thống phanh ( phanh chân) Hệ thống phanh dừng (phanh tay) Hệ thống phanh phụ( tập lái trường hợp khẩn cấp) Hệ thống phanh dự phòng - Theo kết cấu hệ thống phanh Cơ cấu phanh guốc Cơ cấu phanh đĩa - Theo phương thức dẫn động Dẫn động khí Dẫn động thủy lực Dẫn động khí nén Dẫn động liên hợp - Theo mức độ tối ưu hóa Hệ thống phanh có điều hịa Hệ thống phanh điều khiển điện tử ( ABS; EBD; BA ) TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng III Yêu cầu hệ thống phanh Nhằm nâng cao hiệu phanh trình làm việc hệ thống phanh phải đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe, đảm bảo quãng đường phanh ngắn khiphanh đột ngột trường hợp nguy hiểm - Phanh êm dịu trường hợp để đảm bảo êm dịu, ổn định Ô tô phanh Khi phanh hệ thống phanh không gây tiếng ồn, tiếng gõ momen phanh tất bánh xe trục Ô tô để tránh tượng lệch lực phanh - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp phanh phải nhỏ, làm giảm cường độ lao động cho người lái xe - Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với trường hợp nguy hiểm - Khơng có tượng tự xiết phanh nhả phanh tức thời người lái nhả bàn đạp phanh - Cơ cấu phanh phải có khả nhiệt tốt - Có hệ số ma sát má phanh vàtrống phanh đĩa phanh cao, ổn định điều kiện sử dụng - Giữ tỷ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp phanh đòn điều khiển với lực phanh bánh xe - Với hệ thống phanh dừng phải đảm bảo khả giữ cho xe đứng yên dốc thời gian dài - Đảm bảo việc phân bố momen lên bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám phanh trường hợp - Dễ bố trí lắp đặt, thuận tiện bảo dưỡng sửa chữa - Đảm bảo an toàn, tin cậy độ bền cao TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng IV Cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống phanh ô tô Cơ cấu phanh: a Cơ cấu phanh guốc: - Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ phía lực dẫn động Sơ đồ phanh guốc có điểm đặt riêng rẽ phía lực dẫn động - Cơ cấu phanh có điểm đặt riên rẽ phía guốc phanh có dịch chuyển : Sơ đồ phanh guốc có điểm đặt riêng rẽ phía guốc phanh có dịch chuyển - Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ phía lực dẫn động : TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt riêng rẽ phía - Cơ cấu phanh tự cường hóa : Cơ cấu phanh tự cường hóa b Cơ cấu phanh đĩa: a b a Phanh đĩa có giá đặt xilanh cố định b Phanh đĩa có giá đăt xilanh di động 1.Đĩa phanh; Giá đặ phanh; 3.Ống trượt TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Dẫn động phanh: a Dẫn động phanh khí : Dẫn động phanh khí loại cần, kéo, đòn, cáp cấu điều khiển cấu phanh Sử dụng đòn khí dùng dây cáp để dẫn động Dẫn động khí có ưu điểm độ tin cậy cao, lực phanh tác dụng vào bàn đạp lớn Nên phanh khí dùng phanh tay b Dẫn động phanh thủy lực (hệ thống phanh dầu): Hệ thống phanh dầu 1.Bàn đạp phanh; 2.Trợ lực phanh; 3.Xilanh phanh chính; 4.Càng phanh đĩa; 5.Má phanh đĩa; 6.Đĩa phanh; 7.Phanh trống; 8.Má phanh guốc Dẫn động thủy lực có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, có độ nhạy cao Tuy nhiên có nhược điểm tỷ số truyền dẫn động dầu không cao nên tăng lực điều khiển cấu phanh Hệ thống phanh dẫn động thủy lực thường sử dụng ôtô du lịch ôtô tải nhỏ TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng c Dẫn động phanh khí nén : Sơ đồ dẫn động phanh khí nén Trên sơ đồ loại dẫn động phanh khí nén, cụm a) cụm nguồn cung cấp khí nén gồm máy nén khí (1), điều chỉnh áp suất ( 2), lọc làm khơ khí (3), van chia van bảo vệ (4), bình chứa khí nén (5), (6) Cụm b) van phân phối (7) Các đường dẫn khí nén d) cụm c) cấu chấp hành d Dẫn động phanh khí nén – thủy lực: Để tận dụng ưu điểm hai loại dẫn động thủy lực khí nén người ta sử dụng hệ thống dẫn động phối kết hợp thủy lực khí nén Loại sử dụng xe tải trung bình V Lựa chọn phương án thiết kế Căn vào nhiệm vụ thiết kế môn học giao.Ta thiết kế hệ thống phanh ô tô dẫn động phanh khí nén, cấu phanh tang trống cầu trước sau Hệ thống phanh dẫn động khí nén sử dụng lượng khí nén để tiến hành phanh, người điều khiển không cần nhiều lực mà cần thắng lò xo đàn hồi van phanh khí nén để mở đường cấp khí nén từ bình chứa làm khí cấu chấp hành Nhờ mà hệ thống phanh khí cho phép điều khiển nhẹ nhàng, nhiên kết cấu van phanh khí nén cịn có lị xo đàn hồi đóng vai TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng trò tạo cảm giác bàn đạp cho người điều khiển Hệ thống phanh khí nén cịn có nhược điểm như: hệ thống dẫn động phức tạp, nhiều van điều khiển, kích thước lớn, độ chạm tác dụng khí nén lớn Sơ đồ hệ thống phanh khí nén Máy nén khí; Bình nắng nước dầu; Bình nén khí; Van phanh;5,6 Bầu phanh trước, sau;7 Bàn đạp; Đồng hồ đo áp suất; Cam quay; 10 Guốc phanh; 11 Tang trống Nguyên lý hoạt động: Máy nén khí cung cấp khí nén dẫn động từ động bơm khí nén qua bình lắng (2) đến bình chứa khí nén (3) Áp suất khống chế qua đồng hồ (8) Khi phanh, người lái đạp bàn đạp phanh đồng thời mở đường khí nén từ van phanh (4), khí nén từ bình chứa (3) qua van phân phối (4) đến bầu phanh (5,6) Màng bầu phanh bị ép qua cấu dẫn động phanh làm cam phanh (9) quay Vấu cam tỳ vào đầu guốc phanh, ép guốc phanh sát vào trống phanh thực trình phanh TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN HỆ THỐNG PHANH I Xác đinh moment phanh cần thiết Số liệu biết : - Bán kính bánh xe 260 - 20 • Bán kích thiết kế: r0 = B + d 25,4 = 260 + 20 25,4 = 514(mm) • Bán kính làm việc trung bình bánh xe: rbx = λ.r0 Trong λ = 0,94 hệ số kể đến biến dạng lốp ⇒ rbx = 0,94 514 = 483,16 (mm ) - Tải trọng tồn bộ: Ga = 9525 (kg) • Tải trọng phân bố lên cầu trước: Ga1 = 2575 (kg) • Tải trọng phân bố lên cầu trước: Ga2 = 6950 (kg) - Tọa độ trọng tâm theo chiều cao: hg = 1100 (mm) - Chiều dài sở: L = 3800 (mm) Khoảng cách từ tâm cầu trước sau đến trọng tâm ô tô: - Ta có: a= Ga L Ga ; b= Ga1.L Ga TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ - GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Thay số ta được: a= 6950.3800 = 2772, 9525 (mm) ; b= 2575.3800 = 1027,3 9525 (mm) Mô men phanh cần thiết cầu trước cầu sau: M pct1 - M pct xác định từ hệ phương trình sau: ϕ Ga rbx   M pct1 + M pct =  M b + ϕ hg  pct1 =  M pct a − ϕ hg • Với ϕ chọn hệ số bám bánh xe với mặt đường đá dăm ϕ = 0,55 0,55.9525.9,8.483,16 = 12402, 1207,3 + 0.55.1100 = =A 2772, − 0.55.1100 M pct1 + M pct = M pct1 • Vậy: M pct Mpct1=5647,4 (Nm) Mpct2=6755,3 (Nm) Ta có tỉ số A = 0,836 đạt yêu cầu thiết kế: A = 0, ÷ với tơ tải II TÍNH TỐN CƠ CẤU PHANH Chọn kích thước s, h, α1, α2 Ta chọn α1, α2 dựa vào giới hạn β, (β P =90o ÷ 120o ) h’ r h O C h” s TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Sơ đồ tính chọn thông số cấu phanh Bánh trước: Chọn β1t = β2t = βt =110o Chọn góc đầu má phanh guốc trước guốc sau bánh xe: α1t = 25o Chọn góc cuối má phanh guốc trước guốc sau bánh xe: α2t = 135o Với bánh sau ta chọn tương tự bánh trước: Góc ơm má phanh βs = 110o Góc đầu má phanh α1s = 25o Góc cuối má phanh α2s = 135o Đường kính trống phanh tính sau: dt = (0,8 ÷ 0,85 )rbx =(0,8 ÷ 0,85).483,16 = 386,53 ÷ 410,67 (mm) Vậy chọn đường kính tang trống: dt= 410 (mm) rt = Suy bán kính tang trống: dt 410 = = 205 2 (mm) Khoảng cách hai điểm tỳ guốc phanh: h = (0,8÷ 0,85).dt ⇒ h = (0,8 ÷ 0,85).410 = 328 ÷ 348,5 (mm) Chọn h = 340 (mm) ⇒ h’ = h” = h 340 = = 170 2 (mm) l TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng   Khoảng cách từ tâm O cấu phanh đến điểm tuỳ cố định guốc phanh: s= h" 170 = = 174 o cos12,5 cos12,5o (mm) Tính lực dẫn động phanh P Sơ đồ lực dẫn động P Để tính lực dẫn động cần thiết P tạo momen phanh yêu cầu cấu phanh, ta cần xây dựng mối quan hệ lực dẫn động momen phanh tạo Xét cân guốc phanh với giả thiết: Áp suất phân bố điều theo chiều rộng má phanh Quy luật phân bố áp suất theo chiều dài má phanh không phụ thuộc vào giá trị lực ép tác dụng lên guốc có dạng tổngC quát: q = qmax Ψ( α ) Trong đó: qmax áp suất cực đại má phanh  ψ(α) hàm phân bố áp suất Hệ số ma sát trống phanh má phanh không phụ thuộc vào chế độ phanh Khi phanh, phần tử vô bé dα chịu tác dụng lực: Lực pháp tuyến: dN = q.b.r dα Lực ma sát: dFt = µ.dN = µ.q.b.r.dα TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Lực ma sat tạo moment phanh: dMp = dFt.r = µ.q.b.r2.dα = µ.qmax.b.r2.Ψ(α).dα Tích phân biểu thức từ α1 đến α2 ta momen tổng guốc phanh α2 ∫ Ψ( tương ứng tạo ra: Mp = µ.qmax.b.r2 α1 α) dα Sau tìm qmax cách viết phương trình cân momen điểm quay (C) ta tính mômen tổng hai guốc phanh: P1 h1 μ MpΣ = (MP1+ MP2 ) = A1 − μ.B1 + P2 h2 μ A2 + μ.B2 Trong đó: MP1 : mơmmen phanh sinh má phanh trước MP2 : mômmen phanh sinh má phanh sau P1 : lực tác dụng lên guốc trước P2 : lực tác dụng lên guốc sau µ : Hệ số ma sát trống phanh má phanh, chọn µ = 0,35  α2  A =  s ∫ Ψ ( α ) sin α d ( α ) ÷  α1   α2   rt ∫ Ψ ( α ) d( α ) ÷  α1   α  B = −  s ∫ Ψ ( α ) cos α dα ÷   α  α2   rt ∫ Ψ ( α ) dα ÷  α1   Xe thiết kế với dẫn động khí nén có guốc bố trí đối xứng thì: Cơ cấu phanh trước có P1t = P1s = P1 Cơ cấu phanh sau có P2t = P2s = P2 A1 = A2 = A; B1 = B2 = B vaì h’ = h” = h TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Vậy lực tác dụng lên guốc phanh trước lực tác dụng lên guốc phanh sau lực tác dụng lên guốc phanh cấu phanh ( Do đó: M P ∑ A − µ B P = A.h.µ ) Chọn phân bố áp suất theo chiều dài má phanh đều, Ψ(α) = A= s ( cos α1 − cos α ) rt α − α1 o o 174 ( cos 25 − cos135 ) 180 A= = 0,714 205 (135 − 25) 3,14 ⇒ B = 1− s ( sin α − sin α1 ) rt α − α1 B = 1− ( ⇒ 174 (sin135o − sin 25o ) 180 ) = 0,874 205 (135 − 25) 3,14 Vậy, lực tác dụng lên má phanh cấu phanh cầu trước: P1 = M pct1 ( A2 − µ B ) P1 = ⇒ A.h.µ 5647, ( 0, 714 − 0,352.0,874 ) 2.0,35.0,34.0, 714 = 13832, (N) Lực tác dụng lên má phanh cấu phanh sau: P2 = P2 = ⇒ M pct ( A2 − µ B ) A.h.µ 6755,3 ( 0, 714 − 0,352.0,874 ) 2.0,35.0,34.0, 714 = 16546 (N) TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Vậy lực tác dụng lên guốc phanh cấu trước cấu sau là: 13832, P1 = P2 = (N) 16546 (N) Kiểm tra tượng tự siết Hiện tượng tự siết xảy má phanh bị ép sát vào trống phanh lực ma sát mà không cần lực dẫn động Lúc phương diện lý thuyết mà nói Mp tiến đến vơ Ta có: MP1 = P1 µ.h A − µB Do để tránh tượng tự siết phải đảm bảo điều kiện: A - µB > Tức : µ < A 0, 714 = = 0,82 B 0,874 Thoả mãn với hệ số ma sát ta chọn µ = 0,35 Xác định kích thước má phanh Chiều rộng má phanh xác định sở đảm bảo công ma sát riêng, áp suất bề mặt ma sát tải trọng riêng quy ước Từ điều kiện phân bố áp suất theo chiều dài (Ψ(α)=1), ta có: α2 α2 α1 α1 M P = ∫ dM P = ∫ µ qmax b.rt dα ⇒ M P = µ qmax rt b.β Trong đó: Mp moment phanh má phanh sinh Vì momen phanh yêu cầu sinh cấu phanh sau lớn cấu phanh trước tượng tự siết nên ta cần tính tốn tìm b má phanh trước cấu phanh TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng cầu sau Sau ta chọn bề rộng má cịn lại để tiêu chuẩn hoá sản phẩm M P2 = P2 h.µ 16546.0,34.0,35 = = 4824, A − µ B 0, 714 − 0, 35.0,874 (Nm) Áp suất sinh toàn bề mặt ma sát phải thỏa mãn điều kiện: q= M P2 ≤ [ q] μ.b.rt β Trong đó: [q]: áp suất cho phép phân bố má phanh, [q] = 1,5 (MN/m2) b: bề rộng má phanh b≥ M P 180 µ rt β π [ q ] b ≥ 4824, 7.180 = 0,114 0,35.0, 2052.110.3,14.1, 5.106 ⇒ (m) Vậy ta chọn bề rộng má phanh trước sau nhau: bt = bs = b = 120 (mm) Kiểm tra chiều rộng má phanh theo tải trọng P= Ga g ≤ [ P] F ∑ Trong : [ P] : tải trọng riêng lớn cho phép F∑: tổng diện tích tất má phanh F = 8.rt β π b /180 = 8.0,12.0, 205.110.3,14 180 = 0,378 ∑ q= Suy : 9525.9,8 = 0, 25.106 0,378 (N/m2) (m2) TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ô tô GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng So với điều kiện thỏa mãn Vậy chọn b = 120 (mm) Tính cơng ma sát riêng Cơng ma sát riêng L ms tỉ số công ma sát sinh phanh ơtơ từ tốc độ trung bình đến dừng tổng diện tích FΣ tất má phanh Ta có cơng Lms = thức tính cơng ma sát riêng : GaVa 2 gF∑ (KG/m) Với Va vận tốc ôtô bắt đầu phanh, chọn Va = 60 (km/h) = 16,66 (m/s) Lms = ⇒ Ta thấy: Ga Va 9525.16, 662 = = 35, 7.104 2.g F∑ 2.9,8.0,378 Lms ≤ [ Lms ] = ( 400 ÷ 1000 ) (KG/m) = 357 (J/cm2) (J/cm2) → Thỏa mãn Kiểm tra tăng nhiệt tang trống Trong trình phanh động ôtô chuyển thành nhiệt trống phanh phần ngồi khơng khí Sự tăng nhiệt trống phanh là: ∆t = Trong đó: GaV0 ≤ [ ∆t ] gmt C [ ∆t ] ≤ 150 K mt V0 khối lượng tang trống, chọn mt = 10 kg = 8,3 (m/s) 9525.8.32 ∆t = 2.9,8.10.482 Vậy: ; C = 482 (J/kg.K) =6,95 < [ ∆t ] Như tăng nhiệt độ trống phanh trình làm việc đạt yêu cầu kỹ thuật TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng I TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG PHANH II Tính tốn lượng khí nén Máy nén khí chọn cho đảm bảo yêu cầu sau: - Nạp nhanh bình chứa sau khởi động động - Giữ áp suất hệ thống gần với áp suất tính tốn phanh liên tục Trên thực tế máy nén khí làm việc khoảng 10 20% thời gian làm việc ôtô, bình chứa nạp đầy máy nén khí chuyển sang chế độ chạy không tải Các thông số kỹ thuật máy nén khí: Chọn máy nén khí loại piston hai xy lanh có thơng số sau: - Số lượng xilanh: i = đặt thẳng hàng - Đường kính xilanh: d = 52 mm - Hành trình piston: S = 38 mm - Số vòng quay máy nén khí: n = 1700 v/p - Tỷ số truyền đai: itđ = η - Hiệu suất truyền khí máy nén khí = 0,6 Năng suất máy nén khí (lưu lượng): Xe thiết kế sử dụng bình khí nén, dung tích bình 140 lít Vậy tổng lượng khí nén bình là: x 140 = 560 (l) Năng suất máy nén khí tính theo cơng thức kinh nghiệm sau: (l/ph) Q= 3,14.0,52 0,38.2.1700.0, = 164,5 (l/ph) Kết luận: Sau phút máy nén nạp được: x 164,5 = 658 (l), khí nén đảm bảo nạp đầy tất bình chứa Van phân phối dẫn động hai dịng Van phân phối dùng để đóng mở hệ thống phanh (cung cấp ngừng cung cấp khí nén) theo yêu cầu người lái Van phân phối phận quan trọng truyền động phanh khí Nó đảm bảo độ nhạy truyền động q trình phanh tốt TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Sơ đồ nguyên lý làm việc van phân phối 33 10 32 31 11 30 12 13 A II 14 III 15 29 16 28 27 17 18 26 19 25 I IV 20 24 21 23 22 Van phân phối 1:đòn mở; 2:Vít chỉnh; 3:Chụp cao su; 4:Chốt; 5:Con lăn; 6:Cốc ép; 7:Nắp; 8:Đai ốc; 9:Bích chặn; 10,16,20,27:Phớt làm kín; 11:Bulơng điều chỉnh; 12:Lò xo piston tuỳ động; 13,24:Lò xo van; 14,19:Tấm bạc lót; 15:Piston nhỏ; 17:Van dưới; 18:Ty đẩy piston nhỏ; 21:Cửa xả; 22:Vòng hãm; 23:Vỏ van xả; 25:Vỏ ngăn dưới;26:Lò xo piston nhỏ;28:Piston lớn; 29:ống van; 30:Piston tuỳ động; 31:Phần tử đàn hồi; 32:Vỏ ngăn ; 33:Mặt bích; I,II: Cửa vào từ bình khí; III,IV: cửa bầu phanh Nguyên lý hoạt động van phân phối dẫn động hai dịng: TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Để tăng tính an tồn cho hệ thống phanh dẫn động khí nén ta sử dụng loại van phân phối dẫn động hai dịng Có nghĩa có hai dịng khí dẫn động từ bình chứa khí qua van phân phối đến bầu phanh bánh xe Van có hai ngăn gọi ngăn ngăn ngăn có van nạp van xả piston điều khiển Khi chưa phanh lò xo 13 24 giữ cho van ngăn ngăn đóng cửa nạp nên khí nén từ bình khí tới cửa I,II bị chặn lại thường trực Khi phanh địn mở quay quanh chốt cố định ép lăn tì lên cốc ép làm cốc ép xuống Khi khắc phục xong khe hở tự cốc ép bích chặn bích chặn ép phần tử đàn hồi 31 tì vào piston tuỳ động 30 làm piston xuống Khi đế van xả ( nằm piston tuỳ động) hết khe hở với nắp van van xả đóng lại van nạp bắt đầu mở Khi ngăn khí nén từ cửa II qua van nạp ngăn thông sang III để dẫn đến bầu phanh bánh xe Đồng thời với trình cửa III có lỗ A thơng với khoang B ( Phía piston lớn 28) nên dịng khí có áp suất tác dụng nên mặt piston lớn 28 làm đẩy piston nhỏ xuống Khi khe hở đế van xả nắp van khắc phục van nạp bắt đầu mở Khi khe hở đế van xả nắp van khắc phục van nạp bắt đầu mở Khí nén từ I qua van nạp ngăn thông sang cửa IV để dẫn đến bầu phanh bánh xe Như cấu khí trực tiếp điều khiển van nạp ngăn van nạp ngăn khí nén điều khiển sau van nạp ngăn mở Như có nghĩa dịng nối với ngăn có tác dụng trước so với dịng nối với ngăn Vì dòng nối với ngăn thường dẫn tới bầu phanh bánh xe phía sau nhằm mục đích giữ ổn định cho ơtơ phanh Khi thơi phanh tác dụng lò xo hồi vị cốc ép 6, bích chặn piston tuỳ động 30 lên Van nạp đóng lại van xả mở Khí nén từ bình chứa khí cung cấp cịn khí nén từ bầu phanh từ cửa III qua cửa xả theo đường thoát ngồi Cịn ngăn khoang B áp suất nên piston lớn 28 piston nhỏ 15 bị lị xo hồi vị 26 đẩy vị trí phía Van nạp ngăn đóng lại van xả ngăn mở ra, ngắt khí nén từ bình chứa khí khí nén từ bầu phanh theo đường ngồi Tính tốn van phân phối: Ta xét sơ đồ tính tốn sau: TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Pb Pb I II III Iv Q Sơ đồ tính Ph van phân phối Ph Lực Q hình truyền từ bàn đạp tới, vậy: Q =Qbđ.ibđ Trong đó: Qbđ lực tác dụng lên bàn đạp phanh ([Qbđmax] = 600 700 N) ibđ tỷ số truyền dẫn động bàn đạp chọn ibđ = Khi phanh lò xo tuỳ động nén lại đoạn l Vậy ta có: Q = l.c Với hành trình bàn đạp: S = l.ibđ Suy ra: Q = c.S/(i2bđ), với c: độ cứng lũ xo Vậy ta thấy lực bàn đạp tỷ lệ với hành trình bàn đạp Xét hệ van piston tuỳ động: Q = Pm + Pv ; Pm = (p2- p1)Fm ; Pv = (p3- p2)Fv Với: p1: áp suất khí p2- p1 = ph : áp suất làm việc hệ thống p3- p1 = pb : áp suất bên bình chứa khí Fp: diện tích màng phanh để điều khiển van Fv: diện tích van điều khiển Ta có: ph= [Qbđ.ibđ - (p3- p2)Fv] Có thể coi gần : ph = Qbđ = pb TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ô tô GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng Suy ra: Qbđ = Fm.pb/ibđ Mà: Fm = π2 (d22 – d1 2) Trong đó: d1 đường kính piston tầng trên, chọn d1= 30 (mm) d2 đường kính piston tầng dưới, chọn d2= 40 (mm) Thay số ta được: Fm= 1,73 10-3 (m2) Để Qbđ đạt giá trị lớn pb = pbmax = 7.105 (N/m2) Thay vào cơng thức ta được: Qbđmax = 241 (N) < [Qbđmax] Với giá trị bàn đạp đảm bảo điều kiện phanh phù hợp cho người lái, nhẹ nhàng mà khơng gây cảm giác Tính tốn bầu phanh Kết cấu bầu phanh 10 3:Tấm 11 đẩy; 1:Vỏ trước bầu phanh;122:Thanh đỡ lò xo; 4:Màng phanh; 5:Lò xo hồi vị; 6:Vỏ sau bầu phanh; 7:Bu lông lắp bầu phanh; 8:Thanh truyền động; 9:Tấm đỡ lò xo; 10:Đai ốc hãm; 11:Lị xo hồi vị;12:Bulơng Ngun lý làm việc bầu phanh: Khí nén cung cấp từ van phân phối dẫn động đến bầu phanh bánh trước bầu phanh bánh sau Dưới tác dụng áp suất khí nén tác dung lên màng phanh phía sau làm cho mang phanh dãn chạm vào đỡ lò xo ép lò xo lại làm cho truyền dịch chuyển theo sang bên phải tác dụng vào cam TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng cấu phanh làm phanh bánh xe Khi không phanh áp suất giảm xuống màng phanh lại co lại nhờ vào lò xo hồi vị đẩy truyền sang trái thơi phanh Tính tốn bầu phanh: Ta có sơ đồ tính sau: p ph l P1 h Sơ đồ P2 tình bầu phanh Từ sơ đồ tính ta có: P.l = (P1 + P2).h/2 P= π D p h η1η − Plx Suy ra: D= h   ( P1 + P2 ) + Plx  2l   π phη1η2 Trong đó: h1: Hệ số nạp, chọn h1 = h2: Hiệu suất khí, chọn h2 = 0,95 ph: áp suất làm việc hệ thống (ph = 2.105 N/m2) Plx: lực lò xo hồi vị piston (Thường chọn có độ cứng C =1,53,5 KN/m với lực lị xo Plx = 80150 N) Chọn Plx = 100 N h: Khoảng cách hai điểm đặt lực h = 0,02 (m) l: Khoảng cách từ đẩy đến tâm cam l = 0,1 (m) P1,P2 : Lực tác dụng lên cam: P1 = 13832,4 (N) ; P2 = 16546 (N) TKMH Kết Cấu Tính Tốn Ơ tơ GVHD: Th.s Trương Mạnh Hùng 0, 02   (13832, + 16546) + 100  2.0,1   3,14.2.10 1.0,95 Suy ra: D = Lò xo hồi vị chọn số vòng làm việc n = (vòng) Đường kính dây lị xo: d = 0,004 (m) Đường kính trung bình vịng lị xo: Dtb = 0,038 (m) Môđun đàn hồi vật liệu G = 8.104 (Mpa) = 0,075 (m)