THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH GUỐC CẦU SAU, DẪN ĐỘNG THỦY LỰC, LOẠI XE KHÁCH NHỎ

Hệ thống phanh đảm bảo cho xe chạy an toàn ở tốc độ cao nâng cao năng suất vận chuyển .là hệ thống rất quan trọng không thể thiếu đợc trên ô tô Hệ thống phanh giúp cho ô tô ở nguyên vị

Thiết kế hệ thống phanh

Loại xe : khách nhỏ

Các thông số cho trớc : Ga1= 645 KG

Ga2 = 695 KG

L = 2400mm

hg = 596 mm

Lốp : 6-13

Yêu cầu thiết kế :

Loại phanh guốc ( cầu sau )

Loại dẫn động phanh : thuỷ lực

I.Công dụng :

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn Hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó và giữ cho ô tô ở các dốc không bị trôi

Hệ thống phanh đảm bảo cho xe chạy an toàn ở tốc độ cao nâng cao năng suất vận chuyển là hệ thống rất quan trọng không thể thiếu đợc trên

ô tô

Hệ thống phanh giúp cho ô tô ở nguyên vị trí khi ô tô đã dừng hẳn mà không bị trôi dới tác dụng khác (phanh tay)

Phanh guốc là loại phanh đợc sử dụng phổ biến, nó là bộ phận trực tiếp giảm tốc độ của bánh xe ô tô nó đợc dung ở hầu hết trong các loại xe khách vì có u điểm hơn các loại phanh khác đặc biệt nhngx u điểm đó thì chỉ phanh guốc mới đảm bảo đợc an toàn cho xe có trọng tải lớn Phanh guốc còn đợc sử dụng trên các loại xe con nhng hiện nay những xe con hiện đại không sử dụng phanh guốc mà sử dụng phanh đĩa là chủ yếu vì tải trọng nhỏ, gọn nhẹ, đáp ứng đợc yêu cầu của loại xe con

đặc điểm của loại phanh guốc là loại phanhcos kết cấu to, cồng kềnh, các má phanh hay bị mòn và phải làm từ những vật liệu tốt để chịu đợc mài mòn và nhiệt độ cao Để điều khiển hệ thống phanh guốc nhẹ nhàng, thuận tiện cho ngời lái, nâng cao tính an toàn, tin cậy cho xe trên đờng vận chuyển ngời ta dùng bộ diều khiển trợ lực phanh chân không

II.Yêu cầu với hệ thống phanh

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của xe đảm bảo chức năng an toàn, chủ động.Hệ thống đó phải thoả mãn yêu cầu sau :

+ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trờng hợp + Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định ô tô khi phanh

+ Có độ nhạy cao để thích ứng với mọi trờng hợp nguy hiểm

+ Đảm bảo việc phân bố mô men phanh trên các bánh xe phải theo

nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trl][ngj bám khi phanh với mọi cờng độ + Không có hiện tợng tự xiết

+ Thoát nhiệt tốt

+ Có hệ số ma sát cao và ổn định

+ Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh

+ Độ tịn cậy, tuổi bền sử dụng và tuổi thọ cao

+ Mô men phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điều khiển bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (nh tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trờng) +Vật liệu chế tạo tấm ma sát phải thoả mãn yêu cầu sau:

-Có hệ số ma sát giữa các cặp bề mặt làm việc cao (0,3-0,35)

-Hệ số ma sát ổn định khi bị đốt nóng và tốc độ trợt lớn , khi bị dính dầu , bụi nớc

-ở nhiệt độ (300-400) vẫn có độ cứng lớn

-Loại vật liệu sợi atbtet có độ dính hữu cơ đợc dùng nhiều đôi khi dùng chất dẻo lấy từ êbônit.Trong tơng lai dùng kim loại gốm Loại này đáp ứng dợc các yêu cầu trên

+Dẫn động phanh dầu cố các u điểm sau:

- có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thực tế

- Có hiệu suất cao

- Có độ nhạy tốt

- Kết cấu đơn giản

- Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

+khuyết điểm

- Không thể tạo đợc tỉ số truyền lớn.Vì thế phanh dầu không có cờng hoá chỉ dùng cho ôtô có trọng lợng toàn bộ nhỏ

- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn

- Khi có chỗ nào bị dò(chảy dầu)thì cả hệ thống phanh đều không làm việc đợc.Khắc phục nhợc diểm này bằng dẫn động phanh hai dòng

TíNH TOáN THIếT Kế

phanh

Mô men phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh của ôtô phải thoả mãn các yêu cầu sau:

+ Có thể giảm đợc tốc độ của ôtô đến một giá trị nào đó hoặc đến lúc cho

xe dừng hoàn toàn với gia tốc chậm dần j nằm trong giới hạn cho phép + Đạt hiệu quả phanh cao nhất và đảm bảo sự ổn định của xe khi

phanh,có nghĩa là mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của 1trục bánh xe tỉ

lệ thuận với tải trọng thảng đứng tác dụng lên trục đó

+ Sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám với mọi cờng độ phanh

+ Xét ô tô đứng yên trên đờng bằng

+ Theo lí thuyết ô tô khi sử dụng trọng lợng bám hoàn toàn với mọi cờng

độ phanh:G =Ga1 +Ga2 = 645 +695 = 1340 (KG)

∑MB = 0 ⇔ Z1.L=G.b ⇒b=(Z1/G).L=645.2400/1340 =1155mm ⇒a=L- b=2400 -1155=1245mm

phanh,mô men phanh cần thiết sinh ra ở 1 cơ cấu phanh của một cầu trớc cầu sau là:

ϕ - Hệ số bám giữa lốp và mặt đờng ϕ = 0,78

rbx -Bán kính bánh xe

ro - bán kính tự do của bánh xe ro = (6 +20/2).25,4 = 406,4mm

λ- Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp λ = 0,933

rbx = r0λ = 0,933.406,4 = 379 mm

II Xác dịnh mô men phanh sinh ra giữa má phanh và trống phanh

Chọn cơ cáu dẫn động phanh dầu có 2 xi lanh riêng biệt có điểm đặt cố

định về 1phía

M1 =M2 = Mp2/2 =89582/2 = 44791 KGmm

III Xác định các thông số hình học của cơ cấu

phanh

1> Chọn các thông số hình học cơ bản

d: đờng kính vành bánh xe

d = 13.25,4 = 330,2 mm

rt bán kính trống phanh ; chọn rt = 200mm

a = c =0,8.200 = 160 mm

e = 0,85 rt = 0,85 200 = 170mm

β0 = 950 = 95.3,14/180 = 1,65rad

à : Hệ số ma sát ;à = 0,35

Theo công thức (10.24a) thừa nhận quy luật phân bố áp suất đều,bề rộng của má phanh đợc tính theo điều kiện bền của nó :

.b = M2/(àβ0 (rt)2 [q])

[q] : áp suất cho phép :[q] = 1,5 MN/m2 = 0,15 KG/mm2

bx

p G a k hg r

M ( ) .

2.L

2

1340

(1383 0,5.596).0,78.379 89582( ) 2.2400

p

2 Kiểm tra công ma sát riêng

Chúng ta thừa nhận rằng toàn bộ động năng của xe ô tô chạy với tốc độ

v0

Khi bắt đầu phanh 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]

Trong đó : G -Trọng lợng toàn bộ của ô tô khi chất tải (N)

G = 1340 KG = 13400N

V0 : vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh

V0 = 60km/h = 16,6 m/s

g- gia tốc trọng trờng g = 9,81 m/s2

F∑ : tổng diện tích toàn bộ má phanh của các cơ cấu phanh

Diện tích : F∑ = 8.b rt β0

⇒ F∑ = 8.13.200.1,65 = 34320mm2 = 0,034 m2

Trị số công ma sát riêng cho phép đối với cơ cấu phanh là

[L] = 7.104 J/ m2 = 7.107 / m2

vậy L = (13400.16,62 )/(2.9,81.0,034) = 5.5.106 N/ m2

Thời hạn phục vụ má phanh phụ thuộc vào công ma sát riêng công này càng lớn thì nhiệt độ phát ra khi phanh càng cao , tang phanh càng bị nóng nhiều và má phanh chóng bị hỏng

3> Kiểm tra tỉ số đánh giá thời gian làm việc của má phanh

Theo công thức 10.26

γ = m/ F∑

Trong đó : m - khối lợng toàn bộ của ô tô khi chất tải

m =G/g = 13400/9,81 = 1366 kg

F∑ : Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ô tô ở tất cả các cơ cấu phanh

F∑ = 0,034m2

[γ]- Tỉ số đánh giá thời gian làm việc cho phép của má phanh

[γ] = 2,5 104 kg/ m2

γ = 1366/0,034 = 40176 kg/ m2

4.Kiểm tra sự tăng nhiệt độ của trống phanh

Trong đó : G – Trọng lợng toàn bộ của ô tô khi chất tải

v1,v2: vận tốc ban đầu và vận tốc cuối cùng của quá trình phanh (m/s)

v21 - v22 = ∆v2 = 30 km/h = 8,3 (m/s)

c: Nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng

đối với thép và gang c = 500 j/kgdộ

mp : khối lợng các trống phanh và chi tiết liên quan với chúng bị nung nóng mp = 160 kg

T =(13400.8,32)/(2.9,81.160.500) = 0,060C

[T]: Không quá 150C cho trờng hợp

v1 = 30 km/h

v2 = 0

c m g

v v G T

p 2

) ( 1 − 2

=

IV thiết kế dẫn động phanh

1 Trên cơ sở xác định mômen phanh cần sinh ra mà các cơ cấu phanh phải đảm bảo các định đợc lực dãan động phanh cần thiết

M2 = (p.f.h.Rt)/(0,5.h – f.Rt)

Trong đó : f- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh f = 0,3

Rt - Bán kính trống phanh Rt = 200 mm

h = a + c = 2 160 = 320 mm

2 Thiết kế xi lanh phanh bánh xe

Số liệu cho trớc

+Lực dẫn động phanh cần thiết P(N)

+áp suất cho phép trong đờng ống [p] = 11MN/mm2

+đờng kính của xi lanh bánh xe

P = [p].π.d2 /4

3.Thiết kế xi lanh chính

Số liệu cho trớc

+ Lực dẫn động phanh cần thiết : P = 4050N

+Đờng kính xi lanh bánh xe d = 21,6mm

+Lực tác dụng lớn nhất lên bàn đạp Qbđmax[N]

Qbđmax = 750 N

+ Tỉ số truyền của hệ thống đong bẩy từ bàn đạp đến thanh đẩy của xi lanh chính

ibđ = 2,3

Số liệu cần xác định

Đờng kính của xi lanh chính D(mm)

P = Qbđmax. ibđ.d2/D2 = 14(mm)

4.Kiểm tra lực tác dụng lên bàn đạp

N KG

R h

f

R f h M

P

t

200 320 3 , 0

) 3 , 0 200 320 5 , 0 (

77798

.

)

5

,

0

.(

2

mm p

p

11 14 , 3

4050 2

]

.[

=

π

lực tác dụng lên bàn đạp có thoả mãn điều kiện cờng độ làm việc của ngời lái hay không

Theo 10.22

Qbđmax = ([p].π.D2)/(4. ibđ) ≤ [Qbđmax]

⇒ Qbđmax = ([p].π.D2)/(4. ibđ) = 735N

Vậy Qbđmax = 735 < 750 = Qbđamax

Vậy chúng ta phải thêm bộ trợ lực

[Qbđmax] = ([p].π.D2)/(4. ibđ.kc)

⇒ kc : hệ số cờng hoá của bộ trợ lực chân không

kc = ([p].π.D2)/(4. ibđ Qbđmax) = 0,98

5.Hành trình của bàn đạp

Hành trình toàn bộ của bàn đạp Sbđ đối với dẫn động phanh bằng chất lỏng đợc tính trên cơ sở tính thể tích chất lỏng cần ép ra khỏi xi lanh c Trong đó d1,d2 :đờng kính xi lanh bánh xe ở cơ cấu phanh trớc và sau S1 và S2 : hành trình pistong của các xi lanh bánh xe ở cơ cấu phanh bánh trớc và bánh sau

δ0 : Khe hở giữa pistong của xi lanh chính cà thanh đẩy nối với bàn đạp

δ0 = 1,8mm

D: Đờng kính của xi lanh chính

η : Hệ số bổ sung có tính đến trờng hợp phanh ngoặt thể tích của dẫn

động chất lỏng tăng lên η = 1,08

δ: Khe hở trung bình giữa má và trống phanh : δ = 0,3

λ : Độ mòn hớng kính cho phép của má phanh

λ =1,3mm ⇒ S1 =S2 =6,4

Vậy Sbđ = 155mm

[Sbđ] = 180mm