Thiết kế và tính toán hệ thống phanh xe tải

ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải LÅÌI NỌI ÂÁƯU Sau âỉåüc hc män ” Thiãút kãú v toạn Ätä mạy kẹo” cng mäüt säú män cå såí khạc (sỉïc bãưn váût liãûu, cå l thuút, váût liãûu hc, ), sinh viãn âỉåüc giao lm âäư ạn män hc Âáy l mäüt pháưn quan trng näüi dung hc táûp ca sinh viãn, nhàòm tảo âiãưu kiãûn cho sinh viãn täøng håüp, váûn dủng cạc kiãún thỉïc â hc âãø gii quút mäüt váún âãư củ thãø ca ngnh Trong âäư ạn ny, em âỉåüc giao nhiãûm vủ thiãút kãú v toạn hãû thäúng phanh xe ti Âáy l mäüt bäü pháûn chênh, khäng thãø thiãúu ätä Nọ dng âãø phanh xe dỉìng lải nhanh chọng v an ton, ngoi cn giỉỵ cho xe âỉïng cäú âënh trãn âỉåìng ngang hồûc nghiãng thåìi gian khäng hản chãú Trong quạ trçnh thỉûc hiãûn âäư ạn, em â cäú gàõng tçm ti, nghiãn cỉïu cạc ti liãûu, lm viãûc mäüt cạch nghiãm tục våïi mong mún hon thnh âäư ạn täút nháút Tuy nhiãn, vç bn thán cn êt kinh nghiãûm cho nãn viãûc hon thnh âäư ạn láưn ny khäng thãø khäng cọ thiãúu sọt Cúi cng, em xin by t lng biãút ån sáu sàõc âãún cạc tháưy, cä â táûn tçnh truưn âảt lải nhỉỵng kiãún thỉïc qu bạu cho em Âàûc biãût, em xin gåíi låìi cm ån âãún tháưy Nguyễn Văn Đơng â quan tám cung cáúp cạc ti liãûu, nhiãût tçnh hỉåïng dáùn quạ trçnh lm âäư ạn Em vä cng mong mún nháûn âỉåüc sỉû xem xẹt v chè dáùn ca cạc tháưy  nàơng, Ngy 21 thạng nàm 2009 Sinh viãn Nguyễn Hồng GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang1 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải MỤC LỤC Lời nói đầu Trang TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH LẮP TRÊN Ơ TƠ .2 1.1 CƠNG DỤNG, U CẦU VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1 Cơng dụng .2 1.1.2 u cầu 1.1.3 Phân loại hệ thống phanh .4 1.2 CHỌN LOẠI VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH .4 1.2.1.Chn loải dáùn âäüng phanh 1.2.2.Chn loải cå cáúu phanh 1.2.3.Så âäư hãû thäúng phanh TÊNH TOẠN THIÃÚT KÃÚ CÅ CÁÚU PHANH .10 2.1 CÁC SỐ LIỆU Đà BIẾT: 11 2.1.1 Xác định tọa độ trọng tâm a, b: 11 2.1.2 Xác định mơ men phanh cần sinh cấu phanh: 12 2.2 XẠC ÂËNH CẠC KÊCH THỈÅÏC CÅ BN CA CÅ CÁÚU PHANH 2.2.1.Bạn kênh bãư màût ma sạt ca träúng phanh 15 2.2.2 Chn cạc thäng säú α1, α2, β, h, s : 15 2.2.3 Xác định momen phanh cấu phanh sinh 16 2.2.4 Tính tốn bề rộng má phanh .18 2.3 KIÃØM TRA ÂIÃƯU KIÃÛN TỈÛ SIÃÚT 20 2.4 TÊNH TOẠN NHIÃÛT V MI MN .21 2.4.1.Tênh toạn mi mn 21 2.4.2 Tênh toạn nhiãût .23 2.5 XẠC ÂËNH LỈÛC ẸP CÁƯN THIÃÚT .25 3.TÊNH TOẠN THIÃÚT KÃÚ DÁÙN ÂÄÜNG PHANH 3.1 Tính bầu phanh: 28 3.2.Tính chọn thể tích bình chứa: 28 3.3 Tính suất máy nén: 30 Tài liệu tham khảo GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang2 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH LẮP TRÊN Ơ TƠ 1.1 CƠNG DỤNG, U CẦU VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1 Cơng dụng -Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ tơ máy kéo dừng hẳn đến tốc độ cần thiết -Giữ cho tơ máy kéo đứng n chỗ thời gian khơng hạn chế mặt đường dốc nghiêng hay mặt đường ngang Với cơng dụng hệ thống phanh hệ thống đặc biêt quan trọng: + Nó đảm bảo cho tơ máy kéo chuyển động an tồn chế độ làm việc + Nhờ có khả phát huy hết khả động lực, nâng cao tốc độ khả vận chuyển tơ 1.1.2 u cầu * Hệ thống phanh cần đảm bảo u cầu sau : - Làm việc bền vững, tin cậy - Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cường độ lớn trường hợp nguy hiểm - Phanh êm dịu trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi an tồn cho hành khách hàng hóa - Giữ cho tơ máy kéo đứng n cần thiết thời gian khơng hạn chế - Ðảm bảo tính ổn định điều khiển tơ - máy kéo phanh - Khơng có tượng tự siết phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng - Hệ số ma sát má phanh trống phanh cao ổn định điều kiện sử dụng - Có khả nhiệt tốt - Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ *Phân tích -Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an tồn chuyển động trường hợp, hệ thống phanh tơ máy kéo có tối thiểu ba loại phanh : GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang3 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải + Phanh làm việc: Phanh phanh chính, sử dụng thường xun tất chế độ chuyển động, thường điền khiển bàn đạp nên gọi phanh chân + Phanh dự trữ: Dùng để phanh tơ - máy kéo trường hợp phanh bị hỏng + Phanh dừng: Còn gọi phanh phụ Dùng để giữ tơ - máy kéo đứng n chỗ dừng xe khơng làm việc Phanh thường điều khiển tay nên gọi phanh tay + Phanh chậm dần : Trên tơ - máy kéo tải trọng lớn xe tải có trọng lượng tồn lớn 12 tấn, xe khách có trọng lượng tồn lớn xe làm việc vùng đồi núi, thường xun phải chuyển động xuống dốc dài, phải có phanh thứ tư phanh chậm dần Phanh chậm dần dùng để phanh liên tục, giữ cho tốc độ tơ - máy kéo khơng tăng q giới hạn cho phép xuống dốc để giảm dần tốc độ tơ - máy kéo trước dừng hẳn Các loại phanh dừng có phận chung kiêm nghiệm chức Nhưng phải có hai điều khiển dẫn động độc lập - Ðể có hiệu phanh cao phải u cầu: + Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn + Phân phối mơ men phanh bánh xe phải đảm bảo tận dụng tồn trọng lượng bám để tạo lực phanh + Trong trường hợp cần thiết, sử dụng phận trợ lực hay dùng dẫn động khí nén bơm thủy lực để tăng hiệu phanh xe có trọng lượng tồn lớn - Ðể q trình phanh êm dịu để người lái cảm giác điều khiển cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cấu đảm bảo tỷ lệ thuận lực tác dụng lên bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh tạo bánh xe, đồng thời khơng có tượng tự siết phanh - Ðể đảm bảo tính ổn định điều khiển tơ - máy kéo phanh, phân bố lực phanh bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn điều kiện sau : + Lực phanh bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến mặt đường tác dụng lên chúng GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang4 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải + Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải trái cầu phải Sai lệch cho phép khơng vượt q 15% giá trị lực phanh lớn + Khơng xảy tượng tự khóa cứng, trượt bánh xe phanh 1.1.3 Phân loại hệ thống phanh - Theo cách bố trí cấu phanh, có lọai: + Phanh bánh xe +Phanh truyền lực -Theo phận tiến hành phanh, cấu phanh chia : +Phanh đĩa : theo số lượng đĩa quay chia : Một đĩa quay Nhiều đĩa quay +Phanh trống - guốc : theo đặc tính cân chia : Phanh cân Phanh khơng cân +Phanh dãi a) b) c) Hçnh 1.1 Sơ đồ ngun lý lọai phanh a- Phanh trống- guốc: b- Phanh đĩa: c - Phanh dải -Theo đặc điểm hình thức dẫn động, truyền động phanh chia : +Phanh khí +Phanh thủy lực ( phanh dầu ) +Phanh khí nén ( phanh ) +Phanh điện từ GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang5 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải +Phanh liên hợp 1.2.LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Chọn loại sơ đồ hệ thống phanh Để đáp ứng u cầu hệ thống phanh hệ thống phanh phải có hai phần chính: -Dáùn âäüng phanh: l bäü pháûn dng âãø âiãưu khiãøn cå cáúu phanh -Cå cáïu phanh: l bäü pháûn trỉûc tiãúp tảo lỉûc cn 1.2.1.Chn loải dáùn âäüng phanh Hiãn ätä thỉåìng dng hai loải âáùn âäüng phanh chênh l thy lỉûc v khê nẹn cn dáùn âäüng cå khê chè dng cho phanh dỉìng vç hiãûu sút tháúp v khäng âm bo phanh âäưng thåìi cạc bạnh xe Dáùn âäüng âiãûn chè dng cho cạc âon xe *Dáùn âäüng phanh khê nn chè dng cho cạc xe ti cåí vỉìa v låïn hồûûc nhỉỵng âon xe kẹo moọc,våïi nhỉỵng ỉu âiãøm sau: - Âiãưu khiãøn nhẻ nhng,lỉûc âiãưu khiãøn nh - Âäü tin cáûy cao hån dáùn âäüng thy lỉûc Nãúu hãû thäúng cọ mäüt chäù bë r rè thç hãû thäúng váùn lm viãûc âỉåüc - Dãù phäúi håüp våïi cạc dáùn âäüng v cạc cå cáúu sỉí dủng khê nẹn khạc trãn ätä -Dãù tỉû âäüng họa v cå khê họa quạ trçnh âiãưu khiãøn Tuy váûy cọ mäüt säú nhỉåüc âiãøm sau: -Âäü nhảy tháúp thåìi gian cháûm tạc dủng låïn -Kêch thỉåïc cäưng kãưnh -Nhiãưu chi tiãút , kãút cáúu phỉïc tảp -Giạ cao *Dáùn âäüng thy lỉûc thỉåìng âỉåüc sỉí dủng räüng ri trãn cạc xe du lëch, ätä ti v khạch cåí nh l trãn ätä ti GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang6 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải trng âàûc biãût låïn dáùn âäüng loải ny ln âm bo phanh âäưng thåìi cạc bạnh xe vç ạp st dáùn âäüng chè bàõt âáưu tàng lãn táút c cạc mạ phanh âäưng thåìi epï sạt vo träúng phanh ,ngoi cn cọ ỉu âiãøm sau -Âäü nhảy låïn , thåìi gian cháûm tạc dủng nh -Hiãûu sút cao η =(0,8÷ 0,9) -Kãút cáúu âån gin, khäúi lỉåüng nh, giạ thnh r -Dãù làõp âàût - Cọ kh nàng dng trãn cạc loải xe khạc m chè cáưn thay âäøi cå cáúu phanh Tuy váûy dáùn âäüng thy lỉûc cn cọ nhỉỵng nhỉåüc âiãøm sau: - u cáưu vãư âäü kên khêt cao vç nãúu cọ mäüt chäù bë r rè thç c hãû thäïng khäng lm viãûc âỉåüc - Lỉûc cáưn thiãút tạc dủng lãn bn âảp låïn nãn thỉåìng dng cå cáúu tråü lỉûc dáùn âãún kãút cáúu phỉïc tảp -Hiãûu sút gim åí nhiãût âäü tháúp - Sỉû giao âäüng ạp sút cháút lng cọ thãø lm cho cạc âỉåìng äúng bë rung v mämen phanh khäng äøn âënh Váûy qua viãûc phán têch trãn våïi loải xe ti Hino cọ ti trng lớn nãn ta chn loải dáùn âäüng khê nẹn l hiãûu qu nháút 1.2.2.Chn loải cå cáúu phanh Våïi hãû thäúng phanh dáùn âäüng bàòng khê nẹn ta chn cå cáúu phanh loải träúng_gúc v cå cáúu ẹp bàòng cam P2 rb N2 B B c N1 fN1 GVHD Nguyễn Văn Đơng fN2 a P1 SVTH Nguyễn Hồng Trang7 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải Hçnh 1.2 Så âäư cạc cå cáúu phanh thäng dủng loải träúng gúc v lỉûc tạc dủng *Âạnh giạ -Tênh thûn nghëch Cå cáúu phanh cọ thûn nghëch l cå cáúu phanh m giạ trë mämen phanh tảo khäng phủ thüc vo chiãưu quay ca träúng, tỉïc l chiãưu chuøn âäüng ca ätä - mạy kẹo.Ta tháúy lỉûc ma sạt tạc dủng lãn gúc trỉåïc (tênh theo chiãưu chuøn âäüng ca xe) cọ xu hỉåïng phủ thãm våïi lỉûc dáùn âäüng ẹp gúc phanh vo träúng phanh, nãn cạc gúc ny gi l gúc tỉû siãút Våïi cạc gúc sau, lỉûc ma sạt cọ xu hỉåïng lm gim lỉûc ẹp, nãn cạc gúc ny âỉåüc gi l gúc tỉû tạch, nãn cọ thûn nghich -Tênh cán bàòng Cå cáúu ẹp bàòng cå khê, dảng cam âäúi xỉïng Vç thãú âäü dëch chuøn ca cạc gúc ln ln bàòng V båíi váûy ạp lỉûc tạc dủng lãn cạc gúc v mämen phanh chụng tảo cọ giạ trë nhau: N1 = N2 = N v Mp1 = Mp2 = Mp Do hiãûn tỉåüng tỉû siãút nãn N = N2 thç P1< P2 Âáy l cå cáúu vỉìa thûn nghëch vỉìa cán bàòng -Hãû säú hiãûu qu Hiãûu qu phanh so våïi cạc loải cå cáúu phanh thy lỉûc l nh hån nhỉng váùn âm bo phanh täút 1.2.3.Så âäư hãû thäúng phanh 1.2.3.1 Chn så âäư phán dng Âãø tàng âäü an ton lm viãûc ca hãû thäúng phanh thç xe phi cọ hai dng (hai âỉåìng dáùn), cọ cng cå cáúu âiãưu khiãøn chung l bn âảp phanh Hiãûn nay, âäúi våïi hãû thäúng phanh thç dáùn âäüng phanh cng cọ cạc loải så âäú dáùn âäüng khạc nhau: GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang8 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải - Trãn hçnh 1.2a phán dng theo hai cáưu, âån gin mäüt dng hng khäng gáy máút âäúi xỉïng lỉûc phanh Nhỉng hiãûu qu phanh gim âi nhiãưu cọ thãø nh hån 50 Nhỉng kãút cáúu âån gin nháút, âỉåüc dng khạ phäø biãún a b c d e Hçnh 1.3 Cạc så âäư dáùn âäüng phanh - Trãn hçnh 1.2b phán dng chẹo Khi mäüt dng hng thç hiãûu qu phanh ln ln cn 50 , nhỉng cọ hiãûn tỉåüng máút âäúi xỉïng lỉûc phanh.Vç váûy loải ny êt dng - Trãn hçnh 1.2c hai dng cáưu trỉåïc, mäüt dng cáưu sau Nãúu mäüt hai dng bë hng thç hiãûu qu phanh ln ln giỉỵ ≥ 50 0 , khäng máút âäúi xỉïng lỉûc phanh, nhỉng kãút cáúu phỉïc tảp - Trãn hçnh 1.2d kãút cáúu phỉïc tảp, cọ kh nàng máút âäúi xỉïng lỉûc phanh GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang9 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải - Trãn hçnh 1.2e l loải så âäư hon thiãûn nháút Tuy váûy kãút cáúu phỉïc tảp nháút Kết luận Qua phán têch cạc så âäư trãn, âãø ph håüp våïi loải xe ta thiãút kãú thç täút nháút chn så âäư 1.2a.Vç cọ kãút cáúu âån gin, dãù bäú trê, giạ thnh r 1.2.3.2 Så âäư hãû thäúng phanh â chn 16 16 12 18 17 14 10 15 13 16 16 11 18 van x? nhanh 17 Bäüâiãư u chènh lỉû c phanh 16 Báư u phanh sau 15 Bçnh khênẹn cáú p cho báư u phanh sau 14 Van bạo ạp sú t tháú p 13 Van mäü t chiãư u 12 Bçnh khênẹn cáú p cho phanh dỉìng 11 Van âa cäng nàng 10 Bçnh khênẹn ỉåït Van an ton Bçnh khênẹn cáú p cho báư u phanh trỉåïc Van tỉûâäü ng xnỉåïc Täø ng van phanh Âäư ng häưâo ạp sú t Mạy nẹn khê Van xnhanh Van âiãư u khiãø n phanh dỉìng Báư u phanh trỉåïc Säú lỉåü ng Tãn g i Vëtrê Váû t liãû u Ghi chụ ÂÄƯ ẠN MÄN H C KÃÚ T CÁÚ U TÊNH TOẠN Ä TÄ TÊNH TOẠN THIÃÚ T KÃÚHÃÛTHÄ Ú NG PHANH Nh.vủ Hvtãn Hình a K Ngy Tèlãû: SÅ ÂÄ ƯHÃÛ THÄÚ NG P HANH ng Thiãú t kãúNg Häư Hg.dáù n Ng V Âäng Tåìsäú: Duû t Khoa Cå KhêGT Låïp 08C 4LT Hçnh 1.4 : Så âäư dáùn âäüng phanh Báưu phanh trỉåïc Van âiãưu khiãøn phanh dỉìng Van x nhanh Mạy nẹn khê Âäưng häư âo ạp sút Täøng van phán phäúi Van tỉû âäüng x nỉåïc Bçnh khê nẹn cáúp cho báưu phanh trỉåïc GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang10 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải (Theo ti liãûu tham kho [2]) Trong âọ: Mp1- Momen phanh åí cå cáúu phanh rt - Bạn kênh träúng phanh b - Bãư räüng mạ phanh µ - Hãû säú ma sạt Theo ti liãûu tham kho [ ], toạn cọ thãø thỉìa nháûn hãû säú ma sạt µ = 0,32 ÷ 0,38 , chn µ = 0,35 [q ] - p sút cho phẹp ca bãư màût ma sạt mạ phanh Theo ti liãûu tham kho [ ], ạp sút cho phẹp trãn bãư màût mạ phanh phủ thüc båíi ngun liãûu mạ phanh v träúng phanh p sút ny thay âäøi giåïi hản räüng Âäúi våïi cạc mạ phanh hiãûn dng cho ätä ạp sút trung bçnh cho phẹp phanh våïi cỉåìng âäü cỉûc âải nàòm giåïi hản tỉì 1,5 ÷ MN/m Ta chn [ q tb ] = [MN/m] Tỉì biãúu thỉïc ( 2.11 ) suy bãư räüng mạ phanh: b ≥ M p1 µ rt β [ q] ( 2.12 ) + Bãư räüng mạ phanh trỉåïc: bt ≥ M p1t 180 µ rt β π [q ] ( 2.13 ) Trong âọ: Mp1t:Momen phanh åí mäüt mạ phanh ca cå cáúu phanh trỉåïc rt: Bạn kênh träúng phanh, rt = 197,8 [ mm ] = 0,1978 [m ] β : Gọc äm, β = 116 Thay vo cäng thỉïc (2.4) ta âỉåüc: GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang20 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ bt ≥ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải 16286.1800 = 0,15 [m] 2.0,35.( 0,1978) 116 0.3,14.2.106 bt ≥ 0,15 [m] ≥ 150 [mm] +Bãư räüng mạ phanh sau: bs ≥ M p s 1800 µ rt βπ [ q ] ( 2.14 ) Trong âọ: Mp2s- Momen phanh åí mäüt mạ phanh ca cå cáúu phanh sau β = 116 rt= 0,1978 [m ] Thay vo cäng thỉïc (2.14) ta âỉåüc: bs ≥ 11122 1800 2.0,35.0,19782.116 0.3,14.2.106 bs ≥ 0,1 [m] ≥ 100 [mm] Âãø thûn tiãûn cho viãûc làõp rạp v sỉỵa chỉỵa, ta chn bãư räüng mạ phanh trỉåïc v sau Váûy ta chn bãư räüng ca mạ phanh trỉåïc v sau bàòng nhau: b = bt= bs = 150 [mm] -Kiãøm tra ạp sút bãư màût ma sạt thäng qua ti trng riãng quy ỉåïc (thäng säú âạnh giạ giạn tiãúp) Theo ti liãûu tham kho [ ] ta cọ: p= ma g ≤ [p ] FΣ (2.15) Trong âọ: ma.g: Khäi lỉåüng ton bäü ca ä tä v gia täúc trng trỉåìng FΣ : Täøng diãûn têch ca táút c cạc mạ phanh trãn ä tä Ta cọ: F∑ = Ft+Fs Trong âọ: GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang21 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải Ft -Diãûn têch ca cạc má phanh cạc bạnh 4.β b.Π r t = trỉåïc Ta có : Ft = Fs Ta có : Fs = 180 4.116 0,15.3,14.0,1978 = 0,3[m2] 180 -Diãûn têch ca cạc mạ phanh cạc bạnh sau 8.β b.Π r t 180 = 8.116 0,15.3,14.0,1978 = 0,55 [m2] 180 nãn : F∑ = Ft+Fs =0,3+0,55 = 0,85[m2] Thãú vo cäng thỉïc (2.10), ta cọ: p = 26500.9,81 = 305841,17 0,85 [N/m2] p = 0,3 [MN/m2] Theo ti liãûu tham kho [ ], âäúi våïi ätä ti [ p ]= 0,25 ÷ 0,3 [MN/m2] Váûy p = 0,3 [MN/m2]≤ [ p ], tha mn âiãưu kiãûn 2.3 KIÃØM TRA ÂIÃƯU KIÃÛN TỈÛ SIÃÚT Hiãûn tỉåüng tỉû siãút l hiãûn tỉåüng mạ phanh tỉû siãút vo träúng phanh chè bàòng lỉûc ma sạt m khäng cáưn tạc dủng ca lỉûc dáùn âäüng Tỉì cäng thỉïc: M p1, = P.h.µ ( A + µ.B ) (Theo ti liãûu tham kho [ ]) âäúi våïi phanh gúc hiãûn tỉåüng tỉû siãút vo träúng phanh s xy máùu säú bàòng khäng Âãø trạnh hiãûn tỉåüng ny phi âm bo âiãưu kiãûn: ( A − µ B ) > 0, tỉïc l µ < (A/B) (2.16) ÅÍ âáy ta xẹt ạp sút phán bäú theo chiãưu di mạ phanh gáưn âãưu, tỉïc l hm phán bäú ạp sút ψ α = ta âỉåüc: + Âäúi våïi cå cáúu phanh trỉåïc,sau: A= GVHD Nguyễn Văn Đơng s Cosα − Cosα 180 rt α − α1 π SVTH Nguyễn Hồng Trang22 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ = Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải 0,168 Cos 290 − Cos1450 1800 = 0,71 0,1978 1450 − 290 3,14 B =1− s Sinα − Sinα 180 rt α − α1 π 0,168 Sin1450 − Sin 29 180 =1 = 0,962 0,1978 1450 − 29 3,14 Thay A, B vo (2.6) ta âỉåüc: µ < 0,7 = 0,729 0,96 µ = 0,35 < 0,729 Váûy tha mn âiãưu kiãûn R rng: 2.4 TÊNH TOẠN NHIÃÛT V MI MN 2.4.1.Tênh toạn mi mn Tênh mi mn âỉåüc tiãún hnh theo cạc chè tiãu giạn tiãúp l ạp sút trung bçnh trãn táúm ma sạt ca gúc tỉû siãút v cäng ma sạt riãng Xạc âënh nhiãût âäü âäút nọng v cỉåìng âäü mi mn sau: Theo tai liãûu tham kho [ ] ạp sút trung bçnh trãn mạ phanh âỉåüc theo cäng thỉïc: qtb = M p1 µ b.rt β ≤ [ qtb ] (2.17) Trong âọ: M p1 - Momen phanh åí mäüt mạ phanh ca mäùi cå µ Hãû säú ma sạt, µ = 0,35 cáúu phanh - b - Bãư räüng mạ phanh rt - Bạn kênh träúng phanh β - Gọc äm [qtb ] - p sút trung bçnh cho phẹp, Theo ti liãûu tham kho[2], âäúi våïi mạ phanh lm bàòng váût liãûu atbẹt thäng thỉåìng thç [ q tb ] = [Mpa] Thay vo ( 2.17), ta âỉåüc: + Âäúi våïi bạnh xe trỉåïc: GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang23 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ qtb1 = Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải 16286 = 1959103,6 [N.m] 116 2.0,35.0,15.0,1978 3,14 180 = 1,96 [MPa] Váûy qtb1 = 1,96[ MPa ] ≤ 2[ MPa ] , tha mn âiãưu kiãûn + Âäúi våïi bạnh xe sau: qtb2 11122 = 4.0,35.0,15.0,19782 = 668953,4 [N.m] 116 3,14 180 = 0,67 [MPa] Váûy qtb = 0,67[ MPa ] ≤ 2[ MPa ] tha mn âiãưu kiãûn -Cäng ma sạt riãng l ms bàòng tè säú giỉỵa cäng ma sạt sinh phanh ätä tỉì täúc âäü cỉûc âải âãún dỉìng v täøng diãûn têch FΣ ca táút c cạc mạ phanh Theo tai liãûu tham kho [ ], ta cọ cäng thỉïc sau: l ms = ma Va2 ≤ [ l ms ] 2.FΣ (2.18) Trë säú cäng ma sạt riãng âäúi våïi cå cáúu phanh xe ti hiãûn nàòm khong 600÷ 800[J/cm2] Trong âọ: ma- Khäúi lỉåüng ton bäü ca xe Va - Váûn täúc bàõt âáưu phanh;V a = 82 [Km/h] = 22,7 [m/s] FΣ - Diãûn têch táút c cạc mạ phanh cọ trãn ätä FΣ = 0,85 [ m ] Nhỉ váûy cäng ma sạt riãng bàòng : lms = Váûy 26500.22,7 = 800 × 104 [ J / m ] = 800 [J/cm2] 2.0,85 l ms = 800 [J/ cm ]≤ [ l ms ], tha mn âiãưu kiãûn 2.4.2 Tênh toạn nhiãût Tênh toạn nhiãût nhàòm hản chãú khäng cho nhiãût âäü träúng phanh tàng quạ giåïi hản cho phẹp v tiãún hnh GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang24 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải sau Trong quạ trçnh phanh âäüng nàng ca xe chuøn thnh nhiãût nàng âäút nọng träúng phanh v mäüt pháưn ta ngoi khäng khê Do âọ theo âënh lût bo ton nàng lỉåüng cọ thãø viãút: t Gc V12 − V22 = mt C.∆τ c + Ft ∫ K∆τ t dt 2g ( ) (2.19) Trong âọ: Gc, g -Trng lỉåüng ton bäü ca ätä tạc dủng lãn cáưu âỉåüc phanh v gia täúc trng trỉåìng V1 -Täúc âäü âáưu quạ trçnh phanh ätä V2 -Täúc âäü cúi quạ trçnh phanh ätä ∆τ t , ∆τ c - Lỉåüng tàng nhiãût âäü ca träúng phanh so våïi mäi trỉåìng åí cúi v quạ trçnh phanh C - Nhiãût dung riãng ca váût liãûu lm träúng phanh, âäúi våïi thẹp C = 482 [J/Kg.Ko] F t - Diãûn têch tn nhiãût ca träúng phanh K - Hãû säú truưn nhiãût giỉỵa träúng phanh v khäng khê t - Thåìi gian phanh mt - Khäúi lỉåüng cạc träúng phanh v cạc chi tiãút liãn δ quan bë nung nọng bt rt Hçnh 1.8 Så âäư toạn träúng phanh: δ − Bãư träúng phanh; dy rt − Bạn kênh träúng phanh; b t - Bãư räüng träúng phanh; GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang25 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải Khi phanh ngàût thåìi gian ngàõn, nhiãût truưn khäng t khê khäng âạng kãø, nãn : Ft ∫ K∆τ t dt = 0 Tỉì biãøu thỉïc (2.19) ta cọ cäng thỉïc lỉåüng tàng nhiãût âäü ca träúng phanh mäüt láưn phanh : ∆τc Gc (V12 − V22 ) g mt C = (2.20) Trong âọ : V1 = 22,78[m/s] V2 = 0[m/s] Suy : Gc V12 mt = 2.C.g ∆τ c Theo ti liãûu [1] thç ∆τ khäng vỉåüt quạ 150K , chn ∆τ =120K Suy : + khäúi lỉåüng ca träúng phanh trỉåïc: 15396.22,782 mt t= = 70,4 2.482.9,81.12 [Kg] + khäúi lỉåüng ca träúng phanh sau: mt s= 11122 22,782 = 50,8 [Kg] 2.482.9,81.12 Âãø âån gin v dãù dng thay thãú sỉía chỉỵa ta chn khäúi lỉåüng träúng phanh trỉåïc v sau bàòng m t s = mt t = 60 [Kg] Theo ti liãûu [1] ta cọ cäng thỉïc khäúi lỉåüng ca träúng phanh sau : mt = [(rt + δ)2 - rt2].π.bt.ρ (2.21) Våïi : rt - bạn kênh träúng phanh; rt = 197,8 [mm] GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang26 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải δ - bãư dy träúng phanh ρ - khäúi lỉåüng riãng ca váût liãûu lm träúng phanh, ρ = 7,8.103[Kg/m3] bt - bãư räüng träúng phanh, ta chn trãn cå såí bãư räüng mạ phanh â tênh, chn bt bàòng bãư räüng mạ phanh cäüng våïi âäü däi hai bãn mạ phanh mäùi bãn khong 10[mm], bt = 150+20 = 170 [mm] Tỉì cäng thỉïc (2.11) ta suy bãư dy ca träúng phanh : δ= rt + mt − rt π bt ρ = 0,1978 + 60 − 0,1978 3,14.0,17.7,8.103 = 0,033[m] = 33 [mm] 2.5 XẠC ÂËNH LỈÛC ẸP CÁƯN THIÃÚT Sau â biãút momen phanh cáưn sinh v cạc kêch thỉåïc ca cå cáúu phanh ta dãù dng xạc âënh lỉûc ẹp cáưn thiãút tạc dủng lãn gúc phanh Theo ti liãûu tham kho [ ], ta cọ cäng thỉïc momen täøng ca c hai gúc phanh l: Mp ∑ = Mp1 + Mp = P1 × h1 × µ P2 × h2 × µ + A1 ± µB1 A2 ± µB2 (2.22) Trong âọ: MP∑ µ - Täøng momen sinh cạc cáưu Hãû säú ma sạt, µ = 0,35 h - Khong cạch giỉỵa hai âiãøm t ca gúc phanh, theo mủc (2.2.2) ta cọ h=317[mm] GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang27 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải d K /2 lK F1 d K /2 Fd h1 F2 h2 Hçnh 1.9.sơ đồ tính tốn cấu ép + Våïi cå cáúu phanh loải träúng gúc ẹp bàòng cam thç: Mp1= Mp2 A1=A2=A B1=B2=B + Gúc phanh bãn trại theo chiãưu quay l gúc tỉû siãút cn bãn phi l tỉû tạch nãn ta cọ: P1 × h1 P2 × h2 + A − µB A + µB (2.23) + Tỉì âiãưu kiãûn cán bàòng cam ẹp ta cọ : Pd × l k = ( P1 + P2 ) dk (2.24) +Vç cå cáúu phanh cọ h1=h2 nãn tỉì (2.18) ta cọ: P2 = P1 ( A + µB ) ( A − µB ) P1 + P2 = P1 [1 + Suy ra: A.P1 ( A + µB) ]= ( A − µB ) A − µB Thay vo (2.24) ta âỉåüc: P1 = Pd lk B (1 − µ ) dk A P2 = Pd lk B (1 + µ ) dk A (2.25) Thay (2.25) vo (2.22) ta âỉåüc: Mp ∑ = P1 × h1 × µ P2 × h2 × µ ( P + P2 )(h1 + h2 ) = =µ A − µB A + µB 2A GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang28 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Mp ∑ = µ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải Pd l k (h1 + h2 ) A.d k Váûy Pd = Mp ∑ A dk (h1 + h2 ) µ l k (2.26) Trong âọ: + Pd: Lỉûc tạc dung lãn ân ca cam ẹp + Mp ∑ : Momen phanh tạc dung lãn c hai gúc +dk: Âỉåìng kênh vng trn cå såí ca profin cam, d k =38 [mm] +lk: Chiãưu di ân dẫn động cam phanh, lk=120 [mm] +h1=h2=h=317 [mm] Khong cạch giỉỵa hai âiãøm t gúc phanh +A=0,7 +µ : Hãû säú ma sạt, µ = 0,35 - Tỉì cäng thỉïc (2.26) ta xạc âënh âỉåüc lỉûc P d tạc dủng lãn ân ca cam ẹp l: Pd ( t ) = M pt A.d k µ lk 2.h + Våïi phanh trỉåïc: = 15396 × 0,7 × 0,038 = 15380[N] 0,35 × 0,12 × × 0,317 + Våïi phanh sau: Pd ( s ) = M ps A.d k µ lk 2.h = 11122 × 0,7 × 0,038 = 11110 [N] 0,35 × 0,12 × × 0,317 * Hnh trçnh báưu phanh: - Khe håí giỉỵa mạ phanh v träúng phanh thỉåìng la ì δ = 0,2 ÷ 0,4 (mm), chn δ = 0,4 (mm), suy cam ẹp phi ẹp gúc âi mäüt âoản x = (δ + δ m ) (h'+ h" ) h" Våïi δ m l âäü mn hỉåïng kênh cho phẹp ca mạ phanh, δ m =2 (mm) Suy x=(0,4+2).2=4,8 (mm).Theo biãn dảng cam â chn thç âãø âảt âỉåüc âoản x trãn thç cam phi quay mäüt gọc 20 âäü hay ân quay cam ẹp quay mäüt gọc 20 âäü Váûy hnh trçnh lm viãûc låïn nháút ca báưu phanh l: GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang29 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải X b = l k × tg 20 = 120 × tg20= 43 (mm) 3.TÊNH TOẠN THIÃÚT KÃÚ DÁÙN ÂÄÜNG PHANH 3.1 Tính bầu phanh: Theo sách tham khảo[1] , ta có:lực tác dụng lên đẩy Pd = pt π D η1η [N] (3.1) Trong đó: + pt : Áp suất bầu phanh phanh, pt = 5.105 [N/m2] + D: Đường kính làm việc màng, [m2] + η1 : Hệ số tính đến độ nạp khơng khí nén vào bầu phanh, chọn η1 =1 + η : Hiệu suất học bầu phanh, η =0,95 Từ (3.1) ta suy đường kính làm việc màng bầu phanh: + Bầu phanh trước: Dt = 4.Pd ( t ) pt π η1η = 4.14667 = 0.198 [m] 5.105.3,14.1.0,95 = 4.10595 = 0.168 [m] 5.10 5.3,14.1.0,95 + Bầu phanh sau: Ds = 4.Pd ( s ) pt π η1η Váûy đường kính làm việc màng bầu phanh l: Dt =198 [mm] Ds =168 [mm] - L xo ca báưu phanh cọ âäü cỉïng khong 1500 ÷ 3500 [N/m], lỉûc ẹp ca l xo thỉåìng khong 80 ÷ 150 [N] Ta nãn chn âäü cỉïng ca l xo báưu phanh bàòng 2000[N/m] âãø âåỵ täún nhiãưu cäng thàõng sỉû biãún dảng ca 3.2.Tính chọn thể tích bình chứa: Thể tích bình chứa cần phải chọn với lượng dự trữ đủ lớn để giảm tải cho máy nén, đảm bảo cho phải làm việc có tải khoảng 10%÷30% thời gian chuyển động tơ, thời gian lại máy nén làm việc khơng tải để tăng tuổi thọ Điều kiện cụ thể hố thành điều kiện sau:Tổng thể tích bình chứa cần phải chọn để đảm bảo sau tám lần đạp phanh liên tục áp suất khí nén khơng giảm xuống thấp nửa áp suất đạt lần đạp phanh thứ Tức là: p9 ≥ 0,5 p1 GVHD Nguyễn Văn Đơng (3.2) SVTH Nguyễn Hồng Trang30 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải Ở đây: p1, p9 áp suất tuyệt đối hệ thống tương ứng với lần phanh thứ thứ chín Áp dụng phương trình trạng thái: pV = mRT = const cho hệ thống dẩn động khí nén,có thể viết: p1 (Vbc + Vt ) = p 0Vbc p (Vbc + Vt ) = p1Vbc = p Vbc (Vbc + Vt ) p3 (Vbc + Vt ) = p 2Vbc = p Vbc (Vbc + Vt ) ………………………………… p9 (Vbc + Vt ) = p8Vbc = p  Vbc ⇒ p = p   Vbc + Vt    Vbc (Vbc + Vt ) (3.3) Trong đó: + p0 : Áp suất tính tốn ban đầu bình chứa chưa phanh + Vt : Tổng thể tích cần phải nạp khí nén tồn dẫn động lần phanh Vt = ∑ Vbâu + ∑ Vvan + ∑ Vơng (3.4) Thế (3.3) vào (3.2) ta được:  Vbc p   Vbc + Vt   Vbc  ≥ p   Vbc + Vt  Suy ra: Vbc ≥ 11,05Vt , chọn    Vbc = 12Vt (3.5) Ta tính Vt theo thực nghiệm ứng với sơ đồ dẫn động chọn: + Đường ống dẫn khí nén có đường kính φ [mm] + Chiều dài đường ống ta chọn sau: - Từ máy nén đến bình chứa dài [m] - Từ bình chứa đến tổng van phân phối dài [m] + [m] - Từ tổng van đến bầu phanh dài [m] +8 [m] GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang31 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải Vậy chiều dài đường ống =3+1+4+3+8=19 [m], lấy chiều dài đường ống 20[m] + Suy Vơng π d 3,14.0,006 2.20 = l= = 5.10 − [m2] 4 = 0,5 [lít] + Ta chọn thể tích chứa khí nén tổng van Vơng = 0,5 [lít] + ∑ V Bâu = 2.π Dt 2.π Dt 2.3,14.43 xb + xb = 1982 + 1682 = 4,5.10 [mm3] 4 2 ( ) = 4,5 [lêt] - Váûy tổng thể tích cần phải nạp khí nén tồn dẫn động lần phanh l: Vt = 4,5 + 0,5 + 0,5 = 5,5 [lêt] - Váûy thãø têch bçnh chỉïa l:Tỉì (3.5), ta cọ: Vbc = 12 × 5,5 = 66 [lêt] - Váûy ta chn ba bçnh chỉïa tiãu chøn 20 lêt 3.3 Tính suất máy nén: -Máy nén chọn sở: + Đảm bảo nạp nhanh đầy bình chứa sau khởi động động + Giữ cho áp suất hệ thống khơng giảm q giới hạn cho phép phanh liên tục hay rò rỉ nhỏ mà máy nén khơng phải thường xun làm việc -Do suất khối lượng máy nén Qm chọn ( ÷ ) lần lượng khí nén tiêu thụ phút, tức là: Qm = 5mt [Kg/ph] (3.6) Với mt : Lượng khí nén tiêu thụ phút mt = mk α [Kg/ph] α : Số lần phanh ngoặt phút, cho α =1 mk [ Kg]: Khối lượng khơng khí tiêu thụ cho lần phanh: p V mk = t t R.T Trong đó: + pt : Áp suất khơng khí bầu phanh phanh, chọn pt = 5.10 [Pa] + R: Hằng số riêng khí, R=287,14 [J/Kg K ] + T: Nhiệt độ tuyệt đối khơng khí, T=293 [ K ] 5.105.5,5.10 −3 = 0,033 [Kg] 287,14.293 Qm = 5.0,033 = 0,163 [Kg/ph] Suy ra: mk = Từ (3.6), có: GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang32 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải Vậy suất thể tích cần thiết máy nén là: Qv = Qm R.T 0,163.287,14.293 = = 0,137 [m3/ph] pv 1.105 =137 [lít/ph] Với pv : Áp suất khơng khí đầu vào máy nén p v = 0,1[ MPa] GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang33 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải TÀI LIỆU THAM KHẢO - [1] Nguyễn Hữu Cẩn – Phan Đình Kiên Giáo Trình THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN Ơ TƠ MÁY KÉO Tập Nhà xuất Đại Học & Trung Học Chun Nghiệp Hà Nội 1985 - [2] TS Nguyễn Hồng Việt Giáo Trình KẾT CẤU TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ƠTƠ Tài liệu lưu hành nội Khoa Cơ Khí Giao Thơng, Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẵng 2009 - [3] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Quốc Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng LÝ THUYẾT ƠTƠ MÁY KÉO, Nhà xuất khoa học kỷ thuật Hà Nội 2000 GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang34 ... Hồng Trang2 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH LẮP TRÊN Ơ TƠ 1.1 CƠNG DỤNG, U CẦU VÀ PHÂN LOẠI 1.1.1 Cơng dụng -Hệ thống phanh dùng để giảm... ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh Xe Tải + Phanh làm việc: Phanh phanh chính, sử dụng thường xun tất chế độ chuyển động, thường điền khiển bàn đạp nên gọi phanh chân + Phanh. .. động phanh chia : +Phanh khí +Phanh thủy lực ( phanh dầu ) +Phanh khí nén ( phanh ) +Phanh điện từ GVHD Nguyễn Văn Đơng SVTH Nguyễn Hồng Trang5 ĐAMH:Kết Cấu Và Tính Tốn Ơtơ Thiết Kế Hệ Thống Phanh