thiết kế hệ thống phanh ABS bus ( kèm bản vẽ )

Hệ thống ABS đợc sử dụng với mục đích nâng cao hiệu quảphanh cho ô tô trong mọi trờng hợp chuyển động, cụ thể baogồm: Rút ngắn quãng đờng phanh và đảm bảo nâng caotính ổn định chuyển độn

Lời nói đầu

Ngày nay không nằm ngoài xu thế của các quốc gia trênthế giới Việt Nam cũng đang hội nhập mạnh mẽ với mục đíchphát triển kinh tế với bằng chứng cụ thể là việc ra nhập WTOnăm vừa qua Và thực tế trong vài năm trở lại đây kinh tếViệt Nam đã có nhừng bớc nhẩy vọt với GDP hàng năm tăng từ7-8% Với tốc độ phát triển nh vậy nhu cầu vận chuyển hànghoá, đi lại của con ngời là rất lớn Chính vì vậy mà giao thôngvận tải rất đợc chính phủ quan tâm phát triển với nhiềutuyến đờng cao tốc đợc mở ra, nh vậy có thể nói rằng mạnglới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốcgia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lới giaothông vận tải Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng tangành giao thông đờng bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớnlợng hàng và ngời đợc vận chuyển trong nội địa bằng ôtô.Tuy kinh tế có phát triển nhng thu nhập của ngời dân vẫn cònthấp, cộng với sự cha đáp ứng đợc của ngành giao thông so vớinhu cầu đi lại rất lớn của con ngời do đó mà việc đi lại bằng

xe t nhân vẫn ít so với dân số của nớc ta, vì vậy mà hiệnnay chúng ta chủ yếu đi lại bằng xe công cộng đặc biệt là

xe buýt chạy đờng dài liên tỉnh

Bên cạnh những mặt tích cực to lớn của ô tô đối với đờisống con ngời thì còn tồn tại những vấn đề đáng lo ngại mà

ô tô gây ra nh ô nhiễm môi trờng và đặc biệt là tai nạn giaothông gây thiệt hại tài sản cũng nh tính mạng con ngời Theothống kê thì trong tai nạn giao thông đờng bộ có 10 - 15%

do h hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật Trong nguyên

nhân do h hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật thì tỷ lệ tainạn do các cụm của ôtô gây nên đợc thống kê nh sau:

Phanh chân 52,2 ữ 74,4 %

Phanh tay 4,9 ữ 16,1 % Lái 4,9 ữ 19,2 % ánh sáng 2,3 ữ 8,7 % Bánh xe 2,5 ữ 10 % Các h hỏng khác 2 ữ 18,2 %

Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thốngphanh chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kĩ thuật gâynên Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng đ-

ợc cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệthống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Với ô tô buýt lớn vận tải đờng dài thì hệ thống phanh cần

đợc đặc biệt quan tâm bởi lí do thứ nhất là tính chất vậnchuyển con ngời cần có độ an toàn cao để có thể đảm bảocho hành khách, thứ hai là do xe có tải trọng lớn (quán tính lớn)nên rất khó điều khiển đặc biệt khi chạy đờng dài ngời lái

xe dễ mệt mỏi dẫn đến phản xạ kém làm mất an toàn chongời đi đờng cũng nh hành khách trên xe Vì vậy khi thiết

kế hệ thống phanh cho xe loại này cần quan tâm đến tính

và tính toán cơ cấu phanh, dẫn động phanh từ đó lựa chọn

ra sơ đồ có bố trí ABS cần thiết kế Phân tích sự làm việccủa hệ thống ABS và cuối cùng là thiết kế quy trình côngnghệ gia công cho một chi tiết

Đề tài đợc tiến hành tại bộ môn Ô tô trờng Đại học BáchKhoa Hà Nội Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗlực của bản thân em cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầygiáo hớng dẫn em đã hoàn thành công việc yêu cầu của đồ ántốt nghiệp Tuy nhiên với kiến thức và kinh nghiêm còn hạn chếnên đồ án còn nhiều thiếu sót, em mong đợc các thày chỉbảo thêm

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Khắc

Trai và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hớng dẫn tận tình

và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốtnghiệp của mình!

về chủng loại cũng nh kết cấu

Ô tô buýt là phơng tiện vận tải có động cơ đợc dùng vớimục đích chuyên chở hành khách, và hành lý của họ, số lợngchỗ nhiều hơn 9 Tuỳ vào mục đích sử dụng mà ô tô buýt đ-

ợc chia làm ô tô buýt loại nhỏ, ô tô buýt tiêu chuẩn, ô tô buýthai tầng, hai thân

Theo yêu cầu thiết kế loại ô tô buýt tiêu chuẩn là ô tô dùng

để vận tải hành khách trong thành phố với khoảng cách vậnchuyển ngắn ( chiều cao sàn xe thấp ) hay liên tỉnh, đờngdài, du lịch chuyên dụng ( chiều cao sàn xe cao ) Phần lớn ôtô buýt loại này bố trí động cơ nằm phía sau, có kích thớcchiều dài từ 9-12(m) Xe có 38-44 chỗ ngồi là xe loại vừa cóchiều dài< 12m, khối lợng toàn bộ<17,5 tấn Tuỳ thuộc chứcnăng, tính chất vận tải hành khách mà ngời ta bố trí từ 1

đến 3 cửa lên xuống với mức độ rộng hẹp khác nhau và bốtrí ghế ngồi cũng khác nhau

Với chức năng vận chuyển đờng dài nên ngời ta bố trí ghếngồi cho hành khách mà không bố trí không gian đứng nh xevận chuyển trong thành phố Và bố trí 2 cửa lên xuống nhỏ

Ô tô buýt loạ i tiêu chuẩn, vận tải đu'ờng dài

Ngày nay hầu hết hệ thống phanh trên ô tô đã đợc bố trí

hệ thống ABS

Hệ thống ABS đợc sử dụng với mục đích nâng cao hiệu quảphanh cho ô tô trong mọi trờng hợp chuyển động, cụ thể baogồm: Rút ngắn quãng đờng phanh và đảm bảo nâng caotính ổn định chuyển động của ô tô khi phanh.

Hệ thống ABS đợc gọi theo các chữ viết tắt của tiếng anh

“ Anti-Lock Brake System” và đợc hiểu là thiết bị chống trợtlết bánh xe khi phanh

Do đặc điểm của xe thiết kế là xe buýt chở khách nên

đòi hỏi tính an toàn rất cao vì vậy hệ thống phanh kể cảphanh chân và phanh tay phải đợc thiết kế hoàn thiện nhằmthoả mãn những yêu cầu cơ bản sau để đảm bảo an toàncao cho hành khách và đồng thời đảm bảo giá thành sảnphẩm hợp lý:

- Đảm bảo hiệu quả phanh cao: Điều khiển theo ý muốnkhi phanh chậm dần hay có quãng đờng phanh ngắn nhất,gia tốc chậm dần của ô tô cao khi phanh ngặt

- Quá trình phanh phải êm dịu, sự thay đổi gia tốcphanh phải đều đặn nhằm đáp ứng tính điều khiển, tính

ổn định của ô tô trong mọi trạng thái hoạt động

- Điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng

- Hiệu quả phanh ít thay đổi kể cả khi phanh liên tụcnhiều lần

- Có độ tin cậy cao ngay cả khi có một phần trong hệthống bị h hỏng thì hệ thống vẫn có khả năng dừng ô tô

- Dẫn động phanh có độ nhạy cao

- Đảm bảo việc phân bố mômen trên các bánh xe phảitheo quan hệ để tận dụng trọng lợng bám khi phanh ở nhữngcờng độ khác nhau

Với xe yêu cầu thiết kế do dẫn động bằng khí nén nên

đòi hỏi phải lựa chọn phơng án hợp lí nhằm khắc phục phầnnào nhợc điểm chậm tác dụng của hệ thống phanh Và nângcao tính ổn định của ô tô khi phanh để có thể nâng caotính an toàn cho hành khách

Chơng I Lựa chọn phơng án thiết kế

Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống phanh dùng cho ô tôbuýt tiêu chuẩn: 38-44 chỗ ngồi là lựa chọn cơ cấu phanh, dẫn

động phanh, và từ đó chọn sơ đồ bố trí

Vì vậy ta phải phân tích kết cấu, nguyên lý cũng nh u

điểm, nhợc điểm của các cơ cấu phanh, dẫn động phanh

để từ đó làm cơ sở chọn lựa phơng án hợp lý

1.lựa chọn cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cầnthiết nhằm chuyển động năng của ô tô thành các dạng năng l-ợng khác( thờng chuyển thành nhiệt) trong quá trình sử dụngcơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc củabánh xe ôtô

Cơ cấu phanh trên ôtô buýt chủ yếu có hai dạng: dạngtang trống và dạng đĩa

Do đặc điểm của xe thiết kế là xe khá lớn với tải trọngtoàn bộ là 13,08 tấn và yêu cầu về độ an toàn cao do đó lựachọn cơ cấu phanh phải thoả mãn những yêu cầu cụ sau: Đảmbảo khả năng tạo ra mômen phanh cao và ổn định trong các

điều kiện làm việc nh phanh gấp, phanh trên dốc dài, đồngthời có lực điều khiển vào cơ cấu phanh nhỏ

Đối với cơ cấu phanh dạng đĩa có những nhợc điểm là:khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh không đợcche đậy kín, bụi bẩn sẽ lọt vào khe hở giữa má phanh và

đĩa phanh khi ôtô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa

đĩa phanh và má phanh khi phanh, phanh sẽ kém hiệu quả.kích thớc của má phanh bị hạn chế, nên cần có áp suất dầurất lớn để tạo đủ lực phanh khi đó má phanh phải chịu đợc

ma sát và nhiệt lớn hơn Lực phanh do phanh dạng đĩa tạonên nhỏ do không có khả năng tự xiết, nên cần có áp suất dầurất cao để đảm bảo đủ lực dừng xe cần thiết Vì vậy đờngkính pittông trong xi lanh bánh xe phải lớn, đồng thời lực tácdụng của ngời lái lên bàn đạp cũng phải lớn Những nhợc điểmnày đã không đáp ứng đợc các yêu cầu cho cơ cấu phanh lựachọn mà ta đã nêu

Với cơ cấu phanh dạng tang trống do có những u điểm làmômen phanh sinh ra lớn, ổn định, lực điều khiển tác dụngvào cơ cấu phanh nhỏ Vì vậy ta lựa chọn cơ cấu phanh dạngtang trống làm cơ cấu phanh thiết kế

Trong cơ cấu phanh dạng tang trống có các loại khác nhaunh: cơ cấu đối xứng qua trục, cơ cấu đối xứng qua tâm, cơcấu loại bơi, cơ cấu loại tự cờng hoá

Qua phân tích kết cấu loại cơ cấu phanh loại guốc chúng

ta thấy rằng tùy theo sự bố trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ

đợc hiệu quả phanh (mômen phanh) khác nhau mặc dù kíchthớc guốc phanh nh nhau So với loại cơ cấu phanh loại guốc

đối xứng qua trục các cơ cấu phanh loại guốc đối xứng qua

tâm, loại bơi hay loại tự cờng hoá có u điểm là hiệu quảphanh khi ôtô chuyển động tiến tăng hơn từ 1,6 đến 3,6 lần(khi chuyển động lùi có thể hiệu quả phanh giảm đi tùy theokết cấu nhng không làm ảnh hởng nhiều vì khi ôtô chạy lùi th-ờng có tốc độ thấp nên yêu cầu mômen phanh ít hơn) nhngnhợc điểm của chúng so với cơ cấu phanh loại đối xứng quatrục là kết cấu khá phức tạp, giá thành đắt, khó chăm sóc bảodỡng

ở trờng hợp này, khi thiết kế cho xe buýt ta có thể bố tríkích thớc cơ cấu phanh lớn, đáp ứng chỉ tiêu về thiết kế

đơn giản, dễ dàng bảo dỡng và sửa chữa và tính kinh tế hợp

lý ta chọn cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua trục cả ở cầutrớc và cầu sau của ôtô

E E

B

9 10 8

7 5

A

Hình 1.1: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục mở guốc phanh

bằng 1 xy lanh thuỷ lực

1 Guốc phanh 4 chốt 7 Lò xo

2 Đệm chắn bụi 5 xy lanh 8 trống phanh

3 piston 6 phớt chắn dầu 9 Lò xo hồi vị 10 Má phanh

2.lựa chọn dẫn động phanh

2.1.Dẫn động phanh kiểu cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có u điểm kết cấu

đơn giản nhng không tạo đợc mômen phanh lớn do hạn chế

lực điều khiển của ngời lái, thờng chỉ sử dụng ở cơ cấuphanh dừng (phanh tay).

2.2.Dẫn động phanh kiểu thủy lực

Dẫn động phanh thuỷ lực là sử dụng truyền động thuỷtĩnh nối liền từ cơ cấu điều khiển tới xy lanh bánh xe, thựchiện điều khiển các bộ phận tạo ma sát trong cơ cấu phanh

Hệ thống phanh thủy lực thờng gặp trên ô tô tải nhỏ( khốilợng toàn bộ không quá 8 tấn)

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực có các u điểm:

đồng thời, làm tăng tính ổn định của ô tô khiphanh

2.3.Dẫn động phanh kiểu khí nén

Dẫn động phanh khi nén sử dụng truyền động khí nénnối liền từ cơ cấu điều khiển tới bầu phanh bánh xe thựchiện điều khiển các bộ phận tạo ma sát trong cơ cấu phanh

Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén có u điểm làlực tác dụng lên bàn đạp rất bé Trong dẫn động phanh bằng

khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điềukhiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do ápsuất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện.

Dễ dàng bố trí tự động điều khiển

Nhợc điểm của hệ thống phanh khí nén là số lợng cáccụm khá nhiều, kích thớc lớn và giá thành cao, độ nhậy kém,nghĩa là thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từkhi ngời lái bắt đầu tác dụng khá lớn do không khí bị nén khichịu lực

2.4.Dẫn động phanh kiểu kết hợp khí nén – thủy lực

Dẫn động phanh kiểu này có 2 dạng:

+ Dẫn động thuỷ lực trợ lực bằng khí nén: Việc kết hợpnày vẫn giữ đợc các u điểm của kiểu dẫn động thuỷ lựcngoài ra dã tạo đợc u điểm là giúp ngời lái điều khiển nhẹnhàng hơn tuy nhiên nếu cần mômen phanh lớn thì u điểmnày cũng không đáng kể do đó không khắc phục đợc nhiềunhợc điểm của hệ thống phanh thuỷ lực khi sử dụng cho ô tô

có trọng tải lớn

+ Dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén:

Hệ thống phanh dạng này thờng gặp trên ô tô tải, ô tôbuýt loại vừa ( khối lợng toàn bộ từ 6 tấn trở lên )

Hệ thống phanh loại này dùng chất lỏng điều khiển cơcấu phanh thông qua xylanh bánh xe nh hệ thống phanh thuỷlực, việc tạo áp lực cho chất lỏng nhờ hệ thống cung cấp khínén qua van phân phối và xy lanh khí nén

Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực điều khiển bằngkhí nén phối hợp cả u điểm và khắc phục nhợc điểm củaphanh khí và phanh dầu cụ thể là:

+ Tạo đợc mômen phanh lớn mà phanh dầu không tạo

đợc do lực điều khiển ở đây là áp suất lớn của khí nén + Do đã cắt ngắn đợc hành trình của khí nén nênkết cấu đỡ cồng kềnh hơn hệ thống khí nén đơn thuần

mà vẫn phát huy đợc u điểm của nó nh việc điều khiểnnhẹ nhàng

+ Độ nhạy cao do tận dụng đợc u điểm của hệ thốngphanh thuỷ lực

Đặc biệt quan trọng là hệ thống cho phép dùng chungnhiều cụm của hệ thống phanh khí nén theo tiêu chuẩn

đồng hoá của nhà sản xuất và đáp ứng dễ dàng các điềukiện phanh theo điều kiện quốc tế

Phanh thủy khí có những nhợc điểm ở phần truyền

động thủy lực là: ở nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc

kĩ thuật phức tạp nh khi kiểm tra mức dầu và thoát không khíkhỏi truyền động…

2.5.Kết luận

Từ các phân tích trên ta thấy dẫn động phanh kiểuthuỷ lực điều khiển khí nén là có nhiều u điểm nhất, đápứng đợc các yêu cầu về mômen phanh, lực điều khiển và độnhậy khi dùng trên ôtô buýt 38-44 chỗ ngồi đảm bảo chỉ tiêu

an toàn ngày càng cao trong lu thông đờng bộ hiện nay

3.sơ đồ bố trí của hệ thống phanh thủy khí

Ta chọn sơ đồ cơ sở bố trí nh hình 1.2:

Nguyên lý hoạt động:

Máy nén khí 1 đợc dẫn động bởi động cơ, khí nén đợc

điều chỉnh áp suất bởi bộ điều chỉnh 2 và đợc sấy khô bởi

bộ sấy 3 trớc khi vào bình chứa khí 4 Khi phanh ngời lái tác

động lên bàn đạp phanh van phân phối 7 mở cung cấp khínén tới các xy lanh khí nén thuỷ lực 6 có van xả khí nhanh 5.các van điều khiển thuỷ lực chuyển áp suất khí nén thành

áp suất dầu phanh đến các xy lanh 8 của các cơ cấu phanhcầu trớc và sau Tại các xy lanh bánh xe áp suất dầu tạo lực ép

đẩy piston áp guốc phanh vào trống phanh thực hiện quátrình phanh

3a

a Nguồn cung cấp bình chứa khí dự trữ 1 Máy nén khí

b Cụm điều khiển 2 Bộ điều chỉnh áp suất

c Xy lanh khí nén thuỷ lực có van điều 3 Bộ sấy khô khí nén

khiển xả khí nhanh 4 Bình chứa khí nén

d Cơ cấu chấp hành 5 Van xả khí nhanh

e Các đờng dẫn khí 6 Xy lanh khí nén thuỷ lực

f Các đờng dẫn dầu 7 Van điều khiển khí nén

8 Xy lanh công tác 9 Bánh xe

Chơng II tính toán cơ cấu phanh

130800Vận tốc lớn nhất (Vmax)

a- tính toán cơ cấu phanh

I-Xác định mô men cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh

Lực phanh tại bánh xe đạt đợc giá trị lớn nhất khi bánh xebắt đầu trợt lết, trong quá trình trợt mômen phanh khôngtăng đợc nữa mà thậm chí còn có xu hớng giảm Vì vậy ngời

ta thờng tính toán mômen phanh cần thiết tại các bánh xe saocho tận dụng đợc tối đa khả năng bám của bánh xe

Mô men phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh phải

đảm bảo giảm đợc tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốcchậm dần trong giới hạn cho phép

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thìmô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ởcầu trớc là:

1

2

M = m G rϕVới: G G1 , 2 : Lần lợt là trọng lợng tĩnh trên cầu trớc và cầu saukhi đầy tải.( N )

G1 = 51700 N G2 = 79100 N ;

φ – hệ số bám của bánh xe với mặt đờng khi thiết

kế lấy φ = 0,75;

rbx- bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Với cỡ lốp xe cả bánh trớc và bánh sau: 10.00-20-16PR

Ta có: - Chiều rộng lốp xe: B = 10 inches

- Đờng kính vành bánh xe: d1 = 20 inches

số hình học của cơ cấu phanh:

Góc δ (góc tạo bởi trục ox với đờng đi qua tâm O với

điểm đặt lực):

2 1

0

2 1

2 sin 2

sin 2

2 cos 2

cos

β β

β

β β

cos 2.21 cos 2.139

0,105 2.2, 058 sin 2.21 sin 2.139

Khi đã chọn trớc thông các số kết cấu (β1, β2, β0, r1) chúng tatính đợc góc δ và bán kính ρ nghĩa là xác định đợc hớng và

1 0,35

+

Đối với má sau: 02'' 2

0,35 223,82 69,83( ).

1 0,35

+

4-Xây dựng họa đồ lực phanh:

Phanh dẫn động bằng thủy lực với một xi lanh công tácchung cho cả hai pít tông dẫn động các guốc phanh trớc vàsau thì các lực tác động bằng nhau:

Hoạ đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu trớc.

Đo trực tiếp các hình trên đoạn R1’ và R1’’ và tính tỷ lệ:

Kết hợp ta có hệ phơng trình:

' ' '' '' 1` 01 1 01 1 ' ''

124356( ) 124, 4( ) 43633( ) 43,6( )

Từ họa đồ lực phanh ta đo đợc:

' 1 '' 1

247,95 2,8586,92

R k R

Cơ cấu phanh cầu sau

Đo trực tiếp các hình trên đoạn R2’ và R2” và tính tỷ lệ:

Hoạ đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu sau.

Kết hợp ta có hệ phơngtrình:

' ' '' ''

2 02 2 02 2 ' ''

237, 68 2,82

84, 29

R k R

Giải hệ phơng trình ta đợc:

' 2 '' 2

145993( ) 146( ) 51770( ) 51,8( )

III-Kiểm tra hiện tợng tự xiết

1-Đối với guốc trớc của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực P và

Mp có dạng:

' ' ' cos cos ' sin ' '

p

M c

c c

δ à

=

−

Với cơ cấu phanh cầu trớc

' 1 ' 1

6

232, 44(mm)

δ ρ

5 50' 233,37(mm)

δ ρ

Kích thớc của má phanh phải đợc lựa chọn sao cho thoảmãn tất cả các điều kiện trên:

1- Xác định kích thớc má phanh cầu trớc:

Ta chọn tỷ số p là điều kiện cơ sở để thiết kế má phanh:

Tỷ số p là tỷ số giữa khối lợng phân bố lên cầu trớc khi đầytải M1 và tổng diện tích các má phanh của cầu trớc A∑1

Chọn p = 3,0.104 kg/m2

4 1

5270

0,1757 1757 3.10

2- Xác định kích thớc má phanh cầu sau:

Ta chọn tỷ số p là điều kiện cơ sở để thiết kế má phanh:

Tỷ số p là tỷ số giữa khối lợng phân bố lên cầu sau khi đầytải M2 và tổng diện tích các má phanh của cầu sauA∑2

Chän p = 3,0.104 kg/m2

4 2

8063

0, 2688 2688 3.10

3,14

2 120 100 200 268800( ) 180

1535 268800 175

180 2( / ) 1,5 2, 0( / ).

3 2

124400 0,07248

118 3,14 0,35 130.10 0, 2

180 2( / ) 1,5 2, 0( / ).

Với: G1 = 51700 N là trọng lợng cầu trớc khi đầy tải;

G2 = 79100 N là trọng lợng cầu sau khi đầy tải

V0= 60 (km/h) = 16,67(m/s) là tốc độ của ôtô khibắt đầu phanh

2 0 2

G V L g

=

Trong quá trình phanh động năng của ôtô chuyển thanhnhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trờngkhông khí, phơng trình cân bằng năng lợng là :

C gm

V V G

t

0

2 2

2

2

1,3

2 t 2.9,81.70.500

G V V t

+ Đây là bài toán tính ống dày

Dựa vào trạng thái chịu lực của trống phanh trong qúatrình phanh ta thấy trống phanh làm việc gần giống nh ống

dầy chịu áp suất bên trong Trong quá trình tính toán ta giảthiết rằng áp suất phân bố trên bề mặt trống phanh là không

đổi, đồng thời ta đa thêm vào hệ số an toàn là n =1,5 trongkhi tính toán bền cho trống phanh

+ Trình tự nh sau:

- Tính áp suất q tác dụng lên trống phanh

- Tính ứng suất hớng tâm và ứng suất hớng kính

- Kiểm tra bền

a) Tính áp suất q tác dụng lên trống phanh

áp suất trong trống phanh tính theo công thức sau:

0 2

p r b

M

q=

sau sinh ra

C¬ cÊu phanh sau:

2 2

b).TÝnh øng suÊt híng t©m vµ øng suÊt tiÕp tuyÕn

øng suÊt híng t©m tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau: = −  − 2 

2 2

2

1 ' '

'

r

b a

b

qa

n

σøng suÊt tiÕp tuyÕn tÝnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau: = −  + 2 

2 2

2

1 ' '

'

r

b a

b

qa

t

σVíi: a’ – B¸n kÝnh trong cña trèng, a’ = 200 (mm)

*Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền.

VII-Tính bền chốt guốc phanh

- Má phanh quay quanh trục lệch tâm

- Tính toán chính xác độ bền chi tiết này là rất khó Ta

có thể tính theo bài toán: Tính toán các mối ghép bằng đinhtán và bu lông Phơng pháp tính trình bày trong mục nàychỉ là gần đúng và có tính quy ớc

a).Thân chốt phanh chịu cắt ở hai mặt phẳng

Điều kiện bền của chốt phanh làm việc theo hai mặt là, côngthức kinh nghiệm:

2

4000( / )

l – Chiều dài của tấm truyền sức ép vào thân chốt, l =

*Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền.

b-Thiết kế tính toán dẫn động phanh

1-Tính đờng kính xy lanh công tác

Đờng kính xi lanh công tác của bánh trớc d1 và bánh sau d2

đợc tính trên cơ sở lực P đã đợc xác định khi xây dựng họa

.

4

π

= Với: P – lực ép của xi lanh phanh lên guốc phanh

Ta có: 1

2

28,6 34,9

Kích thớc của xi lanh chính, bầu khí và lực khí thể cầnthiết đặt lên màng có thể đợc xác định trên cơ sở chọn trớcmột trong hai thông số.

Xét điều kiện cân bằng tại xi lanh chính ta có:

2 2

d i k

ta sẽ tính đợc đờng kính xilanh dầu:

3-Hành trình làm việc của piston thuỷ lực

Hành trình làm việc của pistông trong các xi lanh ở các cơcấu phanh trớc (x1) và sau (x2) đợc xác định nh sau:

i

p

ở đây: δ0- khe hở trung bình giữa má và tang trống

δ0=0,25(mm);

τ - độ mòn đờng kính cho phép của má phanh,

[τ] =1(mm);

a – khoảng cách từ tâm trống đến điểm đặtlực P,a = 161 (mm);

Nếu coi chất lỏng là không nén đợc và các đờng ống làtuyệt đối cứng, thì toàn bộ thể tích chất lỏng bị đẩy rakhỏi xy lanh thuỷ khí sẽ đợc đa vào các xy lanh công tác vàtạo nên dịch chuyển của các piston của các xy lanh này

c

c a

x= 2 + δ0 + τ

d1 – đờng kính của các xi lanh công tác ở bánh xecầu trớc,

x2 – khoảng dịch chuyển của pistông trong các xi

lanh công tác ở bánh xe cầu sau, x2 = 5,2(mm);

d2 – đờng kính của các xi lanh công tác ở bánh xe

Nhân thêm hệ số:

ηb - hệ số bổ sung, ηb = 1,05

⇒S2= 36 (mm)

Chơng IIi Lựa chọn kết cấu và sơ đồ bố trí abs

1) tầm quan trọng của hệ thống abs

Chức năng của hệ thống phanh là để giảm tốc độ haydừng hẳn xe bằng cách sử dụng hai loại lực cản Loại thứ nhất

là sử dụng lực cản giữa má phanh và trống phanh và loại thứhai là lực cản giữa lốp và mặt đờng

Chúng ta biết rằng lực cản giữa lốp và mặt đờng chính

là lực bám sinh ra ở bánh xe khi phanh đợc xác định theocông thức: Pϕ = ϕ Gϕ

Gϕ Trọng lợng bám

Chất lợng phanh đợc đảm bảo ( hiệu quả phanh cao, ôtô ổn định khi phanh ) nếu mối liên hệ giữa lực cản trongcơ cấu phanh và lực cản giữa lốp với mặt đờng thoả mãn

điều kiện:

Lực cản trong cơ cấu phanh< lực cản giữa lốp và

mặt đờng

Nh vậy khi phanh nếu bánh xe bị bó cứng có nghĩa là

hệ số trợt giữa bánh xe với mặt đờng là 100%, khi hệ số trợt

là 100% thì hệ số bám dọc giảm xuống rất thấp, và hệ sốbám ngang cũng giảm xuống thấp Điều đó có nghĩa khôngnhững hiệu quả phanh giảm ( không dừng đợc xe) mà tính

ổn định của ô tô khi phanh cũng giảm, có nghĩa là ô tô cóthể lệch hớng chuyển động hoặc quay ngang Điều đó đợcthể hiện qua các đồ thị dới đây:

Qua các đồ thị chúng ta thấy khi hệ số trợt nằm trongkhoảng 10%-30% thì sẽ cho hệ số bám dọc và hệ số bámngang đều lớn

Mục đích của bộ chống hãm cứng bánh xe là duy trì hệ

số trợt giữa bánh xe với mặt đờng khi phanh trong mọi điềukiện nằm trong khoảng 10%-30% để đảm bảo hệ số bámdọc và hệ số bám ngang đều cao nhằm tận dụng trọng lợngbám Do đó đảm bảo đợc hiệu quả phanh và tính ổn địnhkhi phanh cao

Bờ tụng khụ

Bờ tụng khụ Đường nhựa ướt

Đường nhựa ướt

Nền băng nước Nền băng nước

Để thấy rõ hiệu quả của hệ thống phanh có trang bị ABSchúng ta xem xét kết quả thí nghiệm sau (sách lý thuyết ôtô

và máy kéo trang 295)

Kết quả thì

nghiệm ôtô du lịch có trang bị hệ thống ABS (trong trờng hợp mỗi bánh xe đều có cảm biến và bộ van điều khiển

Loại đờng

Tốc

độbắt

đầuphanhv(m/s)

Quãng đờng phanh

Sp (m)

Lợi vềhiệuquả

Đờng bê

tôngkhô

Đờng bê tông ớt

13.8813.88

10.618.7

13.123.7

19.121.1

Đờng bê

tôngkhô

Đờng bê tông ớt

27.7727.77

41.162.5

50.0100.0

17.837.5

ờng khoảng 10 –30 % thì giá trị độ bám dọc xấp xỉ giá trịmax còn độ bám ngang cũng đạt giá trị khá cao Do đó vừa

đảm bảo hiệu quả phanh tốt và vừa đảm bảo tính ổn địnhdẫn hớng khi phanh Ta có thể thấy qua hình mô phỏng sau:

Chính vì nhng u điểm đó mà việc bố trí thiết bị ABScho hệ thống phanh là rất cần thiết, thực tế ngày nay mộtphần đáng kể ô tô đã mà hệ thống phanh đã có ABS

Đặc biệt với xe buýt 38-44 chỗ ngồi chạy đờng dài là xekhá lớn thì ngoài yêu cầu mức độ an toàn cao để đảm bảocho hành khách còn do đặc điểm kết cấu xe với khoảng cáchhai trục lớn nên mômen làm quay xe khi có bánh xe bị trợt lết

là lớn làm mất an toàn chuyển động của xe khi phanh Vìvậy việc bố trí hệ thống ABS cho xe càng chở nên quan trọng

là thành phần không thể thiếu của hệ thống phanh

Khụng ABS Cú ABS

Hỡnh 3.3: Phanh khi quay vũng

Cú ABS Khụng ABS

Hỡnh 3.4: Phanh khi đi thẳng