Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Phanh Cho Xe SUV 5 Chỗ

Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Độc lập – Tự – Hạnh phúc BỘ MÔN Ô TÔ & XE CHUYÊN DỤNG NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP H v t n : Ho ng V n Cƣ ng MSSV: 20120135 Lớp : CKĐL Khóa : 57 1.Đề tài thiết kế : T nh to n th t h thốn ph nh cho e SUV ch Các số liệu ban đầu : - Khối lƣợng to n đầy tải: m = 1981 kg - Phân bố tải tr ng cầu trƣớc/sau: 1288/693 kg - Chiều d i sở: L = 2700 mm - Chiều rộng sở trƣớc/sau : B = 1585/1590 mm - Chiều cao tr ng tâm: hg = 750 mm - Kí hiệu lốp: 225/55 R19 Nội dung phần thuyết minh tính toán : - Tổng quan hệ thống phanh - Lựa ch n phƣơng án thiết kế - Tính toán thiết kế thông số - Ứng dụng 3D tính nhiệt chi tiết phanh - Bảo dƣỡng sửa chữa hệ thống phanh Các vẽ đồ thị (ghi rõ tên kích thước vẽ): - Bố trí chung hệ thống phanh tr n xe A0) - Sơ đ d n động hệ thống phanh A0) - Bản vẽ lắp cấu phanh trƣớc A0) - Bản vẽ lắp cấu phanh sau A0) - Bản vẽ 3D v kết tính nhiệt tr n mô h nh A0) - Bản vẽ trợ lực phanh v xi lanh A0) - Bộ điều hòa lực phanh A0) - Bản vẽ chi tiết A0) Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố Cán hướng dẫn: TS Hoàn Thăn Bình Ngày giao nhiệm vụ thiết kế : 19/09/2016 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : …………………………………………… Ngày tháng C n hƣớn dẫn th t Ký v ghi rõ h t n n m Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố Mục Lục LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1.1 Công dụng 1.2 Phân loại 1.3 Yêu cầu kết cấu 1.4 Cấu tạo chung hệ thống phanh 1.5 Cơ cấu phanh 1.6 Phanh tay 24 1.7 Dẫn động điều khiển phanh chân thủy lực 26 1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân khí nén 28 1.9 Dẫn động điều khiển phanh khí nén kết hợp thủy lực 28 1.10 Hệ thống phanh có khả tự động điều chỉnh lực phanh 31 CHƢƠNG II : LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH 35 2.1 Lựa chọn cấu phanh 35 2.2 Lựa chọn phƣơng án truyền động phanh 37 2.3 Các thông số tham khảo 43 2.4 Tính toán thiết kế cấu phanh 43 2.5 Tính toán dẫn động phanh 52 2.6 Tính toán thiết kế cƣờng hóa chân không 54 2.7 Điều hòa lực phanh 66 Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố CHƢƠNG III: CÁC HƢ HỎNG CHÍNH THƢỜNG GẶP VÀ PHƢƠNG PHÁP BẢO DƢỠNG SỬA CHỮA, QUY TRÌNH THÁO LẮP, ĐIỀU CHỈNH HỆ THỐNG PHANH 82 3.1 Các hƣ hỏng thƣờng gặp cách khắc phục 82 3.2 Phƣơng pháp bảo dƣỡng sửa chữa 87 3.3 Kiểm tra dẫn động 88 3.4 Tháo lắp xilanh trợ lực 89 3.5 Xả khí khỏi mạch dầu 89 3.6 Xả khí khỏi xilanh 90 3.7 Kiểm tra hoạt động trợ lực phanh 90 CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN NHIỆT TRONG SOLIDWORKS 91 4.1 Giới thiệu phần mềm SolidWorks 91 4.2 Tính nhiệt SolidWork 92 KẾT LUẬN CHUNG 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố LỜI NÓI ĐẦU Trong n m gần công nghiệp ôtô có phát triển mạnh mẽ, hòa nhịp với phát triển không ngừng ng nh công nghiệp ôtô giới Việc Việt Nam nhập WTO, phủ cho phép nhập phụ tùng từ nƣớc ngo i, nhƣ mở cửa hợp tác mạnh mẽ với quốc gia có công nghiệp ôtô phát triển h ng đầu giới nhƣ Đức, Mỹ, Nhật Bản,…đã tạo điều kiện cho công nghiệp ôtô Việt Nam phát triển với việc tiếp thu dây truyền công nghệ, ứng dụng phát minh thiết kế v o sản xuất, lắp ráp nhƣ giải hầu hết vấn đề sửa chữa bảo dƣỡng v nâng cấp,… ôtô Việt Nam, đóng góp không nhỏ v o thu nhập quốc dân đất nƣớc Trƣ ng Đại h c Bách Khoa H Nội l nơi nghi n cứu, giảng dạy h ng đầu ôtô Việt Nam Sau tr nh h c tập tai trƣ ng Đại h c Bách Khoa H Nội chúng em đƣợc t m hiểu hầu hết hệ thống tr n ôtô Trong hệ thống tr n ôtô th hệ thống phanh l hệ thống quan tr ng tr n ôtô với vai trò đảm bảo tính an to n chuyển động ôtô, giúp giảm thiểu đáng kể tai nạn tr n tuyến đƣ ng giao thông Với lý nhƣ em định ch n hệ thống phanh để t m hiểu v nghi n cứu l m đ án tốt nghiệp, em sâu v o t m hiểu hệ thống phanh xe với đề t i tốt nghiệp l : “Tính toán th t k h thốn ph nh cho xe SUV ch ’’ Trong tr nh thực đề t i em nhận đƣợc hƣớng d n tận t nh thầy giáo Ho ng Th ng B nh đ ng th i em nhận đƣợc ý kiến đóng góp Bộ Môn Ôtô v xe chuy n dụng Mặc dù cố gắng nhƣng kiến thức có hạn v th i gian l m đ án tốt nghiệp hạn chế cho n n không tránh khỏi sai sót kính mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy để em ho n thiện đề t i tƣơng lai Qua đây, cho phép em gửi l i cảm ơn chân th nh đến thầy giáo Ho ng Th ng Bình Em xin gửi l i cảm ơn to n thể thầy cô giáo Bộ Môn Ôtô v xe chuy n dụng to n thể bạn sinh vi n Ô tô giúp đỡ em ho n th nh đề t i Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố CHƢƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1.1 Công dụng - Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc xe tới tốc độ n o dừng hẳn - Giữ xe lâu d i tr n đƣ ng, đặc biệt l tr n đƣ ng dốc - Tr n máy kéo tr n số xe chuy n dụng hệ thống phanh đƣợc kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe 1.2 Phân loại * Theo đặc điểm điều khiển - Phanh phanh chân , dùng để giảm tốc độ xe chuyển động, dừng hẳn xe - Phanh phụ phanh tay , dùng để đỗ xe ngƣ i lái r i khỏi bu ng lái v dùng l m phanh dự phòng - Phanh bổ trợ phanh động cơ, thủy lực điện từ , dùng để ti u hao bớt phần động n ng ôtô cần tiến h nh phanh lâu dài (phanh dốc d i… * Theo kết cấu cấu phanh - Cơ cấu phanh tang trống - Cơ cấu phanh đĩa - Cơ cấu phanh dải * Theo dẫn động phanh - Hệ thống phanh d n động khí - Hệ thống phanh d n động thủy lực - Hệ thống phanh d n động khí nén - Hệ thống phanh d n động li n hợp: khí, thủy lực, khí nén, … - Hệ thống phanh d n động có trợ lực * Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh Hệ thống phanh đƣợc ho n thiện theo hƣớng nâng cao chất lƣợng điều khiển ôtô phanh, trang bị th m điều chỉnh lực phanh: Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố - Bộ điều chỉnh lực phanh điều hòa lực phanh - Bộ chống hãm cứng bánh xe hệ thống phanh có ABS - Tr n hệ thống phanh có ABS bố trí li n hợp điều chỉnh: hạn chế trƣợt quay, ổn định động h c ô tô… nhằm ho n thiện khả n ng động, ổn định ô tô không điều khiển phanh 1.3 Yêu cầu kết cấu Hệ thống phanh tr n ô tô cần đảm bảo y u cầu sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe, nghĩa l đảm bảo quãng đƣ ng phanh ngắn nhất, phanh đột ngột trƣ ng hợp nguy hiểm - Điều khiển nhẹ nh ng v thuận lợi: lực tác dụng l n b n đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả n ng thực li n tục ngƣ i - Đảm bảo ổn định ô tô v phanh m dịu m i trƣ ng hợp - D n động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tƣơng quan lực b n đạp với phanh ô tô tr nh thực phanh - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, tr ổn định hệ số ma sát cấu phanh m i điều kiện sử dụng - Hạn chế tối đa tƣợng trƣợt lết bánh xe phanh với cƣ ng độ lực b n đạp khác - Có khả n ng giữ ô tô đứng y n th i gian d i, kể tr n đƣ ng dốc - Đảm bảo độ tin cậy hệ thống thực phanh m i trƣ ng hợp sử dụng, kể phần d n động điều khiển có hƣ hỏng 1.4 Cấu tạo chung hệ thống phanh Hệ thống phanh tr n ô tô g m có phận chính: cấu phanh, d n động phanh Ng y tr n sở phận kể tr n, hệ thống phanh đƣợc bố trí th m thiết bị nâng cao hiệu phanh - Cơ cấu phanh: đƣợc bố trí gần bánh xe, thực chức n ng cấu ma sát nhằm tạo mômen hãm tr n bánh xe ô tô phanh Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh - D n động phanh: bao g m phận li n kết từ cấu điều khiển b n đạp phanh, cần kéo phanh tới chi tiết điều khiển hoạt động cấu phanh D n động phanh dùng để truyền v khuếch đại lực điều khiển từ cấu điều khiển phanh đến chi tiết điều khiển hoạt động cấu phanh 1.5 Cơ cấu phanh 1.5.1 Cơ cấu phanh tang trống Cơ cấu đƣợc dùng phổ biến tr n ô tô Trong cấu dạng tang trống sử dụng guốc phanh cố định v đƣợc phanh với mặt trụ tang trống quay bánh xe Nhƣ tr nh phanh đƣợc thực nh ma sát bề mặt tang trống v má phanh Cơ cấu phanh tang trống đƣợc phân loại theo phƣơng pháp bố trí v điều khiển guốc phanh th nh dạng với t n g i: - Guốc phanh đặt đối xứng qua đƣ ng tâm trục a - Guốc phanh đặt đối xứng với tâm quay (b) - Guốc phanh đặt bơi c - Guốc phanh tự cƣ ng hóa chiều quay d - Guốc phanh tự cƣ ng hóa hai chiều quay e Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố Các dạng n y phân biệt đƣợc th nh cấu sử dụng với lực điều khiển guốc phanh từ hệ thống d n động khí nén a , thủy lực a, b, c, d, e khí a, d Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống a) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục g m hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đƣ ng trục, đƣợc sử dụng tr n d n động phanh thủy lực v khí nén * Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xilanh d n động phanh thủy lực tr nh b y tr n h nh 1.3 Cơ cấu phanh đƣợc bố trí tr n cầu sau ô tô v tải nhỏ, có xilanh thủy lực 11 điều khiển ép guốc phanh v o trống phanh Cấu tạo bao g m: Phần quay cấu phanh l tang trống đƣợc bắt với moay bánh xe.Phần cố định l mâm phanh đƣợc bắt tr n dầm cầu Các ma sát đƣợc tán dán với guốc phanh Tr n mâm phanh bố trí chốt cố định để lắp ráp với lỗ tựa quay guốc phanh Chốt có bạc lệch tâm để thay đổi vị trí điểm tựa guốc phanh v l cấu điều chỉnh khe hở phía dƣới má phanh v trống phanh Đầu tr n hai guốc phanh đƣợc kéo lò xo h i vị guốc phanh, tách má phanh khỏi tang trống v ép pit tông xilanh bánh xe vị trí không phanh Khe hở phía tr n má phanh v trống phanh đƣợc điều chỉnh cam lệch tâm Hai guốc phanh đƣợc đặt đối xứng qua đƣ ng trục qua tâm bánh xe Đồ án tốt nghiệ ết kế hệ thố Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực Xilanh bánh xe l xilanh kép có thân chung v hai pit tông bố trí đối xứng Xilanh đƣợc bắt chặt với mâm phanh, pit tông b n tựa v o đầu guốc phanh nh chốt tựa Pit tông nằm xilanh đƣợc bao kín v nh cao su 10 v tạo n n không gian chứa dầu phanh Dầu phanh có áp suất đƣợc cấp v o thông qua đai ốc d n dầu Tr n xilanh bố trí ốc xả khí nhằm xả không khí l t v o hệ thống thủy lực cần Nguy n lý l m việc cấu phanh tang trống đối xứng qua trục đƣợc mô tả qua trạng thái: không phanh, phanh, nhả phanh Ở trạng thái không phanh, dƣới tác dụng lò xo h i vị, má phanh v tang trống t n khe hở nhỏ 0,3 ÷ 0,4 mm, đảm bảo tách hai phần quay v cố định cấu phanh, bánh xe đƣợc quay trơn Khi phanh, dầu có áp suất đƣợc đƣa đến xilanh bánh xe xilanh thủy lực Khi áp lực dầu xilanh lớn lực kéo lò xo h i vị, đẩy đầu tr n guốc phanh hai phía Các guốc phanh chuyển động quay quanh điểm tựa dƣới chốt phanh , ép má phanh sát v o trống phanh, phát sinh ma sát hai phần: quay tang trống v cố định guốc phanh , tốc độ tang trống giảm dần, h nh th nh phanh ô tô tr n đƣ ng Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố 3.4 Tháo lắp xilanh trợ lực Hình 3.2: Xy lanh trợ lực Để tháo xi lanh v trợ lực ta tháo ống dầu phanh trƣớc sau tháo bu lông hãm xi lanh v trợ lực.Khi tách xi lanh khỏi trợ lực ta tiến h nh tháo piston xi lanh khỏi xi lanh.Khi lắp xi lanh cần bôi mỡ v o bề mặt chi tiết cần thiết sau lắp Trong tr nh lắp pít tông v o xi lanh cần điều chỉnh lại chiều d i cần đẩy trợ lực.Công việc n y đƣợc tiến h nh dụng cụ chuy n dụng 3.5 Xả khí khỏi mạch dầu Mạch dầu hệ thống phanh phải không đƣợc có khí.Nếu khí l t v o hệ thống, áp suất từ xi lanh không đƣợc truyền tới xi lanh bánh xe ding để nén khí mà Khi tháo hệ thống phanh có khí mạch dầu, th phải xả hết khí khỏi hệ thống ,thực theo bƣớc sau: Đầu ti n xả khí khỏi xi lanh Sau xả khí khỏi xi lanh bánh xe Công việc xả khí phải đƣợc tiến h nh ngƣ i, ngƣ i giúp Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố việc ng i ghế ngƣ i lái để đạp phanh cần Còn ngƣ i vặn vít xả air Ngƣ i tr n khoang lái đạp phanh chậm chậm v i lần để d n khí xy lanh v cuối đạp mạnh v giữ chặt, sau tín hiệu để ngƣ i dƣới xả e Nếu thấy có b t khí chứng tỏ dầu có l n khí, l m l m lại v i lần hết b t khí l đƣợc Lƣu ý tr nh xả e phải bổ sung dầu v o b nh thấy thiếu dầu.Khi xả e phải đạp phanh chậm Nếu đạp phanh nhanh, b t khí vỡ nhỏ v khó xả khỏi hệ thống 3.6 Xả khí khỏi xilanh Khi b nh dầu cạn hay tháo lắp khí l t v o xi lanh v ta phải xả khí khỏi xi lanh, tiến h nh theo bƣớc sau: - Đạp b n đạp phanh chạm giữ vị trí dƣới cùng; - Bịt nút cửa ngón tay r i nhả phanh; - Lặp lại bƣớc tr n đến lần l đƣợc 3.7 Kiểm tra hoạt động trợ lực phanh Kiểm tra hoạt động trợ lực - Để xả chân không bên trợ lực, đạp phanh vài lần động tắt; - Đạp phanh giữ lực đạp không đổi; - Nổ máy kiểm tra chân phanh lún nhẹ xuống Kiểm tra kín khít trợ lực - Sau nổ máy 1-2 phút, tắt máy; - Sau đạp phanh vài lần với lực đạp không đổi, kiểm tra độ cao cực tiểu chân phanh t ng dần sau lần đạp phanh; - Có thể dùng nƣớc x phòng loãng để kiểm tra đô kín trợ lực Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố CHƢƠNG IV: TÍNH TOÁN NHIỆT TRONG SOLIDWORKS 4.1 Giới thiệu phần mềm SolidWorks SolidWorks đƣợc biết đến l phần mềm tính toán, thiết kế, mô không gian ba chiều Tuy phần mềm n y tƣơng đối sinh vi n nƣớc ta nhƣng tr n thực tế đƣợc sử dụng nhƣ công cụ thiết kế phổ biến v hữu hiệu kỹ lĩnh vực khí, xây dựng… Công ty SolidWorks Corporation đƣợc đ i tháng 12 n m 1993 nhóm kỹ sƣ k cựu lĩnh vực tự động hóa thiết kế CAD , với mong muốn đƣa sức mạnh phấn mềm thiết kế 3D đến với m i ngƣ i Tuy nhi n phải đến n m 1995 công ty SolidWorks Corporation cho đ i phi n đầu ti n phần mềm SolidWorks Phần mềm n y đƣợc tích hợp tr n môi trƣ ng Windows Microsoft Về phần mềm SolidWorks, phần mềm n y cho phép ngƣ i dùng xây dựng mô h nh chi tiết, vật thể dạng 3D sau đem lắp ghép lại cụm chi tiết ho n chỉnh Ngo i ra, phần mềm cho phép ngƣ i dùng thực công việc phức tạp nhƣ tính toán, mô phỏng, kiểm nghiệm yếu tốt động h c, h c, nhiệt h c, sức bền… B n cạnh phần mềm cho phép tích hợp phần mềm bổ trợ chạy trực tiếp môi trƣ ng Với phần mềm thiết kế 3D nhƣ SolidWork, công việc thiết kế trở n n trực quan, xác, rút ngắn quy tr nh sản xuất Một ví dụ đƣợc đƣa ra: với vẽ 2D, kỹ sƣ v nhân vi n phận sản xuất cần phải diễn giải hay mƣ ng tƣợng hóa vẽ phẳng 2D để tạo dựng suy nghĩ m nh chi tiết phận lắp ráp không gian ba chiều Động tác diễn giải vẽ phẳng 2D không tránh khỏi thiếu sót sai lầm dự định thiết kế ban đầu, d n đến tƣợng tr hoãn phải l m lại Với phần mềm xây dựng vật thể không gian ba chiều nhƣ SolidWorks, dự định thiết kế đƣợc giữ nguy n v đƣợc diễn giải cách trực quan v chân thực chi tiết phận lắp ráp, khiến việc đ c vẽ không gặp thiếu sót, từ nâng cao đƣợc hiệu sản xuất Cũng v ƣu điểm m phần mềm mang lại n n sau giới thiệu phi n thức tới tay ngƣ i sử dụng th Solidworks gi nh giải thƣởng với tính n ng dễ sử dụng v hỗ trợ tốt cho kỹ sƣ tận dụng lợi 3D CAD Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố việc đƣa sản phẩm thiết kế h tới với nh sản xuất V o th i điểm n y, Solidworks đƣợc xem l đối thủ cạnh tranh trực tiếp chi phí đầu tƣ v hiệu mang lại phần mềm thiết kế khác nhƣ AutoCad Catia… 4.2 Tính nhiệt SolidWork 4.2.1 G th u phần mềm Simulation - Simulation l phần mềm có tác dụng phân tích, tính toán, kiểm tra độ bền cho chi tiết độ bền h c, bền nhiệt… Phần mềm n y đƣợc hãng Dassault System mua lại để tích hợp v chạy môi trƣ ng SolidWorks l m cho khả n ng phân tích, kiểm tra SolidWorks vƣợt trội so với phần mềm khác Với khả n ng Cosmos Chúng ta giải đƣợc b i toán vô phức tạp tr nh nhƣng thiếu đƣợc tr nh thiết kế sản phẩm, ví dụ nhƣ: - Phân tích động h c; - Phân tích tính ổn định; 4.2.2 T nh nh t nun nón đĩ ph nh Nếu phanh ô tô chuyển động với vận tốc V1 = 30 km/h dừng hẳn V = th ta coi nhƣ to n động n ng xe đƣợc chuyển th nh công ma sát L cấu phanh: G.V12 L= 2g Trong đó: G - To n khối lƣợng ô tô đầy tải V1 - Vận tốc ô tô ứng với th i điểm bắt đầu phanh Ch n V1 = 30 km/h = 8,333 m/s Từ ta suy công thức tính công ma sát tr n cầu trƣớc: L1 = G1.V12 2g Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố Suy công ma sát tr n cấu phanh: G1.V12 12880.8,3332 L0 = = = 22792(J) 2g 2.9,81 Trong tr nh phanh to n động n ng ô tô đƣợc coi nhƣ chuyển hóa th nh công ma sát cấu phanh v công ma sát n y l m nung nóng đĩa phanh v má phanh Phƣơng tr nh cân nhiệt: t L0 = md c.τ+A m  k t dt Trong đó: md - Khối lƣợng đĩa phanh c - Nhiệt dung ri ng vật liệu l m đĩa phanh Đối với thép hợp kim c = 500 J/kg.độ Am - Diện tích hai má phanh tr n cấu phanh kt - Hệ số d n nhiệt má phanh ami ng t - Th i gian phanh τ - Mức t ng nhiệt độ đĩa phanh Do má phanh l m vật liệu ami ng l loại vật liệu kộm cú hệ số d n nhiệt nhỏ k t = 0,12 ÷ 0,15 W/m.độ, n n tr nh phanh ta coi nhƣ công ma sát sinh chuyển hóa th nh to n nhiệt nung nóng đĩa phanh L0 = Ld = md c.τ Với vận tốc ứng với th i điểm bắt đầu phanh V1 = 30 km/h, mức gia t ng nhiệt độ cho phép:  τ  = 15 độ τ= L   τ  = 15 m c d d Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố  md  Ld 27292 = = 3.36 (kg)  τ.c 15.500 Tham khảo khối lƣợng đĩa phanh xe tham khảo md = 8.05 kg Khi ta suy đƣợc mức t ng nhiệt độ đĩa phanh: τ= Ld 40229 = = 9.78 độ md c 8.05.500 Tính th i gian phanh: Theo công thức IX-18 trang 279 Lý thuyết ô tô máy kéo PGS.TSKH Nguyễn Hữu Cẩn ta tính đƣợc th i gian phanh nhỏ thực phanh từ vận tốc V1 = 30 m/s xe dừng hẳn V = : t = δi V1 φ.g Trong đó: V1 - vận tốc ô tô ứng với th i điểm bắt đầu phanh Ch n V1 = 30 km/h = 8,333 m/s δi - hệ số ảnh hƣởng khối lƣợng quay ô tô Ch n δi = φ - Hệ số bám bánh xe với mặt đƣ ng Ch n φ = 0,6 Vậy suy ra: t = 1.8,333 = 1.42 (s) 0,6.9,81 Công suất tỏa nhiệt của đĩa phanh ngo i môi trƣ ng: Pd = Ld 27292 = = 19219.7(w) t 1,42 Suy công suất tỏa nhiệt tr n mặt đĩa phanh: Pd = Pd 19219.7 = = 9610 (w) 2 Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố 4.2.3 Quy trình t nh nh t bằn phƣơn ph p phần tử hữu hạn tron Simulation Quy tr nh tính nhiệt phƣơng pháp phần tử hữu hạn Cosmos đƣợc chia th nh bƣớc bản: - Bƣớc 1: đƣa vật thể cần tính nhiệt v o Cosmos; - Bƣớc 2: ch n vật liệu cho chi tiết; - Bƣớc 3: nhập thông số đầu v o cần thiết để tính nhiệt; - Bƣớc 4: chia lƣới cho chi tiết; - Bƣớc 5: chạy chƣơng tr nh tính toán; - Bƣớc 6: lấy kết 4.2.4 T nh to n nh t đĩ ph nh a Đƣ đĩ ép vào Simulation - Trƣớc ti n ta v o Tools, ch n Add-Ins để c i đặt công cụ SolidWorks Simulation; - Mở vẽ đĩa phanh vẽ dạng Part Assembly cách v o New ch n Assembly r i Browse vẽ vẽ dạng Part; - Ch n công cụ Simulation, v o mục Study Advisor r i ch n New Study, để tính toán nhiệt ta ch n tiếp Thermal b Chọn vật l u cho đĩ ph nh Trong Study vừa ch n ta click chuột phải v o Parts, ch n Apply Material to All bảng vật liệu ta ch n vật liệu cho đĩa phanh l thép hợp kim: click chuột trái ch n Alloy Steel, ch n Apply v ch n Close (Hình 4.1) Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố Hình 4.1: Chọn vật liệu cho dĩa phanh Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố c Nhập thôn số đầu vào - Trƣớc hết ta click chuột phải v o Study New Study vừa ch n ch n Properties, ch n chế độ tính nhiệt Transient, hai ô phía dƣới ta nhập v o th i gian tr nh phanh t = 1,42 giây v th i gian bƣớc tr nh phanh Ch n Δt  0,1 giây, r i ch n OK (Hình 4.2) Hình 4.2: Chọn trạng thái tình nhiệt Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố - Click chuột phải v o Thermal Loads ch n Temperature, ch n nhiệt độ ban đầu cho đĩa phanh cách ch n Initial Temperature v nhập nhiệt độ môi trƣ ng o th i điểm tính t = 25 C sau ch n to n đĩa phanh Hình 4.3) Hình 4.3: Nhập nhiệt độ ban đầu đĩa phanh Click chuột phải v o Thermal Loads ch n Heat Flux hệ số tản nhiệt r i ta ch n Select all exposed faces v nhập v o hệ số tản nhiệt thép K = 15 W/ Hình 4.4: Nhập hệ số tản nhiệt đĩa phanh (Hình4.4) Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố -Click chuột phải v o Thermal Loads ch n Heat Power sau click ch n hai bề mặt hai b n đĩa phanh m phanh tiếp xúc với má phanh v ta nhập v o công suất tỏa nhiệt đĩa phanh tớnh đƣợc Pd = 19219.7 W ( Hình 4.5) Hình 4.5: Nhập công suất tản nhiệt đĩa phanh Ch lƣớ cho đĩ ph nh -Click chuột phải v o Mesh ch n Create Mesh, ta n n chia lƣới nhỏ ch n Fine để việc tính toán đem lại kết gần với tr nh thực tế Hình 4.6) Hình 4.6: Cách chia lưới cho đĩa phanh Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố Hình 4.7: Hình ảnh đĩa phanh sau chia lưới Chạy chƣơn trình t nh to n nh t Click chuột phải v o Study 1, ch n Run Sau ta ch khoảng th i gian để máy tính đ ng xuất kết Hình 4.8) Hình 4.8: Hình ảnh chạy chương trình nhiệt đĩa phanh Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố Hình 4.10: Hình ảnh hiển thị kết tính nhiệt đĩa phanh Để so sánh đƣợc nhiệt độ điểm tr n bề mặt má phanh tr nh phanh ta click chuột phải v o Thermal ch n Probe, sau click chuột v o điểm cần so sánh r i click Plot Response ta thu đƣợc đ thị: Hình 4.11: Đồ thị thể tăng nhiệt độ điểm theo thời gian Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố KẾT LUẬN CHUNG Đ án tốt nghiệp m Em tr nh b y “Th t h thốn ph nh xe SUV ch ” giải đƣợc vấn đề hệ thống phanh đặt ra, l hiệu phanh đặc trƣng th i gian phanh v quãng đƣ ng phanh Việc thiết kế đƣợc tập trung v o ti u chí t ng tỷ lệ nội địa hóa ng nh ôtô nƣớc thông qua việc thiết kế chế tạo cụm chi tiết hệ thống phanh cấu phanh, trợ lực phanh, xy lanh Từ việc tính toán thiết kế hệ thống phanh tr n xe chỗ khuôn khổ đ án n y ta mở rộng hƣớng nghi n cứu v phát triển hệ thống phanh tr n xe qua việc ứng dụng điện tử, công nghệ chống hãm cứng bánh xe phanh ABS, điều hòa lực phanh… nhằm l m t ng hiệu phanh v an to n sử dụng ô tô Qua việc tính toán đ án tốt nghiệp n y giúp em hiểu rõ chất, hoạt động hệ thống phanh, v h nh th nh đƣợc cách tƣ thiết kế cụm chi tiết tr n ôtô, trang bị th m kiến thức phục vụ cho công việc sau n y Một lần Em xin gửi l i cảm ơn chân th nh tới thầy Hoàn Thăn Bình ngƣ i trực tiếp hƣớng d n, bảo em suốt tr nh l m đ án tốt nghiệp Qua em xin cảm ơn thầy giáo môn ôtô ĐH Bách Khoa H Nội bạn giúp đỡ em ho n th nh đ án n y Em xin chân th nh cảm ơn! Sinh viên Hoàng Văn Cƣờng Đồ án tốt nghiệ n thiết kế hệ thố TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Nguyễn Tr ng Hoan, Tập giảng thiết kế tính toán ô tô, Lƣu h nh nội bộ, N m 2009 [2] TOYOTA, Tài liệu đ o tạo TEAM giai đoạn tập 13 Hệ thống phanh [3] Trịnh Chất v L V n Uyển , Tính toán thiết kế hệ d n động khí tập tập , Nhà xuất giáo dục, N m 2007 [4] PGS.TS.Ninh Đức Tốn, Bài giảng dung sai, Trƣ ng đại h c Bách khoa Hà Nội, N m 2000 [5] PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, PGS.TS Nguyễn Tr ng Hoan, TS H Hữu Hải, ThS Phạm Huy Hƣ ng,ThS Nguyễn V n Chƣởng, ThS Trịnh Minh Hoàng, Kết cấu ô tô, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, N m 2010