Thiết kế hệ thống phanh-ĐAMH kết cấu tính toán ô tô

DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh 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 ô tô dừng hẳn Hoặc đến tốc độ cần thiết giữ cho ô tô dốc không bị trôi Hệ thống phanh đảm bảo cho xe chạy an toàn tốc độ cao nâng cao suất vận chuyển hệ thống quan trọng thiếu đợc ô tô Hệ thống phanh giúp cho ô tô nguyên vị trí ô tô dừng hẳn mà không bị trôi dới tác dụng khác (phanh tay) Phanh guốc loại phanh đợc sử dụng phổ biến, phận trực tiếp giảm tốc độ bánh xe ô tô đợc dung hầu hết loại xe khách có u điểm loại phanh khác đặc biệt nhngx u điểm phanh guốc đảm bảo đợc an toàn cho xe có trọng tải lớn Phanh guốc đợc sử dụng loại xe nhng xe đại không sử dụng phanh guốc mà sử dụng phanh đĩa chủ yếu tải trọng nhỏ, gọn nhẹ, đáp ứng đợc yêu cầu loại xe đặc điểm loại phanh guốc loại phanhcos kết cấu to, cồng kềnh, má phanh hay bị mòn phải làm từ vật liệu tốt để chịu đợc mài Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh mòn 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 đờng vận chuyển ngời ta dùng diều khiển trợ lực phanh chân không II.Yêu cầu với hệ thống phanh Hệ thống phanh phận quan trọng xe đảm bảo chức an toàn, chủ động.Hệ thống phải thoả mãn yêu cầu sau : + Có hiệu phanh cao tất bánh xe trờng hợp + Hoạt động êm dịu để đảm bảo ổn định ô tô phanh + Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cờng đọ lao động ngời lái + Có độ nhạy cao để thích ứng với trờng hợp nguy hiểm + Đảm bảo việc phân bố mô men phanh bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trl][ngj bám phanh với cờng độ + Không có tợng tự xiết + Thoát nhiệt tốt + Có hệ số ma sát cao ổn định + Giữ đợc tỉ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp phanh lực phanh sinh cấu phanh + Độ tịn cậy, tuổi bền sử dụng tuổi thọ cao + Mô men phanh phải lớn, luôn ổn định điều khiển bên chế độ phanh thay đổi (nh tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trờng) +Vật liệu chế tạo ma sát phải thoả mãn yêu cầu sau: -Có hệ số ma sát cặp bề mặt làm việc cao (0,3-0,35) -Hệ số ma sát ổn định bị đốt nóng tốc độ trợt lớn , bị dính dầu , bụi nớc -ở nhiệt độ (300-400) có độ cứng lớn -Loại vật liệu sợi atbtet có độ dính hữu đợc dùng nhiều dùng chất dẻo lấy từ êbônit.Trong tơng lai dùng kim loại gốm Loại đáp ứng dợc yêu cầu +Dẫn động phanh dầu cố u điểm sau: Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh - phân bố lực phanh bánh xe guốc phanh theo yêu cầu thực tế - Có hiệu suất cao - Có độ nhạy tốt - Kết cấu đơn giản - Có khả dùng nhiều loại xe khác mà cần thay đổi cấu phanh +khuyết điểm - Không thể tạo đợc tỉ số truyền lớn.Vì phanh dầu cờng hoá dùng cho ôtô có trọng lợng toàn nhỏ - Lực tác dụng lên bàn đạp lớn - Khi có chỗ bị dò(chảy dầu) hệ thống phanh không làm việc đợc.Khắc phục nhợc diểm dẫn động phanh hai dòng TíNH TOáN THIếT Kế - I.xác định mô men cần thiết sinh cấu phanh Mô men phanh cần thiết sinh cấu phanh ôtô phải thoả mãn yêu cầu sau: + Có thể giảm đợc tốc độ ôtô đến giá trị đến lúc cho xe dừng hoàn toàn với gia tốc chậm dần j nằm giới hạn cho phép + Đạt hiệu phanh cao đảm bảo ổn định xe phanh,có nghĩa mô men sinh cấu phanh 1trục bánh xe tỉ lệ thuận với tải trọng thảng đứng tác dụng lên trục + Sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám với cờng độ phanh Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh + Xét ô tô đứng yên đờng Z1 G Z2 + Theo lí thuyết ô tô sử dụng trọng lợng bám hoàn toàn với cờng độ phanh:G =Ga1 +Ga2 = 645 +695 = 1340 (KG) MB = Z1.L=G.b b=(Z1/G).L=645.2400/1340 =1155mm a=L- b=2400 -1155=1245mm theo điều kiện bám ,để đảm bảo cho bánh xe không bị lê phanh,mô men phanh cần thiết sinh cấu phanh cầu trớc cầu sau là: M p2 = G (a k hg ) rbx 2.L - Hệ số bám lốp mặt đờng = 0,78 rbx -Bán kính bánh xe ro - bán kính tự bánh xe ro = (6 +20/2).25,4 = 406,4mm - Hệ số kể đến biến dạng lốp = 0,933 rbx = r0 = 0,933.406,4 = 379 mm M p2 = 1340 (1383 0,5.596).0, 78.379 = 89582( KGmm) 2.2400 Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh II Xác dịnh mô men phanh sinh má phanh trống phanh Chọn cáu dẫn động phanh dầu có xi lanh riêng biệt có điểm đặt cố định 1phía M1 =M2 = Mp2/2 =89582/2 = 44791 KGmm III Xác định thông số hình học cấu phanh 1> Chọn thông số hình học 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 = 950 = 95.3,14/180 = 1,65rad : Hệ số ma sát ;à = 0,35 Theo công thức (10.24a) thừa nhận quy luật phân bố áp suất đều,bề rộng má phanh đợc tính theo điều kiện bền : b = M2/(à0 (rt)2 [q]) [q] : áp suất cho phép :[q] = 1,5 MN/m2 = 0,15 KG/mm2 b = 13 mm Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh Kiểm tra công ma sát riêng Chúng ta thừa nhận toàn động xe ô tô chạy với tốc độ v0 Khi bắt đầu phanh đợc má phanh hấp thụ tất cấu phanh ô tô phải có đủ diện tích , má phanh phải thoả mãn điều kiện sau đây: L = (G.v2)/2.g F [L] Trong : G -Trọng lợng toàn ô tô chất tải (N) G = 1340 KG = 13400N V0 : vận tốc ô tô 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 má phanh cấu phanh Diện tích : F = 8.b rt F = 8.13.200.1,65 = 34320mm2 = 0,034 m2 Trị số công ma sát riêng cho phép cấu phanh [L] = 7.104 J/ m2 = 7.107 / m2 Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh L = (13400.16,62 )/(2.9,81.0,034) = 5.5.106 N/ m2 L Kiểm tra tỉ số đánh giá thời gian làm việc má phanh Theo công thức 10.26 = m/ F Trong : m - khối lợng toàn ô tô chất tải m =G/g = 13400/9,81 = 1366 kg F : Tổng diện tích bề mặt ma sát má phanh ô tô tất cấu phanh F = 0,034m2 []- Tỉ số đánh giá thời gian làm việc cho phép má phanh [] = 2,5 104 kg/ m2 = 1366/0,034 = 40176 kg/ m2 4.Kiểm tra tăng nhiệt độ trống phanh G.(v 21 v 2 ) T= 2.g m p c Trong : G Trọng lợng toàn ô tô chất tải v1,v2: vận tốc ban đầu vận tốc cuối trình phanh (m/s) v21 - v22 = v20 = 30 km/h = 8,3 (m/s) c: Nhiệt dung riêng chi tiết bị nung nóng thép gang c = 500 j/kgdộ mp : khối lợng trống phanh chi tiết liên quan với chúng bị nung nóng mp = 160 kg Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh T =(13400.8,32)/(2.9,81.160.500) = 0,060C [T]: Không 150C cho trờng hợp v1 = 30 km/h v2 = IV thiết kế dẫn động phanh Trên sở xác định mômen phanh cần sinh mà cấu phanh phải đảm bảo định đợc lực dãan động phanh cần thiết M2 = (p.f.h.Rt)/(0,5.h f.Rt) Trong : f- Hệ số ma sát má phanh trống phanh f = 0,3 Rt - Bán kính trống phanh Rt = 200 mm h = a + c = 160 = 320 mm P2 = M (0,5.h f Rt ) 77798.(0,5.320 200.0,3) = = 405 KG = 4050 N f h.Rt 0,3.320.200 Thiết kế xi lanh phanh bánh xe Số liệu cho trớc +Lực dẫn động phanh cần thiết P(N) +áp suất cho phép đờng ống [p] = 11MN/mm2 +đờng kính xi lanh bánh xe P = [p]..d2 /4 d =2 p 4050 =2 = 21,6mm [ p] 3,14.11 3.Thiết kế xi lanh 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 lên bàn đạp Qbđmax[N] Qbđmax = 750 N Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh + Tỉ số truyền hệ thống đong bẩy từ bàn đạp đến đẩy xi lanh ibđ = 2,3 Số liệu cần xác định Đờng kính xi lanh D(mm) P = Qbđmax ibđ.d2/D2 = 14(mm) 4.Kiểm tra lực tác dụng lên bàn đạp Trong trờng hợp cho trớc số liệu đờng kính xi lanh chính, phải kiểm tra lực tác dụng lên bàn đạp có thoả mãn điều kiện cờng độ làm việc ngời lái hay không Theo 10.22 Qbđmax = ([p]..D2)/(4 ibđ) [Qbđmax] Qbđmax = ([p]..D2)/(4 ibđ) = 735N Vậy Qbđmax = 735 < 750 = Qbđamax Vậy phải thêm trợ lực [Qbđmax] = ([p]..D2)/(4 ibđ.kc) kc : hệ số cờng hoá trợ lực chân không kc = ([p]..D2)/(4 ibđ Qbđmax) = 0,98 5.Hành trình bàn đạp Hành trình toàn bàn đạp Sbđ dẫn động phanh chất lỏng đợc tính sở tính thể tích chất lỏng cần ép khỏi xi lanh c Trong d1,d2 :đờng kính xi lanh bánh xe cấu phanh trớc sau S1 S2 : hành trình pistong xi lanh bánh xe cấu phanh bánh trớc bánh sau : Khe hở pistong xi lanh cà đẩy nối với bàn đạp = 1,8mm D: Đờng kính xi lanh Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô Hệ thống phanh : Hệ số bổ sung có tính đến trờng hợp phanh ngoặt thể tích dẫn động chất lỏng tăng lên = 1,08 : Khe hở trung bình má trống phanh : = 0,3 : Độ mòn hớng kính cho phép má phanh =1,3mm S1 =S2 =6,4 Vậy Sbđ = 155mm [Sbđ] = 180mm KT LUN Trong thi gian ngn em c giao nhim v:Thit k h thng phanh Em ó c gng su tm ti liu v dng kin thc ó c hc hon thnh nhim v c giao Qua phõn tớch cu to v nguyờn lý lm vic, tớnh toỏn kim nghim h thng phanh, cỏc ch tiờu ỏnh giỏ cht lng phanh v hng dn s dng ca nh sn xut, cựng vi hng dn tn tỡnh ca thy giỏo Nguyn Dip Thnh, em ó hon thnh xong ỏn: Thit k h thng phanh Trong quỏ trỡnh lm ỏn, vi thi gian cú hn nhng bn thõn em ó cú c gng tỡm hiu thc t v gii quyt cỏc ni dung k thut hp lý õy l bc u quan trng giỳp cho em cú th nhanh chúng tip cn vi nghnh cụng nghip ụ tụ hin ca nc ta Em rt mong nhn c nhng ý kin úng gúp, b sung ca cỏc thy ti ca em c hon thin hn, gúp phn nh vo nhu cu s dng xe Vit Nam hin Mt ln na em xin cm n s hng dn, ch bo tn tỡnh ca thy Nguyn Dip Thnh cựng cỏc thy b mụn ụ tụ ó giỳp em hon thnh ỏn ny TI LIU THAM KHO 10 Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán ôtô [1] Hệ thống phanh Lý thuyt ụtụ mỏy kộo Nguyn Hu Cn - D Quc Thnh Phm Minh Thỏi - Nguyn Vn Ti - Lờ Th Vng NXB khoa hc v k thut - H Ni; (1998) [2] Kt cu v tớnh toỏn ụtụ Nguyn Hong Vit Ti liu lu hnh ni b khoa C Khớ Giao Thụng; i Hc Nng; Nng 1998 [3] Thit k v tớnh toỏn ụtụ mỏy kộo Nguyn Hu Cn - Phan éỡnh Kiờn NXB éi hc v trung hc chuyờn nghip - H Ni; 1985 [4] B iu chnh lc phanh -h thng chng hóm cng bỏnh xe phanh ABS Nguyn Hong Vit Ti liu lu hnh ni b ca khoa c khớ Giao Thụng; éi Hc é Nng; é Nng 2003 [5] http://www.TOYOTA.com 11 Sv : Ng Hoàng Sơn ... Sơn DAMH Kết cấu tính toán tô Hệ thống phanh Kiểm tra công ma sát riêng Chúng ta thừa nhận toàn động xe ô tô chạy với tốc độ v0 Khi bắt đầu phanh đợc má phanh hấp thụ tất cấu phanh ô tô phải có... lợng bám với cờng độ phanh Sv : Ng Hoàng Sơn DAMH Kết cấu tính toán tô Hệ thống phanh + Xét ô tô đứng yên đờng Z1 G Z2 + Theo lí thuyết ô tô sử dụng trọng lợng bám hoàn toàn với cờng độ phanh:G... thống phanh không làm việc đợc.Khắc phục nhợc diểm dẫn động phanh hai dòng TíNH TOáN THIếT Kế - I.xác định mô men cần thiết sinh cấu phanh Mô men phanh cần thiết sinh cấu phanh tô phải thoả mãn