Thiết kế tính toán dẫn động phanh khí nén.

Hiện nay, công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước ta đang phát triển với tốc độ ngày càng mạnh mẽ và yêu cầu về cơ khí hoá ngày càng phát triển. Trong đó, việc sử dụng các phương tiện vận tải ôtô là một nhu cầu không thể thiếu được, góp phần thúc đẩy sự phát triển chung của Đất nước. Đi đôi với việc sử dụng các phương tiện vận tải ôtô việc kiểm tra và thẩm định chất lượng xe là một yêu cầu rất quan trọng để đánh giá chất lượng xe cũng như kiểm tra các hệ thống an toàn trên xe cho người sử dụng. Đối với ô tô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển. Nhưng yêu cầu về an toàn cũng phải rất cao vì vậy em chọn đề tài tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống phanh trên ô tô con

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước ta đang phát triển với tốc độ ngày càng mạnh mẽ và yêu cầu về cơ khí hoá ngày càng phát triển Trong đó, việc sử dụng các phương tiện vận tải ôtô là một nhu cầu không thể thiếu được, góp phần thúc đẩy sự phát triển chung của Đất nước Đi đôi với việc sử dụng các phương tiện vận tải ôtô việc kiểm tra và thẩm định chất lượng xe là một yêu cầu rất quan trọng để đánh giá chất lượng xe cũng như kiểm tra các hệ thống an toàn trên xe cho người sử dụng

Đối với ô tô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi

vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển Nhưng yêu cầu về an toàn cũng phải rất cao vì vậy em chọn đề tài

tốt nghiệp: Thiết kế hệ thống phanh trên ô tô con

Sau quá trình làm việc, nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của

Thầy giáo: Vũ Văn Định, đến nay đồ án của em đã được hoàn thành Tuy nhiên

do điều kiện thời gian và kiến thức lý thuyết cũng như thực tế còn hạn chế cho nên trong quá trình tính toán thiết kế không tránh khỏi những nhược điểm em rất mong được sự chỉ bảo tận tình của các Thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Nhân đây, em xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo trong bộ môn ô tô và

Thầy giáo Vũ Văn Đinh đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành thiết kế môn học của

mình

Sinh viên thực hiện

Lê Tiến Đạt

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô máy kéo cho đến khi ngừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết Ngoài ra hệ thống phanh còn giữ cho ôtô máy kéo đứng yên trên đường nằm ngang hay đường dốc Đối với ôtô, hệ thống phanh là bộ phận quan trọng đảm bảo cho ôtô máy kéo chạy an toàn ở tốc độ cao

Kết cấu hệ thống phanh có hai phần chính:

Dẫn động phanh, là bộ phận điều khiển cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh, là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản, thường làm việc theo nguyên lý ma sát, biến động năng của ôtô thành nhiệt năng tỏa ra môi trường bên ngoài khi phanh

Hiện nay trên ôtô thường dùng hai loại dẫn động phanh chính là thủy lực

và khí nén còn bằng cơ khí chỉ dùng cho phanh dừng, vì hiệu suất thấp và không đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe Dẫn động điện thường chỉ dùng cho đoàn xe

Dẫn động phanh khí nén thường dùng trên các xe cỡ vừa và lớn hoặc đoàn

xe kéo moóc với những ưu điểm sau:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Độ tin cậy cao hơn dẫn động phanh thủy lực, nếu hệ thống có một chổ rò rĩ thì hệ thống vẫn làm việc được

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác trên ô tô

- Dễ tự động và cơ khí hóa quá trình điều khiển

Tuy vậy nó có một số nhược điểm sau:

- Nhiều chi tiết, kết cấu phức tạp hơn.

- Giá thành cao

Dẫn động phanh thủy lực thường sử dụng trên xe con,xe tải nhỏ hoặc các

xe có tải trọng trung bình Dẫn động thủy lực có những ưu điểm sau:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ, luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe

- Hiệu suất cao: 0,8 0,9

- Kết cấu đơn giản, kích thước khối lượng và giá thành nhỏ

- Dễ lắp đặt

Tuy vậy, dẫn động thủy lực có những nhược điểm:

- Yêu cầu về độ kín khít cao, nếu có một chỗ rò rĩ thì cả hệ thống không làm việc được

- Lực cầc thiết tác dụng lên bàn đạp lớn, nên thường dùng cơ cấu trợ lực, dẫn đến kết cấu phức tạp

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

- Sự dao động áp suất chất lỏng làm việc có thể làm đường ống rung động và momen phanh không ổn định

Qua viêc phân tích các loại dẫn động trên, để phù hợp với loại xe ta thiết

kế thì tốt nhất chọn loại dẫn động thủy lực Vì kết cấu đơn giản, dễ bố trí, giá thành rẻ

3. Chọn cơ cấu phanh đĩa.

Đối với cơ cấu phanh, thì dẫn động thủy lực thường dùng các loại như trên hình:

H.a H.b

Hình : Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa Hình a Phanh đĩa có giá đặt xilanh cố định Hình b Phanh đĩa có giá đăt xilanh di động 1.Đĩa phanh; 2 Giá đặt phanh; 3.Ống trượt

4.1. Chọn sơ đồ dòng.

Để tăng độ an toàn làm việc của hệ thống phanh thì xe phải có hai dòng

(hai đường dẫn), có cùng cơ cấu điều khiển chung là bàn đạp phanh

Hiện nay, đối với hệ thống phanh thì dẫn động phanh cũng có các loại sơ

đố dẫn động khác nhau:

Trên hình 1.2 a phân dòng theo hai cầu, đơn giản khi một dòng hỏng không gây ra mất đối xứng lực phanh Nhưng hiệu quả phanh giảm đi nhiều có thể nhỏ hơn 50 0 Nhưng kết cấu đơn giản nhất, nó được dùng khá phổ biến

c d

Hình 1.2 Các sơ đồ dẫn động phanh.

Trên hình 1.2b phân dòng chéo Khi một dòng hỏng thì hiệu quả phanh

luôn luôn còn 50 0, nhưng có hiện tượng mất đối xứng lực phanh.Vì vậy loại này ít dùng

Trên hình 1.2c hai dòng cầu trước, một dòng cầu sau Nếu một trong hai

dòng bị hỏng thì hiệu quả phanh luôn luôn giữ ≥50 0, không mất đối xứng lực phanh, nhưng kết cấu phức tạp

Trên hình 1.2d kết cấu phức tạp, có khả năng mất đối xứng lực phanh Trên hình 1.2e là loại sơ đồ hoàn thiện nhất Tuy vậy kết cấu phức tạp nhất

Qua phân tích các sơ đồ trên, để phù hợp với loại xe ta thiết kế thì tốt nhất chọn sơ đồ 1.2a.Vì có kết cấu đơn giản, dễ bố trí, giá thành rẻ

4.2. Sơ đồ hệ thống phanh đã chọn.

2

3

4 5

8

9 6

7

Hình 1.3 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực.

1-Cơ cấu phanh trước; 2,8- Đường ống trước sau; 3,4- piston của xilanh chính; 5- Bình chứa dầu; 6- Bàn đạp; 7- Xilanh chính; 9 - Cơ cấu phanh sau;

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thủy lực: Khi người lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua hệ thống đòn sẽ đẩy piston nằm trong xilanh 7, do đó dầu bị ép

và tạo ra áp suất cao trong xilanh 7 và trong các ống dẫn 2,8 Dầu trong đường ống

áp suất cao sẽ tác dụng lên bề mặt các piston của các cơ cấu phanh 1và 9 Ép má phanh vào đĩa phanh tiến hành phanh ô tô Khi thôi phanh, do khe hở cho phép của các ổ bi bánh xe tạo nên rung lắc giữa má phanh và đĩa phanh theo phương dọc trục mà đẩy tấm ma sát tách khỏi đĩa phanh ép dầu từ xilanh làm việc trở lại xilanh chính 7

Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình

Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh,

suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các trống phanh

• Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng

1

2 3

4

Hinh 9: Sơ đồ dẫn đông phanh thuỷ lực một dòng 1: Bàn đạp 3: Đường ống dẫn 2: Xilanh chính 4: Cơ cấu phanh

Nguyên lý làm việc:

Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đẩy piston của xi lanh chính 2, do đó đều được ép và áp suất dầu tăng lên trong xi lanh và các đường ống dẫn dầu 3 chất lỏng với áp xuất lớn ở các xi lanh bánh xe sẽ thắng lực của lò xo và tiến hành ép guốc vào trống phanh

Khi không phanh nữa người 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 kéo guốc phanh vào

vị trí cũ

• Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng:

1 3

5 4

2 6

II

I

Hình 10: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng

I: Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe trước

II: Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe sau

1: Bàn đạp 4,6: Van

2: Tổng phanh 5: Cơ cấu xy lanh bánh xe

3: Bộ phận chia dòng

a) Sơ đồ nguyên lý b) Cấu tạo cua xy lanh

Hình 11: Xy lanh chinh hai piston

hai khoang riêng biệt để nối với các dòng dẫn động phanh, mỗi dòng được cung cấp dầu bởi 1 bầu chứa riêng

Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp làm cho piston chính 1 sẽ dịch chuyển về phía trái tạo nên áp suất cao ở khoang I, qua piston trung gian 2 tạo nên áp suất cao ở khoang II

Khi xẩy ra hư hỏng ở một dòng nào đó thì piston sẽ chuyển dịch một cách tự do cho đến khi chạm vào piston trung gian hoặc chạm vào đáy của xilanh, sau đó trong buồng xilanh của dòng không hư hỏng sẽ tạo nên áp suất làm việc khi đó xe vẫn được phanh nhưng hiệu quả không cao người lái sẽ cảm thấy hư hỏng của hệ thống vì hành trình bàn đạp tăng lên

Bộ chia dòng: Dùng để phân tách hoạt động của hai dòng

a) Sơ đồ b) Cấu tạo

Hình 12: Bộ chia 1: Piston 3: Đầu nối tới dòng trước 2:Đầu nối tới dòng sau 4: Từ xy lanh chính tới

Khi phanh chất lỏng tư xilanh chính bị dồn đến khoang A gây lên lực tác dụng lên các piston 1 và trong dòng I và II áp suất làm việc tăng lên cho đến khi cân bằng với áp suất trong khoang, khi xẩy ra hư hỏng ở một dong nào đó thì còn thứ II vẫn làm việc bình thường song hiệu quả phanh của cả xe có giảm và người lái cũng nhận biết về phía hành trình bàn đạp tăng