Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án cần thiết cho các bạn học ngành xe giúp hiểu rõ quy trình thiết kệ một hệ thống phanh điểm hình, tính toán dựa theo các công thức, và được áp dụng vào thực tế cao.các bước tính toán, thứ tự thiết kế, đi kèm các bản vẽ có sẵn như cơ cấu phanh trước, bộ điều hòa phanh, sơ đồ dẫn động phanh, bầu trợ lực phanh, các bản vẽ khác đi kèm giúp hiểu rõ hơn kết cấu của hệ thống phanh trên xe
Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành mục lục Trang Mục lục Lời nói đầu Chơng 1: Tổng quan hệ thống phanh xe ôtô 1.1 Công dụng phân loại, yêu cầu hệ thống phanh 1.2 Kết cấu hệ thống phanh Chơng 2: Lựa chọn phơng án thiết kế 20 2.1 Sơ đồ dẫn động phanh điển hình 20 2.2 Kết cấu số cụm chi tiết 23 2.3.Chọn phơng án thiết kế 30 Chơng 3: Thiết kế tính toán hệ thống phanh32 3.1 Thông số xe tham khảo 32 3.2 Tính toán xây dựng hoạ đồ 32 3.3 Tính bền cấu phanh 41 3.4 Tính dẫn động . 53 Chơng 4: Tính toán khảo sát trình phanh .69 4.1 Cơ sở lí thuyết điều hoà lực phanh 69 4.2 Tính toán khảo sát trình phanh ôtô trọng tải lớn 71 Kết luận chung 91 Tài liệu tham khảo 92 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Lời nói đầu Ngành ôtô - máy kéo chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân nói chung giao thông vận tải nói riêng, định phần không nhỏ tốc độ phát triển kinh tế quốc gia Ngày phơng tiện vận tải ngày phát triển hoàn thiện đại, đặc biệt ngành ôtô có vợt bậc đáng kể Các thành tựu kỹ thuật nh điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn nh phơng pháp tính toán đại đợc áp dụng ngành ôtô nớc ta nay, xe ô tô lu hành chủ yếu nớc ngoài, đợc lắp ráp nhà máy liên doanh có phần xe nhập cũ, loại xe đa dạng chủng loại mẫu mã nh chất lợng Trong loại xe xe tải đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế đất nớc Xe tải phục vụ chủ yếu ngành khai khoáng, xây dựng,vận tải hàng hoá Với đặc thù địa hình Việt Nam với 70% diện tích đồi núi Đờng xá thờng khó khăn có nhiều dốc cao dài, xe lại thờng xuyên chở tải Do yêu cầu phải có hệ thống phanh tốt đảm bảo an toàn trình vận tải, đồng thời nâng cao đợc hiệu phanh độ ổn định phanh Trên sở em đợc giao đề tài: Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho ôtô tải tám Nội dung đề tài bao gồm: - Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh ôtô - Tính toán, thiết kế hệ thống phanh - Tính toán khảo sát trình phanh ôtô Đề tài đợc tiến hành môn Ô tô trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Sau ba tháng thực hiện, với cố gắng, nỗ lực thân em hoàn thành công việc yêu cầu đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS.Phạm Hữu Nam Thầy môn giúp đỡ, hớng dẫn tận Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành tình tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, Ngày tháng năm 2005 Sinh viên thực Vũ Thành Đông Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Chơng Tổng quan hệ thống phanh 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô đến giá trị cần thiết dừng hẳn ôtô; - Giữ ôtô dừng đỗ đờng dốc 1.1.2 Phân loại a) Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh đợc chia thành loại sau: - Hệ thống phanh (phanh chân); - Hệ thống phanh dừng (phanh tay); - Hệ thống phanh dự phòng; - Hệ thống phanh chậm dần (phanh động cơ, thuỷ lực điện từ) b) Theo kết cấu cấu phanh Theo kết cấu cấu phanh hệ thống phanh đợc chia thành hai loại sau: - Hệ thống phanh với cấu phanh guốc; - Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa c) Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh đợc chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động khí; - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động khí nén; - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động có cờng hoá d) Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh có hệ thống phanh với điều hoà lực phanh e) Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh Theo khả khả chống bó cứng bánh xe phanh có hệ thống phanh với chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS) 1.1.3 Yêu cầu Hệ thống phanh ôtô cần đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe nghĩa đảm bảo quãng đờng phanh ngắn phanh đột ngột trờng hợp nguy hiểm; - Phanh êm dịu trờng hợp để đảm bảo ổn định chuyển động ôtô; - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn; - Dẫn động phanh có độ nhạy cao; - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám phanh cờng độ khác nhau; - Không có tợng tự xiết phanh; - Cơ cấu phanh thoát nhiết tốt; - Có hệ số ma sát trống phanh má phanh cao ổn định điều kiện sử dụng; - Giữ đợc tỉ lệ thuận lực bàn đạp với lực phanh bánh xe; - Có khả phanh ôtô đứng thời gian dài 1.2 Kết cấu hệ thống phanh Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh phanh dừng phanh thờng phanh bánh xe hay gọi phanh chân phanh dừng thờng phanh tay, phanh tay thờng đợc bố trí sau trục thứ cấp hộp số bố trí bánh xe Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Việc dùng hai phanh, phanh phanh phụ đảm bảo độ an toàn ôtô chuyển động dừng hẳn Hệ thống phanh có hai phần cấu phanh dẫn động phanh - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đợc bố trí bánh xe nhằm tạo mômen hãm bánh xe phanh ôtô - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà dẫn động phanh bao gồm phần tử khác Ví dụ dẫn động khí dẫn động phanh bao gồm bàn đạp thanh, đòn khí Nếu dẫn động thuỷ lực dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) ống dẫn 1.2.1 Cơ cấu phanh a) Cơ cầu phanh đĩa Cấu tạo cấu phanh đĩa đợc thể hình Các phận cấu phanh đĩa bao gồm: - Một đĩa phanh đợc lắp với moayơ bánh xe quay bánh xe; - Một giá đỡ cố định dầm cầu có đặt xi lanh bánh xe; - Hai má phanh dạng phẳng đợc đặt hai bên đĩa phanh đợc dẫn động pittông xi lanh bánh xe; Có hai loại cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định loại giá đỡ di động * Loại giá đỡ cố định (hình 1.2.1): áp suất thuỷ lực Giá cố định Pittông Má phanh Giá bắt Đĩa phanh Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Hình 1.2.1 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định Loại này, giá đỡ đợc bắt cố định dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe hai phía đĩa phanh Trong xi lanh có pittông, mà đầu tì vào má phanh Một đờng dầu từ xi lanh đợc dẫn đến hai xi lanh bánh xe Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh qua ống dẫn đến xi lanh bánh xe đẩy pittông mang má phanh ép vào hai phía đĩa phanh thực phanh bánh xe Khi phanh dới tác dụng lò xo hồi vị bàn đạp phanh đợc trả vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe hồi trở xi lanh chính, tách má phanh khỏi đĩa phanh kết thúc trình phanh * Loại giá đỡ di động (hình 2): loại giá đỡ không bắt cố định mà di trợt ngang đợc số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động ngời ta bố trí xi lanh bánh xe với pittông tì vào má phanh Má phanh phía đối diện đợc gá trực tiếp giá đỡ Chuyển động áp suất thuỷ lực Giá di động Má phanh Pittông Giá dẫn hướng Đĩa phanh Hình 1.2.2 Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động Bình thờng cha phanh giá đỡ di trợt ngang chốt nên tự lựa để chọn vị trí cho khe hở má phanh với đĩa phanh Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành hai bên nh Khi đạp phanh dầu từ xi lanh theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe Pittông dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh Do tính chất lực phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh lại tác dụng lực lên đĩa phanh theo hớng ngợc với lực má phanh pittông tác dụng Kết đĩa phanh đợc ép hai má phanh trình phanh bánh xe đợc thực b).Cơ cấu phanh guốc * Cấu tạo a b Hình 1.2.3 Cơ cấu phanh guốc a Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh cam - Guốc phanh; - Lò xo phanh; - Bầu phanh; - Giá đỡ bầu phanh; - Đòn trục cam; - Cam ép; - Lò xo lá; - Má phanh; - Trống phanh; 10 - Chốt guốc phanh b Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh xi lanh thuỷ lực - Chụp cao su chắn bụi; 2- Xi lanh; - Mâm phanh; - Lò xo; - Tấm kẹp; - Guốc phanh; - Má phanh * Nguyên lí hoạt động Khi đạp phanh lên bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn bẩy dẫn động làm quay cam phanh (6) đẩy guốc phanh ép sát vào trống phanh, Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành trống phanh má phanh xuất lực ma sát, tạo mô men phanh cản trở quay bánh xe Vì bánh xe mặt đờng xuất lực phanh.Khi tác dụng lên bàn đạp phanh, cam phanh (6) xoay vị trí ban đầu, lò xo (2) kéo guốc phanh tách khỏi trống phanh Quá trình phanh kết thúc 1.2.2 Các dạng dẫn động phanh a) Dẫn động phanh khí Dẫn động phanh khí gồm hệ thống thanh, đòn bẩy dây cáp Dẫn động phanh khí dùng để điều khiển nhiều cấu phanh khó đảm bảo phanh đồng thời tất bánh xe, độ cứng vững dẫn động phanh không nh nhau, khó đảm bảo phân bố lực phanh cần thiết cấu phanh Do đặc điểm nên dẫn động khí không sử dụng cho hệ thống phanh mà sử dụng hệ thống phanh dừng Các chi tiết cấu phanh dừng (hình 4) Hình 1.2.2a Cơ cấu phanh dừng Đòn quay đầu đợc liên kết lề với phía guốc phanh, đầu dới liên kết với cáp dẫn động Thanh nối liên kết đầu với đòn quay đầu với guốc phanh lại Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp kéo đầu đòn quay quay quanh liên kết lề với phía guốc phanh bên trái Thông qua nối mà lực kéo đầu dây cáp chuyển thành lực đẩy từ chốt lề đòn quay vào guốc phanh bên trái lực đẩy từ kéo vào điểm tựa guốc phanh bên phải Do hai guốc phanh đợc bung ôm sát trống phanh thực phanh bánh xe Để điều khiển cấu phanh hoạt động cần phải có hệ thống dẫn động Hệ thống dẫn động cấu phanh dừng loại thông thờng bao gồm: cần kéo tay kéo (hình 5.a 5.b); dây cáp đòn trung gian (5.c) a b c Hình 1.2.2b Dẫn động cấu phanh dừng b).Dẫn động phanh thuỷ lực * Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực đợc thể hình 10 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Thông Vũ thành J/g (T) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 G1,KG 2186 2480,2 2774,4 3068,8 3362,8 3657 3951.2 4098.3 4245.4 G2,KG 2733 2585.9 2438.8 2291.7 2144.6 1997.5 1850.4 1776.8 1703.3 T,KG 1530.5 3061 4591.5 6122 7652.5 9183 9948.2 10713 T1,KG 248.02 554.88 920.58 1345.1 1828.5 2370.7 2663.8 2971.7 T2,KG 258.59 487.76 687.51 857.84 998.75 1110.2 1154.9 1192.3 MT1,KGm 118.55 265.23 440.03 642.96 874.02 1133.2 1273.3 1420.5 MT2,KGm 123.6 233.15 328.63 410.05 477.4 530.69 552.06 569.92 P1,KG/cm2 0.2386 0.7141 1.302 2.003 2.817 3.744 4.783 5.345 5.936 P2,KG/cm2 0.2386 0.734 1.173 1.556 1.883 2.153 2.367 2.453 2.524 G1,KG 1660 1783.8 1907.6 2031.4 2155.2 2279 2402.8 2464.7 2526.6 G2,KG 996 934.1 872.2 810.3 748.4 686.5 624.6 593.6 562.7 T,KG 730.5 1461 2191.5 2922 3652.5 4383 4748.2 5113.5 T1,KG 178.38 381.52 609.42 862.08 1139.5 1441.6 1602 1768.6 T2,KG 93.4 174.44 243.09 299.36 343.25 374.76 385.87 393.89 MT1,KGm 85.26 182.36 291.3 412.07 544.68 689.12 765.78 845.4 MT2,KGm 44.64 83.38 110.19 143.09 164.07 179.13 184.45 188.28 P1,KG/cm2 0.2386 0.5806 0.97 1.407 1.891 2.423 3.002 3.31 3.629 P2,KG/cm2 0.2386 0.4177 0.573 0.705 0.813 0.897 0.957 0.978 0.993 Ôtô đầy tải Ôtô không tải Việc lựa chọn kích thớc bầu phanh áp suất khí nén dẫn động phanh để đảm bảo đợc hiệu phanh định đợc tiến hành sở: - Lực phanh bánh sau phải đảm bảo tận dụng đợc lực bám bánh sau ôtô đầy tải trạng thái tĩnh đờng có hệ số bám không nhỏ 0,65; - Lực phanh bánh trớc cần phải không nhỏ giá trị tối u phanh ôtô đầy tải với gia tốc 0,6g 78 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Từ điều kiện ta có: T2 G2. = 2733.0,65 = 1776,5 KG T1 (2186 + 2942.0,6).0,6 = 2370,7 KG Từ tính toán động lực học cấu phanh ta tìm đợc biểu thức quan hệ mô men phanh MT bánh xe với lực Q đặt ty đẩy bầu phanh M T = Q.à 2.l k h1 + h2 = 1,7Q dk A (12) Trong đó: A Hệ số phụ thuộc vào kết cấu cấu phanh; lk Chiều dài cần tác động cam ép; dk - Đờng kính quy ớc cam ép; Hệ số ma sát má phanh trống phanh; h1,h2 Cánh tay đòn tính từ điểm đặt lực lên đầu guốc phanh tới tâm cam ép Hệ số A đợc xác định theo công thức sau: A= l sin sin 2( + ) + rT 4.[ cos cos( + )] (13) Trong đó: rT Bán kính tang trống; l Khoảng cách từ tâm trống phanh tới tâm quay guốc phanh; Tọa độ góc xác định điểm bắt đầu má phanh; Góc ôm má phanh Lực phanh bánh xe: T= M T 1,7.Q = rk 0,478 (14) Khi đó: Q = 0,478.T/1,7 = 0,281T (15) Thay giá trị T1 T2 vào biểu thức ta đợc: Tại cầu sau: Q2 0,281.1776,5 = 499,2 KG Tại cầu trớc: Q1 0,281.2370,7 = 666,2 KG Sau lựa chọn kích thớc bầu phanh theo dãy tiêu chuẩn, ngời ta thấy loại ôtô xét chọn bầu phanh loại 24 Đặc tính bầu phanh kiểu 24: Q = 146,67p 35 Khi thay giá trị Q vào công thức (12) ta đợc: MT = 1,7(146,67p 35) = 249,33p 59,5 79 (16) Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Biến đổi công thức ta xác định đợc áp suất khí nén cần cấp vào bầu phanh để đảm bảo đợc phân bố lực phanh lý tởng với thông số cấu phanh bầu phanh chọn: p1 = M T + 59,5 249,33 p2 = ; M T + 59,5 249,33 Trong đó: MT1 MT2 giá trị tối u mô men phanh cầu trớc sau (bảng 1) Kết tính toán áp suất p1 p2 đợc cho bảng 4.2.3 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi Giá trị tối u tổng lực phanh (đáp ứng đợc hệ số lực phanh theo yêu cầu) đợc tính theo công thức (10) Mặt khác, tổng lực phanh tổng lực phanh tác dụng bánh xe cầu trớc cụm cầu sau: T = 2T1 + 2T2 (17) Sử dụng công thức (14) (16) (bầu phanh loại 24) ta tìm đợc quan hệ lực phanh bánh xe cầu trớc cầu sau với áp suất khí nén bầu phanh: T1 = 249,33 p1 59,5 0,478 (18) T2 = 249,33 p 59,5 0,478 (19) Để đảm bảo điều kiện tỷ lệ lực phanh cầu trớc cầu sau không đổi, áp suất bầu phanh cầu trứơc cầu sau phải nhau, nghĩa p1 = p2, nh T1 = T2 = T Khi sử dụng công thức (17),(18) (19) ta có: T = 6T = 1496 p 375 (249,33 p 59,5) = 0,478 0,478 Biến đổi công thức cách thay T Ga(J/g) (xem công thức (10)), ta đợc biểu thức quan hệ áp suất khí nén dẫn động phanh hệ số lực phanh: 80 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán J + 375 g 1496 0,478.Ga p= Vũ thành (20) Hệ số sử dụng lực bám, thể phân bố lực phanh cầu trình phanh: = T1 G1 (21) = T2 G2 (22) Giá trị lực T1 T2 đợc xác định theo công thức (18) (19), áp suất đợc tính theo công thức (20) Giá trị tải trọng cầu G G2 đợc tính theo công thức (8) (9) Kết tính toán thông số theo hệ số lực phanh đợc cho bảng 81 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Thông số Vũ thành J/g(T) 0,3 0,4 0,5 Ôtô đầy tải 0,1 0,2 P,KG/cm2 T1,KG T2,KG 0.2386 0 0 0.7276 255.07 255.07 0.1028 0.098 1.216 510.1 510.1 0.1838 0.2091 P,KG/cm2 T1,KG T2,KG 0.2386 0 0 0.472 121.7 121.7 0.0682 0.130 0.7054 243.4 243.4 0.1276 0.2791 1.705 765.2 765.2 0.2493 0.3339 2.194 1020.3 1020.3 0.303 0.4757 0,6 0,65 0,7 2.683 1275.3 1275.3 0.3487 0.6384 3.172 1530.4 1530.4 0.3873 0.8271 3.417 1658 1658 0.404 0.9331 3.661 1785.5 1785.5 0.42 1.048 1.405 608.7 608.7 0.2671 0.8867 1.639 730.4 730.4 0.304 1.169 1.755 791.3 791.3 0.321 1.333 1.872 852.2 852.2 0.3373 1.5145 Ôtô không tải 0.9388 365.2 365.2 0.1797 0.4507 1.172 486.9 486.9 0.2259 0.6607 Trên hình 4.2.3 đồ thị thể quan hệ hệ số sử dụng trọng lợng bám cầu trớc cụm cầu sau với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi hệ số bám 0,7 0,6 phi 0,5 0,4 0,3 phi 0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 hệ số sử dụng trọng lượng bám Hình 4.2.3 - Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lợng bám cầu trớc cụm cầu sau ôtô đầy tải (đờng liền) không tải (đờng đứt) ôtô xét với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Phân tích kết tính toán thể bảng đồ thị hình 4.2.3, ta rút số kết luận sau: - Trong trờng hợp tỷ lệ mô men cầu trớc cầu sau không đổi, hệ thống phanh ôtô tải xét đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn 82 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Liên Xô cũ hiệu phanh (với áp suất khí nén hệ thống KG/cm2, gia tốc chậm dần đạt 0,65g) tiêu chuẩn quy định N 013, tiêu chuẩn E/ECE/324 phân bố lực phanh cầu (các đờng cong hệ số sử dụng trọng lợng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh quan hệ hệ số lực phanh với áp suất không vợt khỏi miền giới hạn) - Đối với ôtô không tải hệ thống phanh không đáp ứng tiêu chuẩn hiệu phanh (khi gia tốc đạt m/s bánh xe cầu sau trợt lết đờng khô) không đáp ứng tiêu chuẩn quy định N 013,tiêu chuẩn E/ECE/324 phân bố lực phanh cầu (các đờng cong hệ số sử dụng trọng lợng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh quan hệ hệ số lực phanh với áp suất không nằm hoàn toàn miền giới hạn) Các kết luận cho thấy hệ thống phanh cần đợc trang bị điều hoà lực phanh có khả thay đổi cách tự động tỷ lệ áp suât bầu phanh cầu trớc áp suất bầu phanh cầu sau theo phân bố lại tải trọng tác dụng lên cụm cầu sau phanh 4.2.4 Quá trình phanh với tỷ lệ mô men phanh cầu trớc cầu sau thay đổi Để điều chỉnh tỷ lệ lực phanh ngời ta sử dụng điều hoà lực phanh loại tia Bộ điều hoà đợc lắp dẫn động phanh cầu sau điều chỉnh áp suất khí nén dẫn tới bầu phanh cầu sau theo tải trọng tác dụng lên cụm cầu sau Sơ đồ bố trí điều hoà đợc thể hình 34, đặc tính đợc trình bày hình 35 83 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán p Vũ thành p2 Hình 4.2.4a Sơ đồ bố trí điều hoà lực phanh k 0 - bê ta -40 -20 0 20 0 40 + bê ta Hình 4.2.4b - Đặc tính tĩnh điều hoà lực phanh: vị trí nằm ngang cần điều khiển Bộ điều hoà đợc lắp khung ôtô Thanh kéo (hình 4.2.4b) có đầu nối với cần điều chỉnh 2, phần dới nối với phần tử đàn hồi lắp cầu ôtô Khi tải tác dụng lên cụm cầu sau thay đổi khung xe dịch chuyển theo phơng thẳng đứng làm cần quay quanh tâm O Nhờ mà điều hoà điều chỉnh tỷ lệ áp suất vào áp suất khỏi điều hoà Trớc tiên cần xác định thông số lắp ráp điều hoà lực phanh (chiều dài đòn lP góc ) Sau phải xác định hệ số K hệ số điều chỉnh áp suất khí nén cấp từ điều hoà đến bầu phanh ôtô trạng thái tĩnh, đầy tải không tải với điều kiện sau: lực phanh bánh sau 84 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành cần đảm bảo tận dụng khả bám cầu sau trạng thái tĩnh đầy tải không tải đờng có hệ số bám = 0,65 0,8, nghĩa : 0,65G2 T2 0,8G2 Thay giá trị G2 ta có: - Khi đầy tải : G2 = 2733KG ; 1776,45 KG T2 2186,4 KG - Khi không tải: G2 = 996KG; 647,4 KG T2 796,8 KG Biến đổi công thức (19) ta đợc biểu thức quan hệ lực phanh áp suất khí nén cấp vào bầu phanh: p2 = 0,478T2 + 59,5 249,33 Thay giá trị T2 vào ta đợc: - ôtô đầy tải: 3,64 KG/cm2 p2 4,43 KG/cm2 Ta chọn: p2 = KG/cm2 - ôtô không tải: 1,48 KG/cm2 p2 1,76 KG/cm2 Ta chọn: p2 = 1,6 KG/cm2 Hệ số điều chỉnh áp suất: K= p p2 (25) Trong đó: p - áp suất dẫn vào điều hoà lực phanh; p2 - áp suất khỏi điều hoà lực phanh Thay giá trị p p2 ta đợc: - ôtô đầy tải: K = 7/4 = 1,75 - ôtô không tải: K = 7/1,6 = 4,375 Theo đặc tính tĩnh điều hoà lực phanh (hình 35) ta xác định góc đặt cần điều chỉnh: - ôtô đầy tải: K = 1,75; = 00 - ôtô không tải: K = 4,375; = - 400 Độ dài cần điều chỉnh lP đợc tính theo sơ đồ lắp đặt (hình 34) f0 = lPsin - lPsin 01 85 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Từ đó: lP = f sin sin 01 (26) Trong đó: f0 = f0 f01 Giá trị độ võng f nhíp theo tải trọng P đợc xác định dựa đặc tính tĩnh nhíp sau ôtô, thể hình 36 p,kg 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 Các khối lượng không treo cụm cầu sau 10 20 30 40 50 60 f,mm Hình 4.2.4c - Đặc tính đàn hồi tĩnh nhíp sau ôtô xét Khi ôtô đầy tải, bên cụm cầu sau phải chịu 2G = 2.2733 = 5466 KG độ võng nhíp f0 = 41 mm Khi ôtô không tải 2G2 = 2.996 = 1992 KG f01 = 6,5 mm Nh vậy: f0 = 41 6,5 = 34,5 mm Thay giá trị , 01 f0 vào công thức (26) ta đợc: lP = 34,5 34,5 = = 54mm sin sin(40 ) 0,6427 Tiếp theo cần xác định giá trị tức thời góc hệ số điều chỉnh áp suất K theo hệ số lực phanh cho trờng hợp ôtô đầy tải không tải Khi phanh phân bố lại trọng lợng cầu nên tải trọng đặt lên cầu sau giảm đi, góc giảm theo, điều dẫn đến thay đổi hệ số điều chỉnh áp suất K 86 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Biến đổi công thức (26) thay 01 , f0 f ta đợc: sin = l P sin f f = sin lP lP (27) Trong đó: f Giá trị tức thời biến dạng nhíp, nghĩa hiệu số độ võng nhíp trạng thái tĩnh ôtô đầy tải độ võng chế độ tải xét (phụ thuộc vào hệ số lực phanh) Thay giá trị lP vào công thức (27) ta đợc: sin = f f = 54 54 Các giá trị f đợc xác định theo đồ thị đặc tính tĩnh nhíp theo tải đặt lên cụm cầu sau (hình 4.2.4c) Các giá trị hệ số K phụ thuộc vào góc đợc lấy theo đồ thị đặc tính tĩnh điều hoà lực phanh (hình 4.2.4b) Các kết tính toán xác định thông số phụ thuộc vào hệ số lực phanh T đợc cho bảng 87 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Thông Vũ thành J/g(T) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 2G2,KG 5466 5171.8 4877.6 4583.4 4289.2 3995 3700.8 3553.7 3406.6 f,mm 41 38 35.5 33 31 28.5 25.5 23.5 23 f,mm 5.5 10 12.5 15.5 17.5 18 sin -0.0555 -0.1018 -0.1481 -0.1851 -0.2314 -0.287 -0.324 -0.3333 00 -3.180 -5.840 -10.670 -13.380 16.680 -18.90 -19.470 Ôtô đầy tải K -8.510 1.75 1.8812 2.0125 2.1437 2.275 2.4062 2.5375 2.6687 2.8 1.058 1.83 2.647 3.503 4.396 5.322 5.86 6.408 P2,KG/cm2 0.562 0.909 1.234 1.54 1.827 2.097 2.195 2.288 T1,KG 427.4 830.4 1256.3 1703.2 2168.9 2652 2932.2 3218.1 T2,KG 168.9 350 519.6 1020.9 1069.3 0.1723 0.2993 0.4094 0.5064 0.593 0.0653 0.1435 0.2267 0.3165 0.4148 0.524 2G2,KG 1992 1868.2 1744.4 1620.6 1496.8 1373 1249.2 1187.3 1125.4 f,mm 6.5 5.7 4.9 4.1 3.3 2.5 1.7 0.9 0.3 f,mm 0.8 1.6 2.4 3.2 4.8 5.6 6.2 sin -0.0148 -0.0296 -0.0444 -0.0592 -0.074 -0.0888 -0.1037 -0.1148 00 -0.810 -1.690 -2.540 -5.090 P1,KG/cm 678.8 828.6 969.7 0.6712 0.7154 0.758 0.5745 0.6277 Ôtô không tải K -3.390 -4.240 -5.950 -6.590 1.75 1.8125 1.875 1.9375 2.0625 2.125 2.1875 2.25 0.673 1.024 1.385 1.758 2.14 2.533 2.751 2.974 P2,KG/cm2 0.371 0.546 0.715 0.879 1.038 1.192 1.257 1.321 T1,KG 226.6 409.6 598.4 792.7 992.2 1196.8 1310.8 1426 T2,KG 69.2 160.4 248.6 334.1 416.9 497.3 0.127 0.2147 0.2946 0.3678 0.4354 0.4981 0.5318 0.5647 0.0741 0.1839 0.3068 0.4464 0.6074 0.7962 0.8955 1.004 P1,KG/cm 513.6 564.9 Ta xác định hệ số sử dụng trọng lợng bám bánh xe với mặt đờng.Tổng lực phanh cần thiết tính theo hệ số lực phanh đợc xác định theo công thức (10) (17) Các giá trị lực phanh T1 T2 phụ thuộc vào áp suất khí nén bầu phanh đợc xác định theo công thức (18) (19) 88 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành áp suất khí nén bầu phanh cầu sau: P2 = P1/K Khi đó: T = (28) P1 59,5 K 0,478 249,33 (29) Thay giá trị T1 T2 từ công thức (18) (19) vào công thức (17) Ta có: T = 498,66 P1 249,33 + 178,5 0,478 K Biến đổi công thức thay T = Ga.(J/g), ta đợc quan hệ áp suất dẫn động phanh với hệ số lực phanh ôtô: J Ga 0,239 + 178,5 g P1 = 498,66 249,33 + K (30) Thay giá trị Ga K lấy từ bảng vào công thức (30) ta xác định đợc P1 sau theo (28) ta tính đợc P2 Các giá trị lực phanh đợc tính theo công thức (18) (19) cách thay vào giá trị P1 P2 Hệ số sử dụng trọng lợng bám đợc tính theo công thức (21) (22), cách thay vào giá trị T1 T2 tính theo công thức (18) (19) giá trị G1 G2 tính theo công thức (8) (9) Các kết tính toán xác định thông số theo hệ số lực phanh trờng hợp có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu đợc cho bảng Trên hình thể đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lợng bám cầu trớc cụm cầu sau với hệ số lực phanh trờng hợp tỷ lệ lực phanh cầu đợc điều chỉnh 89 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành hệ số bám 0,7 0,6 phi 0,5 0,4 0,3 phi 0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 hệ số sử dụng trọng lượng bám Hình 4.2.4d - Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lợng bám cầu trớc cụm cầu sau ôtô không tải (đờng đứt) đầy tải (đờng liền) ôtô xét với tỷ lệ lực phanh cầu đợc điều chỉnh Kết luận: Nh sau sử dụng điều hoà lực phanh có khả thay đổi cách tự động tỷ lệ mô men phanh cầu trớc cầu sau đáp ứng đợc yêu cầu quy định N 013, tiêu E/ECE/TRANS/505 90 chuẩn E/ECE/324, Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Vũ thành Kết luận chung Đợc giao đề tài tốt nghiệp là: Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải tám Ngay sau nhân đợc đề tài em bắt tay vào công việc tính toán thiết kế Hệ thống phanh cho xe tải ngày đảm bảo yêu cầu hiệu phanh phải đáp ứng yêu cầu quy định N013, tiêu chuẩn E/ECE/324, E/ECE/TRANS/505 Do hệ thống phanh em thiết kế có thêm điều hoà lực phanh có khả thay đổi cách tự động tỷ lệ mô men phanh cầu trớc cầu sau đáp ứng yêu cầu quy định N 013, tiêu chuẩn E/ECE/324 E/ECE/TRANS/505 Sau thời gian ba tháng em hoàn thành đồ án, qua việc thực đồ án giúp em hiểu biết thiết kế tính toán hệ thống cụ thể xe Quá trình làm đồ án, với thời gian có hạn nhng thân em có cố gắng tìm hiểu thực tế giải nội dung kĩ thuật hợp lý Đây bớc khởi đầu quan trọng giúp cho em nhanh chóng tiếp cận với ngành công nghiệp ôtô nớc ta Trong trình thực đồ án em đợc giúp đỡ thầy,cô giáo Bộ môn ôtô - Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội đặc biệt hớng dẫn tận tình PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan giúp em hoàn thành đồ án Qua đồ án em kính mong nhân đợc đóng góp ý kiến Thầy,cô giáo bạn đồng nghiệp để đề tài tốt nghiệp em đợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn PSG.TS Nguyễn Trọng Hoan toàn thể Thầy, cô giáo Bộ môn ôtô - Trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội 91 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46 ứng dụng logic mờ chẩn đoán Tài liệu tham khảo Hớng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo Dơng Đình Khuyến (1995) Thiết kế tính toán ô tô máy kéo Nguyễn Hữu Cẩn Phan Đình Kiên (1987) Lý thuyết ô tô máy kéo Nguyễn Hữu Cẩn, D Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998) Bài tập sức bền vật liệu Nguyễn Văn Vợng, Bùi Trọng Lựu (2004) Dung sai đo lờng khí An Hiệp Trần Vĩnh Hng (1999) Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí Trịnh Chất Lê Văn Uyển (2000) Các tài liệu sử dụng xe KAMAZ 92 Vũ thành [...]... áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là rất lớn, nếu dùng cho xe tải thi khi phanh mô men phanh sinh ra rất lớn sẽ gây nhanh mòn má phanh Trên xe tải ngày nay ngời ta hay sử dụng cơ cấu phanh guốc, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là không lớn lắm, má phanh lâu mòn Vì vậy đối với cơ cấu phanh cho xe thiết kế sử dụng cơ cấu phanh guốc là hợp lý nhất 2.3.2 Dẫn động phanh Ngày nay trên xe tải ngời... khi phanh - áp suất khí nén trong dẫn động thờng bằng (6-7 KG/cm2) - Khi cần dùng hệ thống phanh rơmoóc có thể bố trí thêm một số cụm van, nh van phanh rơ moóc, bầu phanh, bình khí nén + Nguyên lý - Khi đạp lên bàn đạp phanh khí nén từ bình chứa qua van phân phối đến các bầu phanh, qua màng phanh tác động lên ty đẩy, ty đẩy tác động lên đòn quay làm xoay cam phanh của cơ cấu phanh, ép sát guốc phanh. .. khí nén để tác động vào cơ cấu phanh của bánh xe trớc Khi khí nén vào khoang ở trên màng ngăn 2 thì màng ngăn dịch chuyển và tác động lên cần đẩy 7 của bầu phanh Khi nhả phanh, do tác động của lò xo hồi vị 4, cần đẩy và màng ngăn trở về vị trí ban đầu 2.2.9 Bầu phanh sau Dùng để truyền động cho các cơ cấu phanh của bánh xe sau khi đạp phanh chân, kéo phanh dự phòng và phanh tay 29 Đồ án tốt nghiệp :... thắng lực lò xo và tiến hành ép guốc phanh vào với trống phanh Khi không phanh nữa, ngời lái không tác dụng vào bàn đạp, các lò xo hồi vị của bàn đạp, của piston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị cũng kéo guốc phanh trở về vị trí ban đầu * Ưu điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng - Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế - Có hiệu... 232,5 mm rt = 200 mm b).Xác định các lực cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh bằng phơng pháp hoạ đồ: Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực phanh P tác dụng lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trớc (M/P1 hoặc M//P1) và guốc sau (M/P2 hoặc M//P2) bằng mô men phanh tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt tại bánh xe Khi đã chọn trớc thông các số kết cấu (1, 2, 0,... phanh Bộ điều hoà lực phanh dùng để tự động điều chỉnh áp suất khí nén đợc dẫn đến các bầu phanh của các cầu thuộc giá đỡ sau của ôtô tải khi phanh tuỳ theo tải trọng trục có ích Cấu tạo của bộ điều hoà lực phanh đợc trình bày dới hình vẽ Khi phanh, khí nén từ van phân phối đợc dẫn đến cửa I của bộ diều chỉnh và tác động lên phần trên của piston 18 buộc nó dịch chuyển xuống dới Đồng thời khí nén theo... vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thờng đợc sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ *Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực Có thể đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bổ lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu, tuỳ theo kích thớc kích thớc xi lanh công tác, có kích thớc nhỏ gọn hiệu suất truyền động cao, độ nhạy tốt *Nhợc điểm của hệ thống phanh dẫn động... bàn đạp phanh sẽ điều khiển mở van (4), dòng khí nén từ van (4) đi theo đờng ống dẫn (5) tới các bầu phanh (6) để thực hiện quá trình phanh - Khi nhả bàn đạp van (4) đóng, ngắt liên hệ giữa bình chứa khí với các bầu phanh, đồng thời mở đờng ống ở van (4) thông với không khí bên ngoài, khí nén từ bầu phanh thoát ra ngoài và lò xo hồi vị kéo guốc phanh trở về vị trí ban đầu kết thúc quá trình phanh *... van điều khiển (5) Khi ngời lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh (10) thì khí nén từ van điều khiển (5) đợc chia làm hai dòng: + Một dòng khí nén đi theo đờng ống dẫn (6) để tới các bầu phanh (9) (dùng để phanh các bánh xe trớc) + Một dòng khí nén đi theo đờng ống dẫn (7) để tới các bầu phanh (8) (dùng để phanh các bánh xe sau) * Ưu điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng 17 Đồ án tốt nghiệp : Đông Ôtô-K46... hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống, thờng = 0,3 Nh thế là chúng ta đã xác định đợc góc 1 16,690, nghĩa là xác định đợc hớng của R1 Góc 1 má phanh trớc và má phanh sau đều bằng nhau vì có cùng hệ số ma sát nh nhau Nếu guốc phanh bị ép bằng cam phanh (phanh khí) thì lực P 1, P2 tác dụng lên hai guốc phanh sẽ khác nhau Trong trờng hợp này khi cam quay, hai guốc phanh sẽ dịch chuyển nh nhau, do