ĐỒ ÁN HỆ THỐNG PHANH ABS FULL

3.Nội dung các phần thiết kế và tính toán: Phần 1: Tổng quan Phần 2: Thiết kế tính toán các cơ cấu phanh Phần 3: Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động Phần 4: Thiết kế cảm biến Phần 5: Th

LỜI NÓI ĐẦU

1 Đề tài thiết kế:

Thiết kế hệ thống chống trượt quay bánh xe cho ô tô tải sử dụng hệ thống phanh khínén và khảo sát đáp ứng tần số của hệ thống

2.Các số liệu ban đầu:

Xe N2 có khối lượng toàn bộ khi đầy tải m = 7685 kg, phân bố ra cầu trước/sau2685/5000 kg; L = 3400 mm; B = 1700 mm; hg = 980 mm; lốp có ký hiệu 8,25-20 Các số liệu khác tham khảo xe tương tự

3.Nội dung các phần thiết kế và tính toán:

Phần 1: Tổng quan

Phần 2: Thiết kế tính toán các cơ cấu phanh

Phần 3: Thiết kế tính toán hệ thống dẫn động

Phần 4: Thiết kế cảm biến

Phần 5: Thiết kế cơ cấu điều chỉnh áp suất bầu phanh

Phần 6: Thiết kế cơ cấu điều chỉnh tải động cơ

Phần 7: Mô phỏng khảo sát khả năng đáp ứng tần số của hệ thống

Phần 8: Đề xuất thuật toán điều khiển hệ thống

Phần 9: Thực nghiệm khảo sát khả năng đáp ứng tần số của hệ thống

4 Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước các bản vẽ ):

Bản vẽ bố trí chung (1 bản A0)

Bản vẽ các phương án thiết kế hệ thống (1 bản A0)

Bản vẽ kết cấu cơ cấu phanh (1 bản A0)

Bản vẽ kết cấu các cụm chính của hệ thống dẫn động điều khiển (1 bản A0)

Bản vẽ kết cấu cơ cấu điều chỉnh áp suất phanh (1 bản A0)

Bản vẽ kết quả mô phỏng khảo sát đáp ứng tần số (1 bản A0)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 6

A: HỆ THỐNG PHANH 6

1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu kết cấu hệ thống phanh 6

1.1.1 Công dụng hệ thống phanh 6

1.1.2 Phân loại 6

1.1.3 Yêu cầu kết cấu 7

1.2 Cấu tạo chung hệ thống phanh khí nén 7

1.2.1.Cơ cấu phanh tang trống điều khiển bằng cam 7

1.2.2 Hệ thống dẫn động điều khiển phanh 9

1.3 Giới thiệu về xe tham khảo 11

1.3.1 Thông số kỹ thuật 11

1.3.2 Hệ thống phanh khí nén trên xe 12

B: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TCS 21

1.4 Khái niệm cơ sở 21

1.4.1 Cấu tạo chung của hệ thống TCS 22

1.4.2 Cơ sở lý thuyết hệ thống chống trượt quay TCS sử dụng hệ thống phanh 24

1.5 Hệ thống chống trượt quay TCS : điều chỉnh tải của động cơ 29

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH CẦU TRƯỚC 34

2.1 Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh trước 34

2.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh dạng tang trống 36

2.2.1 Xác định góc δ và bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh cơ cấu phanh cầu trước 36

2.2.2 Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh 40

2.2.3 Kiểm tra hiện tượng tự xiết 42

2.2.4 Xác định chiều rộng má phanh 43

2.2.5 Kiểm nghiệm má phanh 43

2.2.6 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh 45

2.3 Tính bền một số chi tiết trong hệ thống 46

2.3.1 Tính bền trống phanh 46

2.3.2 Tính bền chốt phanh 47

3.1 Thiết kế tính toán bầu phanh trước 48

3.2 Tính toán lượng khí nén 50

3.2.1.Các thông số kỹ thuật của máy nén khí 50

3.2.2 Năng suất của máy nén khí (lưu lượng) 50

Năng suất của máy nén khí được tính theo công thức kinh nghiệm sau: 51

3.2.3 Tính toán lượng tiêu hao nhiên liệu sau mỗi lần phanh 51

3.2.4 Tính bền đường ống dẫn động phanh 52

3.3 Tính toán van điều khiển 53

3.3.1 Sơ đồ tính toán 53

3.3.2 Tính toán buồng trên 54

3.3.3 Tính toán buồng dưới 55

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾCẢM BIẾN VẬN TỐC GÓC BÁNH XE 57 4.1 Giới thiệu cảm biến đo tốc độ góc 57

4.1.1 Nguyên lý đo vận tốc góc 57

4.1.2 Các loại cảm biến đo tốc độ góc 57

4.1.3 Lựa chọn cảm biến đo đạc trên xe 59

4.2 Thiết kế, tính toán vành răng cảm biến tốc độ góc bánh xe 62

4.2.1 Cơ sở thiết kế vành răng cảm biến 62

4.2.2 Tính, lựa chọn các thông số kỹ thuật của vành răng 63

4.3 Phương án gá đặt cảm biến trên xe 65

4.3.1 Lựa chọn phương án thiết kế 65

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ TÍNH TOÁN ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT CƠ CẤU CHẤP HÀNH 70

5.1 Các chế độ làm việc và nguyên lý của cơ cấu chấp hành 70

5.2 Kết cấu van chấp hành 76

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ CƠ CẤU ĐIỀU CHỈNH TẢI ĐỘNG CƠ 80

6.1 Các phương án tác động điều khiển nhiên liệu với động cơ diezel thường

không có điều khiển 80

6.2 Thiết kế cơ cấu điều chỉnh chiều dài dây ga 82

6.3 Tính toán sơ bộ 84

6.5 Giá đỡ 87

CHƯƠNG 7 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 88

7.1 Tín hiệu điều khiển 88

7.2 Quá trình điều khiển hệ thống 88

7.3 Thuật toán điều khiển 89

CHƯƠNG 8 MÔ PHỎNG KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG TẦN SỐ CỦA HỆ THỐNG.99 8.1 Lý thuyết tổng quan 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN A: HỆ THỐNG PHANH

1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu kết cấu hệ thống phanh

Theo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:

 Hệ thống phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ khi xe đangchuyển động

 Hệ thống phanh dừng (phanh tay), dùng đỗ xe khi người lái rời khỏi buồnglái và dùng làm phanh dự phòng

 Hệ thống chậm dần (phanh bổ trợ) (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điệntừ), dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hànhphanh lâu dài (phanh trên dốc dài)

1.1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh

Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau:

 Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải

 Hệ thống phanh với cơ cấu phanh tang trống

 Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

1.1.2.3 Theo dẫn động phanh

Theo dẫn động hệ thống phanh được chia ra:

 Hệ thống phanh dẫn động cơ khí

 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

 Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: khí nén - thuỷ lực, …

 Hệ thống phanh có cường hoá (có trợ lực)

1.1.2.4 Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh

Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô

tô khi phanh Ta có các loại sau:

 Hệ thống phanh có bộ điều hòa lực phanh, dùng để điều chỉnh momen phanh

ở cơ cấu phanh, làm thay đổi momen phanh trên cầu trước và cầu sau

 Hệ thống phanh có bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS) Ngoài racòn có một số hệ thống kết hợp với ABS (ASR, ESP,…) để tăng khả năng cơđộng và khả năng ổn định của xe khi phanh

1.1.3 Yêu cầu kết cấu

Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:

 Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãngđường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm

 Đảm bảo sự ổn định chuyển động của xe và phanh êm dịu trong mọi trườnghợp

 Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần điềukhiển không lớn, phù hợp khả năng điều khiển liên tục của người lái

 Dẫn động phanh có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạpvới sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh

 Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ đểđảm sử dụng hết trọng lượng bám của khi phanh ở các cường độ khác nhau

 Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanhtrong mọi điều kiện sử dụng

 Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe

 Có khả năng giữ ôtô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên đường dốc

 Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi trườnghợp sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng

1.2 Cấu tạo chung hệ thống phanh khí nén.

1.2.1.Cơ cấu phanh tang trống điều khiển bằng cam

Cơ cấu phanh tang trống được dùng khá phổ biến trên ô tô Trong cơ cấu dạngtang trống sử dụng các guốc phanh cố định và được phanh với mặt trụ trong của

tang trống quay cùng bánh xe Như vậy quá trình phanh được thực hiện nhờ ma sátgiữa bề mặt tang trống và các má phanh

Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và điều khiểncác guốc phanh thành các dạng khác nhau Trong trường hợp sử dụng cơ cấu phanhtrên hệ thống phanh thuần túy khí nén, ta thường sử dụng cơ cấu phanh điều khiểnbằng cam

 Cơ cấu phanh điều khiển bằng cam

12 11

6 5

10

7 8 9

15 14 13

A A

1 2 3 4

Hình 1.1 : Cấu tạo cơ cấu phanh dạng cam1- Chốt guốc phanh; 2- Mâm phanh; 3- Tấm chắn; 4- Êcu; 5- Tấm đệm chốt guốcphanh; 6- Khoá hãm; 7- Guốc phanh; 8- Lò xo hồi vị; 9- Tấm ma sát; 10- Trục conlăn; 11- Cam ép; 12- Con lăn; 13- Đòn điều chỉnh; 14- Trục cam phanh;

 Đặc điểm

Cơ cấu phanh này chỉ dùng cho xe có tải trọng lớn và dùng cho hệ thống phanh dẫnđộng bằng khí nén Cơ cấu phanh được bố trí kiểu đối xứng qua trục, có xi lanh khínén điều khiển cam xoay 11 ép guốc phanh 7 vào trống phanh Phần quay của cơcấu phanh là tang trống Phần cố định bao gồm mâm phanh 2 được cố định trên dầmcầu

 Nguyên lý làm việc :

Cụm cơ cấu phanh lắp trên mâm phanh 2, nối cứng với bích cầu, các tấm masát 9 có cấu tạo hình lưỡi liềm tương ứng với đặc tính mài mòn của chúng và đượclắp trên hai guốc phanh 7 Trên các guốc phanh có tán tấm ma sát (má phanh) Các

guốc phanh này tựa tự do lên các bánh lệch tâm lắp trên mâm phanh 2, trục của cácguốc phanh cùng với các mặt tựa lệch tâm cho phép định tâm đúng các guốc phanh

so với trống phanh khi lắp ráp các cơ cấu Cam quay được chế tạo liền trục, với biêndạng Cycloit (hoặc Acsimet) Khi phanh cam ép 11 sẽ chuyển động đẩy các guốcphanh ra làm cho nó áp sát vào bề mặt trống phanh để thực hiện quá trìng phanh,giữa cam ép 11 và guốc 7 có lắp con lăn 12 nhằm giảm ma sát và tăng hiệu quảphanh, bốn lò xo hồi vị 8 trả guốc phanh về vị trí nhả phanh Sự tác động của camlên các guốc phanh với các chuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đềunhau, do vậy các má phanh trên cả hai guốc phanh của cơ cấu có kích thước gầnnhư bằng nhau

1.2.2 Hệ thống dẫn động điều khiển phanh.

Hệ thống dẫn động có tác dụng truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh Hệ thống dẫn động phải đảm bảo được các yêu cầusau:

 Độ nhạy cần thiết của hệ thống;

 Hiệu quả điều khiển trong việc truyền năng lượng từ cơ cấu điều khiển đến

cơ cấu phanh của ôtô;

 Độ tin cậy của hệ thống kể cả khi có hư hỏng bất thường

Trong dẫn động phanh thủy lực sử dụng truyền động thủy tĩnh nối liền từ cơcấu điều khiển tới xylanh bánh xe Hệ thống dẫn động phanh thủy lực có các ưuđiểm sau :

 Thời gian chậm tác dụng ngắn

 Tạo được lực ép trên cơ cấu phanh đồng đều và đồng thời, làm tăng tính ổnđịnh của ô tô khi phanh

 Kết cấu đơn giản

 Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ô tô khác nhau, khi đó chỉ cầnthay đổi cơ cấu phanh

Nhược điểm của hệ thống dẫn động thủy lực:

 Tỷ số truyền không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh,khi yêu cầu lực tác dụng phanh lớn cần phải hành trình bàn đạp lớn hoặcdùng trợ lực

 Hiệu suất truyền giảm khi nhiệt độ thay đổi

Trong hệ thống dẫn động có điều khiển bằng thủy lực trên ô tô con và ô tô tảinhỏ, lực điều khiển của người lái tác dụng vào bàn đạp nhanh, tỉ lệ thuận với lựcđiều khiển tại các cơ cấu phanh Dẫn động điều khiển phanh của ô tô tải lớn và ôtôbus đòi hỏi năng lượng điều khiển lớn do vậy không nên dùng hệ dẫn động thủy lực

do cần có lực điều khiển lớn, gây mệt mỏi cho người lái Trong dẫn động phanhbằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp phanh nhỏ, áp suất trên đường ống khôngcao và cho phép dẫn động dài tới các cơ cấu phanh cần thiết Hơn nữa hệ thốngphanh khí nén còn dễ dàng bố trí điều khiển tự động

Nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động khí nén là số lượng các chi tiếtnhiều, kích thước lớn và có giá thành cao, độ nhạy của hệ thống kém, nghĩa là thờigian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái bắt đầu tác dụng lực là khálớn do không khí bị nén khi chịu lực

Sơ đồ cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén cơ bản (hình 2)

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo dẫn động phanh khí nén

a) Nguồn cung cấp

1 Máy nén khi 4 Cụm van chia, bảo vệ

2 Bộ điều chỉnh áp suất 5 Bình chứa khí nén mạch I

3 Bình làm khô 6 Bình chứa khí nén mạch II

b) Cụm điều khiển: 7 Van phân phối hai dòng

c) Cơ cấu chấp hành: 8.Bầu phanh và cơ cấu phanh trước

d) sauCác đường ống dẫn khí 9 Bầu phanh và cơ cấu phanh

+) Phần cung cấp khí nén có chức năng chính là hút không khí từ ngoài khí quyển,nén không khí tới áp suất cần th.iết (0,7 - 0.9 Mpa) hay (7 - 9 kg/cm2), đảm bảocung cấp đủ lưu lượng cho hệ thống phanh khí nén làm việc Áp suất làm việc lớnnhất của máy nén khí là 11 kg/cm2 Nếu áp suất vượt quá giới hạn này thì van điều

áp sẽ ngắt máy nén khí không cho làm việc nữa.Độ bền và độ tin cậy của dẫn độngphanh khí nén phụ thuộc vào chất lượng khí nén Do vậy khí nén phải đảm bảo khô,sạch, có áp suất ở mức an toàn khi làm việc

1.3 Giới thiệu về xe tham khảo

Khoảng sáng gầm xe (mm)

240

Chiều dài vết bánh xe trước (mm)

Tổng trọng lượng G (Kg) 7685Phân bố lên trục 1 (Kg) 2685Phân bố lên trục 2 (Kg) 5000Khối lượng cho

phép lớn nhất trên trục (kG)

Trục 1 4000

Trục 2 8000Tốc độ tối đa (Km/h) 95

 Nguyên lý làm việc của hệ thống.

Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí 1, đi qua van điều áp 2, qua bộ lọctách nước 3, qua van an toàn kép 4, tới các bình chứa khí 5 và 6 Van an toàn kép 4đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động độc lập với nhau tạo thành hai nguồncung cấp khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh

Dẫn động phanh trục trước bắt đầu từ bình khí 5 qua khoang dưới của tổngvan 8, đi tới các bầu phanh của trục trước 9, 10

Dẫn động phanh cầu sau bắt đầu từ bình khí 6, qua khoang trên của tổng van 8, đitới van gia tốc 12, tới các bầu phanh của cụm cầu sau 14, 15

Dòng khí nhả phanh dừng bắt đầu từ bình khí 5, 6 qua van điều khiển 11, qua van

xả nhanh 13, đi tới các bầu tích năng dạng lò co của cụm cầu sau 14, 15 ép các lò xothực hiện nhả phanh

Khi thực hiện phanh dừng, xoay tay van 11, khí nén đang ép các lò xo tíchnăng lập tức bị xả hết, các lò xo bung ra làm xoay trục cam ép các guốc phanh bánh

xe sau, thực hiện nhả phanh tay

Van điều áp 2 đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làmviệc trong hệ thống bằng cách dừng hoặc khởi động máy nén khí khi áp suất trong

hệ thống vượt quá giới hạn hoặc quá thấp

Van an toàn 3 ngả giữ cho xe hoạt động bình thường khi xe mất đi mộtdòng hơi

1.3.2.2 Các bộ phận của hệ thống phanh.

1 Van phân phối

1 Pittông lớn khoang dưới; 2,11 Van điều khiển; 3 Ty đẩy; 4.Phần tử đàn hồi; 5.Pittông khoang trên; 6,10.Van xả; 7,9 Van nạp ; 12 Pittông nhỏ

Hình 1.4: Van phân phối dẫn động hai dòng

Van phân phối có tác dụng mở và

đóng hoặc mở các van để cấp hoặc ngừng cấp

khí nén để mở hoặc đóng các van Khoang

trên có cửa vào là D được nối với bình chứa

khí, cửa ra là C được nối tới các bầu phanh tại

các bánh xe Tương tự như vậy, khoang dưới

có cửa vào là E và cửa ra là A Ngoài ra còn

có một cửa thông với khí trời F chung cho cả

hai khoang Mỗi khoang có một van điều

khiển: Van 2 ở khoang trên có nhiệm vụ đóng

mở các van nạp 7 và van xả 6, còn van 11 của

khoang dưới điều khiển các van nạp 9 và van xả 10

Nguyên lý hoạt động của van như sau:

- Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các bầu phanh tại cácbánh xe được nối thông với khí trời do các van xả 6 và 10 mở

- Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới tác dụng lên pittông 5 thông quaphần tử đàn hồi 4 làm pittông dịch chuyển đi xuống Đầu tiên, van xả 6 đónglại không cho cửa C thông với khí trời nữa, sau đó khi pittông tiếp tục đi dichchuyển đi xuống thì van nạp 7 mở ra và khí nén chờ sẵn ở cửa D đi qua vannạp, qua khoang dưới 5 tới cửa C rồi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thựchiện quá trình phanh Đồng thời, khí nén từ khoang trên đi qua lỗ nhỏ Bxuống khoang trên pittông 1 đẩy pittông con 12 đi xuống Nhờ đó van xả 10đóng lại, rồi van nạp 9 mở ra cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tớicác bầu phanh tại các bánh xe

- Như vậy, trong trường hợp phanh bình thường như mô tả trên đây, khoangtrên được điều khiển trực tiếp bằng dẫn động cơ khí, còn khoang dưới được

điều khiển bằng khí nén lấy từ khoang trên Nếu khoang trên bị mất khí,không hoạt động nữa thì khi phanh, ty đẩy 3 đi xuống tác động lên con đội 8

và đẩy pittông nhỏ 12 của khoang dưới đi xuống thực hiện quá trình phanhtrên một cầu còn lại

- Trong trường hợp lái xe đạp phanh đột ngột thì khoang dưới cũng được điềukhiển bằng ty đẩy 3 vì khí nén không kịp cấp qua lỗ B để điều khiển pittônglớn 1

- Tính chép hình của tổng van được thể hiện như sau Ứng với một lực tácđộng Q nào đó, sau khi van nạp 7 của khoang trên mở, khí nén đi vào bêndưới pittông 5 và sau đó đi qua cửa C tới các bầu phanh tại các bánh xe Ápsuất khí trong khoang dưới pittông 5 tăng dần lên cho tới khi áp lực của khínén cùng với lực lò xo thằng được lực điều khiển Q, nén phần tử đàn hồi 4lại và đẩy pittông đi lên cho tới khi van nạp đóng lại Lúc này cả van nạp vàvan xả đều đóng, ấp suất khí nén dẫn tới các bầu phanh không tăng nữa vàpittông 5 ở trạng thái cân bằng Quá trình tương tự như vậy cũng xảy ra đốivới khoang dưới Như vậy, ứng với một lực Q nhất định (tương ứng với mộtlực trên bàn đạp) áp suất trong dẫn động phanh chỉ có một giá trị tương ứng.Nhờ vậy mà người lái có thể điều khiển được cường độ phanh theo ý muốn

2 Bầu phanh trước

Bầu phanh xe có cấu trúc như xi lanh lực tác động một chiều Vỏ của bầu phanhđược bắt cố định trên vỏ cầu, đòn đẩy tựa chặt trên pittong đẩy và dịch

chuyển để điều khiển cam quay

Bầu phanh được chia làm 2 loại chính:

- Bầu phanh đơn: là loại tác dụng một chiều

- Bầu phanh kép: có tác dụng hai chiều (bầu phanh tích năng)

Cấu tạo của bầu phanh đơn dạng màng gồm: hai nữa vỏ của bầu phanh được bắt cốđịnh trên cầu xe Màng cao su bố trí giữa hai nữa vỏ, chia bầu phanh thành 2khoang Khoang bên trái có cửa dẫn khí nén từ van phân phối xuống, khoang bênphải có lỗ thông với khí quyển R Lò xo hồi vị có tác dụng đẩy màng cao su về vị tríban đầu khi không phanh Màng cao su được đỡ bởi tấm đỡ, gắn liền với thanh đẩydẫn động cam quay, đóng mở cơ cấu phanh Chiều dài của thanh đẩy được điềuchỉnh nhờ đai ốc 9, nhằm tạo nên vị trí thích hợp với cam quay

Nguyên lý làm việc của bầu phanh đơn dạng màng:

- Khi không phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, màng cao su về vị trí tậncùng bên trái Khi phanh, khí nén có áp suất cao được dẫn tới khoang bêntrái của bầu phanh, đẩy màng cao su và đòn đẩy dịch chuyển về bên phải,thực hiện sự xoay cam trong cơ cấu phanh Khi nhả phanh, dưới tác dụng của

lò xo hồi vị, đẩy màng cao su, kéo đòn đẩy về vị trí ban đầu Khí nén ởkhoang bên trái theo đường ống thoát ra ngoài không khí, kết thúc quá trìnhphanh

Hình 1.5 : Bầu phanh trước (bầu phanh đơn)

3 Bầu phanh sau

Nguyên lý làm việc của bầu phanh:

- Ban đầu khi chưa phanh: Khoang P thông với khí quyển, khoang B ban đầukhi chưa phanh được cấp khí nén ép lò xo 14 đẩy cần đẩy sang bên trái,không tác dụng vào màng cao su số 6

- Khi phanh chân: Khí nén được cấp vào khoang A thực hiện đẩy màng sangbên phải qua đó đẩy đòn đẩy sang phải thực hiện phanh, khi nhả phanh khínén rút khỏi cửa A, dưới tác dụng của lò xo hồi vị 9 sẽ đẩy cơ cấu về vị trícân bằng ban đầu

- Khi phanh tay (phanh đỗ): Thực hiện ngắt khí nén ở cửa B ra, qua đó do sựchênh lệch về áp suất, lò xo tích năng 14 được đẩy sang bên phải ép thằngvào màng đẩy sang phải thực hiện phanh cứng (phanh rất lâu), muốn nhảphanh ra thì điều chỉnh mở ốc số 1 ra để đưa hệ thống trở về vị trí cân bằng

và cấp khí nén vào B

Hinh 1.6: Kết cấu loại bầu phanh tích năng (bầu phanh kép)

1 Ốc điều chỉnh 2 Ống đẩy 3 Vỏ bầu phanh 4 Ống dẫn khí 5 Vỏ trong 6.Màng cao su 7 Đòn đẩy 8 Thân bầu phanh 9 Lò xo hồi vị 10 Tấm đỡ

11 Bạc đẩy 12 Vòng tỳ 13 Piston tích năng 14 Lò xo tích năng

A Điều khiển phanh chân P- Thông với khí quyển

B Điều khiển nhả phanh S- Khoang thông với A

Q- Khoang thông với B T- Khoang tích năng

4 Van xả nhanh

Hình 1.7: Van xả nhanhSau khi nhả bàn đạp phanh, khí từ các bầu phanh không hồi về bình chứa mà được

xả nhanh ra ngoài thông qua van xả khí đặt gần bầu phanh Thông thường, hay bốtrí ở cầu trước Với cầu sau, van xả nhanh thường được tích hợp vào van gia tốc

Dòng khí từ van phân phối đi vào cổng “service port”, tác động mở van nạp

và đóng van xả khí, cung cấp khí vào 2 bầu phanh thông qua 2 cổng “delivery port”.Khi nhả bàn đạp phanh, yêu cầu khí trong bầu phanh phải được xả nhanh và triệt để

Do van phân phối ở xa nên lượng khí trong bầu phanh không được xả ở van phânphối, mà được xả ngay gần bầu phanh qua van xả nhanh

Dòng khí từ bầu phanh đẩy màng đàn hồi, mở van xả (do khí nén ở cổng

“service port” không còn, gây ra sự chênh lệch áp suất), khí nén được xả ra khôngkhí qua cổng “delivery port”

5 Van gia tốc (Relay valve)

Hình1.8 : Van giatốc (Relayvalve)

Hệ thống phanh khí nén có nhược điểm là độ chậm tác dụng lớn, đặc biệt là

ở trên cơ cấu phanh nằm xa van phanh chân (bầu phanh sau) Do khoảng cách từbầu phanh sau tới van phân phối là tương đối dài (đặc biệt trên xe tải lớn), nên độchậm tác dụng thường lớn hơn Vì vậy, ta bố trí một van gia tốc ở giữa van phanhchân và bầu phanh, gần bình chứa khí nén

Trên van gia tốc có một đường khí từ bình khí tới, và một đường khí từ van phânphối xuống Dòng khí từ van phân phối đóng vai trò là dòng khí điều khiển để mởvan khí, nối thông dòng khí từ bình tới 2 bầu phanh phía sau, sẽ hạn chế được độchậm tác dụng của hệ thống Tổng cộng trên van có 4 cổng dẫn khí.Vì dòng khí từvan phanh chân chỉ có tác dụng điều khiển đóng mở van khí, nên van gia tốc đóngvai trò tương tự như một rơle (relay valve)

6 Van bảo vệ kép(van chia dòng, bảo vệ 2 dòng khí nén)

Hình 1.9: Van chia dòng và bảo vệ 2 dòng khí nén (van an toàn kép)

Công dụng của van chia dòng cấp khí cho 4 nhánh và tạo nên các dòng khíđộc lập Khi một hay một số dòng khí bị mất áp suất, các dòng khí còn lại vẫn làm

việc bình thường Do vậy, van có chức năng bảo vệ khả năng độc lập giữa các dòngcung cấp khí nén.

Cấu tạo của van như hình vẽ trên

Nguyên lý hoạt động của van:

- Dòng khí từ máy nén khí tới cổng I, qua các lỗ của van một chiều, đẩypittong tỳ, mở van nạp, cung cấp khí nén tới các khoang II, và III đi tới cácbình chứa khí nén, cung cấp khí nén tới các cầu trước và sau Dòng khí néncho phanh tay được cung cấp từ cả 2 bình khí, như sơ đồ trên

B: TỔNG QUAN HỆ THỐNG TCS

1.4 Khái niệm cơ sở

Trên thực tế khi ô tô hoạt động, lực bám giữa lốp xe và mặt đường có giới hạn

và thay đổi tùy theo tính chất của mặt đường Do vậy không phải lúc nào mô men từđộng cơ truyền xuống cũng chuyển hết thành mô men quay của bánh xe Khi mà mômen từ động cơ truyền xuống cầu chủ động lớn hơn giới hạn bám của bánh xe trênmặt đường sẽ xảy ra hiện tượng trượt quay tại các bánh xe chủ động

Hệ thống TCS được thiết kế nhằm mục đích khắc phục hiện tượng này thôngqua cơ cấu phanh trên cầu chủ động Hệ thống TCS là hệ thống tự động phanh bánh

xe chủ động khi mà mô men từ động cơ truyền xuống cầu chủ động lớn hơn giớihạn bám tại các bánh xe này (khi xảy ra hiện tượng trượt quay tại các bánh xe chủđộng) Hệ thống này chỉ được trang bị trên các ô tô có trang bị hệ thống phanh cóABS

Lực bám sinh ra ở bánh xe chủ động được xác định bằng công thức : Pφ = φ.Gφ

; Lực này sẽ sinh ra mô men kéo là Mk = rbx.Pφ

Trong đó : φ là hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường

Gφ là trọng lượng bám

Trong quá trình tăng tốc ,nếu như mô men sinh ra ở trên bánh chủ động lớn hơn mô men sinh ra do lực bám của mặt đường ( Mk> Mφ) thì bánh xe sẽ bị trượt quay, có nghĩa là hệ số trượt giữa bánh xe và mặt đường là 100%, khi đó hệ số bám dọc giảm và hệ số bám ngang cũng giảm xuống thấp Điều đó làm cho hiệu quả

tăng tốc và sự ổn định hướng chuyển động giảmrõ rệt Ta sẽ xem xét cụ thể hơn qua đồ thị lực bám dọc và bám ngang theo độ trượt của bánh xe :

Hình 1.10:Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt bánh xe

Ở đây với φx và φy là hệ số bám dọc và hệ số bám ngang của bánh xe khiphanh Qua các đồ thị chúng ta thấy khi độ trượt nằm trong khoảng 10% - 30% thì

hệ số bám dọc và bám ngang đều lớn

Mục đích chính của bộ chống trượt quay bánh xe (TCS) là duy trì hệ sốtrượt giữa bánh xe và mặt đường khi tăng tốc trong mọi điều kiện nằm trong khoảng10%–30%để đảm bảo hệ số bám dọc và bám ngang đều cao nhằm tận dụng đượctrọng lượng bám ở từng bánh xe Do đó hệ thống này đảm bảo được hiệu quả tăngtốc và tính ổn định khi tăng tốc

Chính vì ưu điểm đó mà mà việc bố trí thiết bị TCS cho hệ thống xe là điềucần thiết, và ngày nay hệ thống chống trượt quayTCSđang được lắp đặt nhiều hơncho các phương tiện vận tải đặc biệt những phương tiện làm việc trong điều kiệnkhắc nghiệt như vùng băng tuyết, bùn lầy( những vùng mà hệ số bám giữa lốp vàmặt đường rất thấp hay các xe đua công thức một( tăng tốc với số vòng quay lớn)

1.4.1 Cấu tạo chung của hệ thống TCS

Thông thường hệ thống TCS gồm những thành phần cơ bản sau:

Hình 1.11: Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống TCSTrong đó:

1.Bánh chủ động bên trái 2 Bánh chủ động bên phải

3 Bánh bị động bên trái 4 Bánh bị động bên phải

5 cụm điều khiển động cơ 5.1 Thanh rang bơm cao áp

5.2 mô tơ bước điều khiển dây ga

6,7 Cụm van điều khiển áp suất bầu phanh

8 ECU điều khiển

9.Cảm biến đo tốc độ động cơ

10 Cảm biến đo tốc độ góc của bánh xe

Gb

Mkv

Fb

MfPb

1.4.2 Cơ sở lý thuyết hệ thống chống trượt quay TCS sử dụng hệ thống phanh

Hình 1.12: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xechủ động

Khi chuyển động, ở bánh xe xuất hiện các lực và mô men sau:

Pb– Lực đẩy từ khung xe truyền đến;

Gb – Tải trọng tác dụng lên bánh xe;

Fb – Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên bánh xe;

Pf – Lực cản lăn

Mk – Mô men kéo;

Mf – Mô men cản lăn;

Gọi thành phần

k b

M

r là lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động và kí hiệu là

Pk

Pf

k k

b

M P

r



a) Hiện tượng trượt quay của bánh xe khi tăng tốc

Lực kéo lớn nhất bị giới hạn bởi khả năng bám giữa bánh xe và mặt đường,được đặc trưng bởi hệ số bám  thông qua mối quan hệ sau:

Trong đó: vl là vận tốc lý thuyết của bánh xe

vtlà vận tốc dài của xe (vận tốc thực của xe)

Lực bám giữa lốp và đường thay đổi theo  được cho bởi đồ thị bên trên(hình 1.10)

Nhận thấy rằng khi độ trượt trong khoảng 15%-30% thì hệ số bám theophương dọc lớn và đạt max tại vị trí  , trong khi đó hệ số bám ngang đang có xu0hướng giảm nhưng vẫn ở giá trị cao Vượt ra ngoài khoảng này các hệ số bám dọc

và bám ngang đều giảm nhanh chóng, như vậy lực bám giữa lốp và đường cũnggiảm Vì vậy khi ta khởi động,tăng tốc, lượng mô men quá lớn được cung cấp tới

bánh chủ động dẫn tới mô men kéo của bánh tăng lên nhanh chóng, trong điều kiện

hệ số bám thấp thì bánh xe bị trượt quay tại chỗ

b, Nguyên tắc điều khiển của TCS

Mục tiêu hệ thống chống trượt quay tác động vào cơ cấu phanh là điều khiển ápsuất dẫn động phanh sao cho moomen tác động lên bánh xe vừa đủ để bánh xe làmviệc trong vùng có mô men bám lớn qua đó giúp xe có thể chuyển động Độ trượt(λ) thay đổi trong phạm vi hẹp quanh giá trị trượt tối ưu (λ) thay đổi trong phạm vi hẹp quanh giá trị trượt tối ưu (λ) thay đổi trong phạm vi hẹp quanh giá trị trượt tối ưu (λ0), để tận dụng tối đa khảnăng bám, tại điểm đó bánh xe cần được phanh lại với một lượng nhất định để (Pk)đạt giá trị cực đại, đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng của xe là tốt nhất

max max max.

(1)Trong đó: Pk - lực kéo bánh xe; Pkmax - lực kéo cực đại

max

x

 - hệ số bám dọc cực đại;

Pφmax - lực bám cực đại

Gb- phản lực thẳng đứng mặt đường lên bánh xe

Để điều khiển được giá lực kéo của bánh xe trong vùng tối ưu, ta phải tácđộng lực phanh vào bánh xe để điều khiển tốc độ bánh xe qua đó điều chỉnh được

độ trượt nằm trong vùng ta mong muốn( = 15÷30%) Để xác định được  ta cầnxác định tốc độ dài của xe, tốc độ dài của bánh xe, hai giá trị này trên thực tế khákhó xác định Vậy để điều khiển TCS, trong đồ án này em lựa chọn phương phápước lượng vận tốc dài của xe Nội dung của phương pháp như sau

Xác định vận tốc dài của xe

Vận tốc dài của phương tiện có thể xác định thông qua vận tốc góc của bánh

xe bị động Ta có các công thức cho bánh sau của xe

Trong đó, , OR, OL và V0 là góc quay xe, khoảng cách từ trọng tâm của xetới tâm các bánh xe bị động phải, trái, và vận tốc của trọng tâm V LvàV R là vận tốccủa các bánh xe bị động trái, phải.

Vận tốc của các bánh bị động trên hệ trụ (x’,y’) theo góc quay  là:

Trung bình cộng của vận tốc 2 bánh xe bị động là:

Coi

Vậy vận tốc xe (Vx )có thể ước lượng theo vận tốc góc của các bánh bị động.Cùng với tín hiệu của vận tốc góc và bán kính trung bình bánh xe ta xác định được

hệ số trượt , dựa vào tín hiệu  thu được ta sẽ điều khiển cơ cấu phanh theo batrạng thái.Ba trạng thái đó là tăng áp, giữ áp, giảm áp Việc tăng áp, giữ áp, giảm ápnhư thế nào sẽ được trình bày kĩ trong phần thuật toán điều khiển Sau khi áp dụngphương pháp điều khiển ta có thể đạt được độ trượt như hình vẽ

Độ trượt có điều khiển của bánh chủ động

Theo phương pháp điều khiển ta có độ biến thiên áp suất bầu phanh

Đồ thị biến thiên áp suất bầu phanh.

1.5 Hệ thống chống trượt quay TCS : điều chỉnh tải của động cơ

Trong quá trình tăng tốc của xe, động cơ tạo ra một mômen xoắn lớn truyền xuống bánh xe ,nếu lực bán giữa bánh xe và mặt đường nhỏ hơn lực kéo mà động

cơ sinh ra thì bánh xe mất khả năng truyền lực, bánh xe chủ động trượt quay và làm

xe mất ổn định, xe tăng tốc kém…

Trong trường hợp này người lái xe rất khó có thể điều khiển chiếc xe và có thể dẫn tới tai nạn không mong muốn , do đó cần thiết có một hệ thống có khả năng điều chỉnh và kiểm soát lực bám đường giúp lái xe điều khiển xe dễ dàng trong quá trình tăng tốc và khi mặt đường trơn trượt Điều này sẽ khiến việc tăng tốc ổn định, đồng thời tránh những sự cố khi thao tác tăng giảm ga thiếu chính xác của người lái gây nên va chạm, nhất là những đoạn đường giao thông phức tạp

Hệ thống kiểm soát lực bám đường cho xe ôtô có tác dụng giảm momen truyền

từ động cơ tới các bánh xe chủ động nhằm làm giảm momen từ các bánh xe lên mặt đường chống lại sự trượt quay của bánh xe Bằng việc tác động trực tiếp vào động

cơ để giảm mômen của động cơ một cách nhanh chóng nhất nhưng vẫn đảm bảo được khả năng động lực học của ôtô

Hệ thống kiểm soát lực kéo được nghiên cứu và phát triển trong những thập niên 80, 90 , với sự kết hợp của thủy lực và cơ khí và cùng với sự bùng nổ của công nghệ trong những năm qua hệ thống TCS đã hoàn thiện và điều khiển chính xác và hiệu quả

Hệ thống kiểm soát lực kéo sơ khai.

Đây là ý tưởng của hai nhà sáng chế người Mỹ là Michael H Quinn và Paul

Mô tả hoạt động : Hệ thống kiểm soát lực bám của bánh xe và mặt đường bằngcách sử dụng bột đá cẩm thạch được nằm trong một thùng chứa hình phễu đặt ở gầnbánh xe Hệ thống hoạt động nhờ một solenoid điều khiển nắp 6 đóng mở qua một

công tắc trên vôlăng Trong những điều kiện đường trơn trượt, băng tuyết người lái

xe có thể ấn công tắc kích hoạt hệ thống hoạt động , bột đá sẽ làm thay đổi hệ số bám của đường và qua đó làm tăng lực bám giữa bánh xe và mặt đường

Hệ thống tuy đơn giản nhưng khó có thể ứng dụng vào trong thực tế vì không thể bố trí được thùng đựng bột đá gần với bánh xe, hơn thế phương pháp này mang lại hiệu quả không cao, không điều khiển được lực bám phù hợp với từng bánh xe

và dẫn tới xe mất ổn định

Hệ thống kiểm soát lực kéo : Cơ cấu điều chỉnh dây ga

Phát minh của Takashi Sakai thuộc Trung tâm nghiên cứu và phát triển

Akebono

Hệ thống bao gồm một piston được gắn trong một xylanh , cơ cấu này nằm giữa chân ga và cần của bơm nhiên liệu ( với động cơ diesel ) hay là bướm ga ( đối với động cơ xăng ) Piston có thể dịch chuyển qua lại nhờ việc cấp và xả dầu vào trong xylanh qua van cấp 18 và van xả 21

Khi xảy ra hiện tượng trượt quay , hệ thống sẽ điều khiển van cấp 18 cấp dầu vào trong xylanh để đẩy piston sang phía bên trái, đồng thời trả cần ga của bơm dầu làm cho lượng nhiên liệu vào động cơ giảm xuống Do trong trường hợp xe tăng tốc nên lái xe sẽ nhấn ga, vì vậy sẽ có lực kéo piston sang phía bên phải , lúc này cơ

chế ròng rọc lò xo sẽ làm việc, khi lực bàn đạp ga lớn hơn lực nén của lò xo, lò xo

sẽ bị nén lại, người lái xe sẽ không thể tăng ga trong quá trình trượt quay, lực bám mặt đường được kiểm soát

Khi xe không còn hiện tượng trượt quay, hệ thống điều khiển mở van xả 21, lò

xo 14 trong xylanh kéo piston về vị trí ban đầu và đồng thời đẩy dầu ra khỏi xylanh qua van xả 21 Bướm ga được trả lại về vị trí ban đầu , lái xe có thể điều khiển xe tăng tốc theo ý mình

Trong hình 1thể hiện sơ đồ khối điều khiển hệ thống , với việc lấy tín hiệu từ cảm biến bánh xe sau đó đưa tín hiệu vào bộ xử lý trung tâm Tại đây các tín hiệu gửi từ cảm biến được xử lý và được so sánh với giá trị trượt tới hạn của xe Nhờ đó

mà bộ điều khiển trung tâm có thể biết được mức độ trượt của xe và đưa ra lệnh điều khiển đóng mở các van cấp và xả để điều chỉnh lượng nhiên liệu đi vào động

cơ một cách hợp lý nhất để xe có thể tăng tốc mà không xảy ra hiện tượng trượt quay

Hình 1: Sơ đồ khối điều khiển hệ thống

Hình 2 : Thể hiện đặc tính điều khiển của hệ thống.

Hệ thống kiểm soát lực kéo thông minh

Hầu hết các loại xe ôtô ngày nay đều được trang bị hệ thống phun xăng điện

tử, hoặc phun dầu điện tử, nên việc điều chỉnh, tác động vào động cơ trong quá trìnhxảy ra hiện tượng trượt quay của bánh xe là dễ dàng hơn rất nhiều

Các tín hiệu cảm biến vận tốc , gia tốc từ các bánh xe được gửi về bộ xử lý trung tâm (ECU) vài trăm lần trong mỗi giây ECU sẽ phân tích , xử lý các tín hiệu nhận so sánh với dữ liệu sẵn có , nếu như ECU phát hiện xe đang bị trượt quay thì ngay lập tức nó sẽ điều khiển thời gian phun nhiên liệu để giảm công suất của động

cơ , qua đó làm giảm lực kéo tại các bánh xe chủ động

Ngoài ra đối với các động cơ xăng, ngoài việc tác động vào lượng phun nhiên liệu để giảm công suất người ta còn điều khiển ngắt đánh lửa 1 hoặc 2 máy của động cơ , làm công suất của động cơ giảm một cách nhanh chóng khi xe bị trượt quay

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH CẦU TRƯỚC 2.1 Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh trước

Hình 2.1 : Sơ đồ các lực tác dụng khi phanh

- Z Z1, 2: Phản lực mặt đường tác dụng lên cầu trước và sau.

- G: Trọng lượng toàn bộ xe

- hg: Chiều cao trọng tâm ô tô

- a,b: Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước và cầu sau

- Pj: Lực quán tính xuất hiện khi phanh

- L: Chiều dài cơ sở

Momen trên cơ cấu phanh được xác định theo điều kiện đảm bảo bánh xe không bịlết khi phanh

Do trong quá trình phanh trọng lượng xe dồn về phía trước nên ta có:

.

gj

.

gj

 rbx: bán kính lăn (mm) Được xác định theo công thức:

 λ) thay đổi trong phạm vi hẹp quanh giá trị trượt tối ưu (λ0 : hệ số kể tới sự biến dạng của lốp Chọn λ) thay đổi trong phạm vi hẹp quanh giá trị trượt tối ưu (λ = 0.945

ρ

Momen phanh

2.2 Thiết

kế, tính toán cơ cấu phanh dạng tang trống

2.2.1 Xác định góc δ và bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

cơ cấu phanh cầu trước

Hình 2.2: Các thông số hình học cơ cấu phanh

Hình 2.3: Xác định lực tác dụng lên má phanh

7685.9,81.1,1879 6,38.0,98

1 0,65.0, 438 5761, 21 ( )2.3, 4 9,81.1,1879

Phản lực R của trống phanh tác dụng lên má phanh được phân làm hai thành phần:

 Thành phần hướng kính N (phương đi qua tâm O tạo với trục X – X góc δ,hướng vào tâm) Điểm đặt của N được xác định qua hai thông số: δ và ρ(khoảng cách từ tâm O tới điểm đặt lực N

Xét 1 phần tử nhỏ trên má phanh có vị trí được xác định bởi góc β và bị giới hạn bởigóc dβ

Giả thiết má phanh phân bố theo quy luật sin, ta có

dN = qmax.sin(β.b.r1).dβ (b: Bề rộng của má phanh)

2 max

1 2

max max

 Thành phần tiếp tuyến T (phương vuông góc với N)

Giả thiết: dT = µqmax.sin(β.b.r1).dβ

Ta có : dT=µ.dN (với µ là hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống)

Lực R có điểm đặt trùng với N, phương tạo với N góc φvới

T tg

N

  

, vàkhoảng cách từ tâm O tới phương tác dụng của R là r0

βt1-Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu cuối tấm ma sát

βt2-Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu trên tấm ma sát

βt2 =βt1 + βt0βt0 - Góc ôm của tấm ma sát

Với kết cấu cơ cấu phanh đã chọn, sự tác động của cam lên các guốc phanh vớichuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đều nhau, do vậy các má phanh trênhai guốc có kích thước bằng nhau

Thông số Cầu trước

Thông số Cầu trước

2.2.2 Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh

Hình 2.6: Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh sau

 Cách xây dựng họa đồ:

Dựng hệ trục X-X và Y-Y (Y-Y đi qua tâm O và tâm chốt phanh)

Xác định và vẽ các lực tác dụng lên guốc phanh trước và sau (do hai guốc chọn nhưnhau nên họa đồ chỉ thể hiện lực tác động lên một guốc phanh)

 Lực P: do cam sinh ra Phương, chiều, đã xác định thông qua thông số a =

120 mm

 Lực R: do trống phanh tác dụng lên má phanh R chia làm 2 thành phần N và

T như trên Điểm đặt của lực R xác định qua lực N dựa vào 2 thông số δ và

ρ Phương N đi qua tâm O, hướng vào tâm Dựa vào (δt ρt) ta vẽ được các lực

P1; R1 và P2; R2 Kéo dài phương của P1 và R1 cắt nhau tại O1, P2 và R2 cắtnhau tại O2

 Lực U: do chốt phanh tác dụng lên guốc phanh Điểm đặt của U1,2 tại tâm củachốt phanh O’ và O’’ Tại trạng thái cân bằng tổng các lực tác dụng lên guốcphanh bằng 0, tức là phương của ba lực cắt nhau tại một điểm, đó là O1,2 Do

đó phương của lực U1,2 đi qua điểm O1,2 Để xác định chiều của U1,2 ta dựavào họa đồ vecto lực trên mỗi guốc phanh ta dễ dàng suy ra chiều của chúng

vì 3 lực này tam ra tam giác lực

Do cam có biên dạng đối xứng nên khi tác động các má phanh của guốc trước vàguốc sau có khoảng cách dịch chuyển bằng nhau Trong khi đó, hai má phanh cókích thước bằng nhau nên biến dạng của chúng cũng bằng nhau và vì vậy, áp suấttrên các má phanh cũng sẽ bằng nhau Điều này có nghĩa là các phản lực từ trốngphanh tác dụng lên các guốc phanh trước và sau bằng nhau:

R1 = R2 = R

Vẽ họa đồ vectơ lực: (i = 1; 2)

 Trên các đường thẳng song song với phương của R, dựng các đoạn thằng

AiBi = R

 Từ Bi dựng đoạn thẳng song song với Ui

 Từ Ai dựng đoạn thẳng song song với Pi

 Từ đây ta có các đa giác lực và xác định được chiều của các lực P, U