đây là giáo trình về phần tính toán kết cấu oto trong đó có dầy đủ thông tin về tính toán kết cấu oto dành cho sinh cao đẳng đại học theo học chuyên nghành công nghệ kỹ thuật oto tại việt nam. giáo trình này gồm 9 chương .là giáo trình chuẩn quốc gia và đả được giảng dạy thực tế
CHƯƠNG HỆ THỐNG PHANH Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại Cơ cấu phanh loại guốc Cơ cấu phanh loại đĩa Dẫn động phanh Bộ điều hòa lực phanh Tính toán hệ thống phanh Hệ thống phanh tích cực ô tô NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.1 Nhiệm vụ - Hệ thống phanh có chức giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động dừng hẳn ô tô vị trí định Thông thường, trình phanh xe tiến hành cách tạo ma sát phần quay phần đứng yên xe, động chuyển động xe biến thành nhiệt cấu ma sát chuyển môi trường xung quanh - Hệ thống phanh ô tô gồm có phận chính: cấu phanh, dẫn động phanh Ngày sở phận kể trên, hệ thống phanh bố trí thêm thiết bị nâng cao hiệu phanh NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.1 Nhiệm vụ Cơ cấu phanh trước Ống dẫn dầu mềm Đầu nối Ống dẫn dầu cứng Xylanh phanh Bình chứa dầu Bộ trợ lực Bàn đạp phanh Cần kéo 10 Dây cáp 11 Bộ điều chỉnh lực phanh 12 Cơ cấu phanh sau NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.1 Nhiệm vụ + Cơ cấu phanh: bố trí gần bánh xe, thực chức cấu ma sát nhằm tạo momen hãm bánh xe ô tô phanh + Dẫn động phanh: bao gồm phận liên kết từ cấu điều khiển (bàn đạp phanh, cần kéo phanh) tới chi tiết điều khiển hoạt động cấu phanh Dẫn động phanh dùng để truyền khuếch đại lực điều khiển từ cấu điều khiển phanh đến chi tiết điều khiển hoạt động cấu phanh NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.1 Nhiệm vụ - Cơ cấu phanh dẫn động bởi: + Dẫn động điều khiển phanh bàn đạp (phanh chân), thông qua lực từ bàn đạp phanh ống dẫn dầu phanh tới cấu phanh + Dẫn động điều khiển cần kéo (phanh tay), thông qua lực kéo cần phanh dây cáp đến điều khiển phanh bánh xe sau - Trong hệ thống phanh chung toàn xe hình thành hai hệ thống nhỏ: phanh phanh dự phòng Phanh thường xuyên sử dụng để điều khiển giảm tốc độ ô tô Khi không phanh, bánh xe lăn trơn Khi phanh, cấu phanh 1, 12 thực phanh bánh xe, giảm tốc độ ô tô NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.2 Yêu cầu - Hệ thống phanh ô tô cần đảm bảo yêu cầu sau: + Có hiệu phanh cao tất bánh xe, nghĩa đảm bảo quảng đường phanh ngắn nhất, phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm + Điều khiển nhẹ nhàng thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả thực liên tục người + Đảm bảo ổn định chuyển động ô tô phanh êm diệu trường hợp + Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan lực bàn đạp với phanh ô tô trình thực phanh NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.2 Yêu cầu + Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, trì ổn định hệ số ma sát cấu phanh điều kiện sử dụng + Hạn chế tối đa tượng trượt lết bánh xe phanh với cường độ lực bàn đạp khác + Có khả giữ ô tô đứng yên thời gian dài, kể đường dốc + Đảm bảo độ tin cậy hệ thống thực phanh trường hợp sử dụng, kể phần dẫn động điều khiển có hư hỏng NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.3 Phân loại Theo đặc điểm điều khiển chia thành: - Phanh (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe chuyển động - Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe người lái rời khỏi buồng lái dùng làm phanh dự phòng - Phanh bổ trợ (phanh động cơ, thủy lực điện từ) dùng để tiêu hao bớt phần động ô tô cần tiến hành phanh lâu dài (phanh dốc dài,…) Theo kết cấu cấu phanh chia ra: cấu phanh tang trống, cấu phanh đĩa, cấu phanh dải NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.3 Phân loại Theo dẫn động phanh: - Hệ thống phanh dẫn động khí - Hệ thống phanh dẫn động thủy lực - Hệ thống phanh dẫn động khí nén - Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: khí, thủy lực, khí nén,… - Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9.1.3 Phân loại Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh - Hệ thống phanh hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô phanh, trang bị thêm điều chỉnh lực phanh: + Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh) + Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS) - Trên hệ thống phanh có ABS bố trí liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô,… nhằm hoàn thiện khả động, ổn định ô tô không điều khiển phanh 9.7.3 ABS kết hợp với hệ thống Traction Control (TRC) Trong trình tăng tốc (TRC hoạt động) Chế độ “giữ áp” 9.7.3 ABS kết hợp với hệ thống Traction Control (TRC) Trong trình tăng tốc (TRC hoạt động) Chế độ “giảm áp” HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP Electronic Stability Program Hệ thống an toàn chủ động cải thiện tính ổn định xe tất tình chuyển động Hệ thống trang bị xe Mercedes, BMW,… HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP - Hệ thống ESP làm việc cách can thiệp vào hệ thống phanh, tác động riêng rẽ nhiều bánh xe cầu trước cầu sau ESP giúp ổn định xe phanh, quay vòng, khởi hành tăng tốc Để tăng cường cho việc điều khiển phanh có hiệu quả, ESP tác động đến động hộp số HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP - Hệ thống ESP bao gồm liên kết tích hợp hệ thống chức sau: Hệ thống ABS chống hãm cứng bánh xe phanh, trì khả lái tính ổn định xe lúc giảm tố Hệ thống ASR (Acceleration Slip Regulator) khắc phục tượng quay trơn bánh xe chủ động khởi hành tăng tốc đột ngột HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP - Khi bánh xe chủ động bị quay trơn, cảm biến tốc độ bánh xe gửi tín hiệu đến điều khiển điện tử Bộ điều khiển điện tử điều khiển chấp hành thủy lực cung cấp dầu phanh đến bánh xe Áp suất phanh điều khiển chế độ tăng áp, giữ áp giảm áp - Đồng thời với điều khiển phanh, hệ thống ESP gửi tín hiệu đến hộp điều khiển động cơ, điều khiển đóng bớt vị trí cánh bướm ga lại làm chậm thời điểm đánh lửa để giảm bớt moment xoắn động HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP Cảm biến tốc độ bánh xe Cụm giắc chẩn đoán Hộp điều khiển điện tử ESP Công tắc ESP OFF Đèn báo ABS Đèn báo ESP Đèn báo EPC (E –gas) Cảm biến gia tốc ngang HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP Hộp điều khiển làm trễ moment xoay xe; 10 Đèn báo lỗi ESP 11 Cảm biến góc lái 12 Công tắc báo phanh 13 Bơm cung cấp ESP 14 Công tắc phanh đậu xe 15 Cảm biến áp suất xy lanh 16 Xy lanh 17 Bộ chấp hành thủy lực ESP HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP - Hệ thống EBR (Engine Brake Regulation) chống tượng trượt bánh xe chủ động chạy trớn đảm bảo tính ổn định xe - Khi xe chạy trớn (ví dụ xuống dốc), cánh bướm ga đóng, có chế độ phanh động Trường hợp lực cản động lớn dẫn đến tượng bánh xe chủ động bị trượt lết Hộp điều khiển ESP nhận biết tượng gửi tín hiệu đến hộp điều khiển động cơ, làm tăng moment xoắn động để giảm trượt bánh xe chủ động Quá trình diễn mà người lái xe không nhận biết HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP - ESP khắc phục tượng quay vòng thiếu quay vòng thừa Trong tất tình huống, đảm bảo xe không bị lệch khỏi hướng điều khiển người lái xe - Khi có tượng quay vòng thiếu quay vòng thừa (understeering or oversteering) xảy ra, hệ thống ESP nhận biết thông qua cảm biến góc lái cảm biến gia tốc ngang, tự động điều khiển lực phanh xác đến bánh xe tương ứng cầu trước cầu sau để trì hướng chuyển động xe theo điều khiển người lái HỆ THỐNG PHANH TÍCH CỰC TRÊN Ô TÔ 9.7.4 Hệ thống phanh ESP BÀI TẬP Bài 1: Một ô tô có khối lượng m = 3500 kg lưu thông đường thì gặp phải chướng ngại vật phanh đột ngột Biết thông số xe sau: chiều dài sở xe l = 3,7 m; Khối lượng phân bố lên cầu trước trạng thái tĩnh là: m1 = 1500 kg; Hệ số bám bánh xe với mặt đường: φ = 0,68; Chiều cao trọng tâm xe: hg = 900 mm; Bánh xe có ký hiệu 185/70 H R 16; Hệ số kể đến biến dạng lốp là: λ = 0,93 a Vẽ hình ô tô trường hợp chuyển động b Tính lực phanh lớn sinh bánh xe ô tô c Tính moment phanh lớn sinh bánh xe ô tô BÀI TẬP Bài 2: Một ô tô du lịch có khối lượng m = 1300 kg lưu thông đường thì gặp phải chướng ngại vật phanh đột ngột Biết thông số xe sau: chiều dài sở xe l = 2,5 m; khoảng cách từ tâm ô tô đến tâm cầu trước 1,2m; Hệ số bám bánh xe với mặt đường: φ = 0,75; Chiều cao trọng tâm xe: hg = 800 mm; Bán kính làm việc trung bình bánh xe 330 mm Biết gia tốc chậm dần phanh lớn jmax = 5,8 (m/s2) a Vẽ hình ô tô trường hợp chuyển động b Tính lực phanh moment phanh lớn sinh bánh xe ô tô BÀI TẬP Bài 3: Xác định lực phanh lớn sinh bánh xe ô tô, moment phanh ứng với lực phanh lớn xe KAMAZ – 5320 hai trường hợp xe không tải xe có tải với thông số sau: Khối lượng xe không tải: m = 7080 kg, phân bố lên cầu trước 3320 kg; khối lượng đầy tải: m = 15305 kg, phần bố lên cầu trước 4375 kg Biết chiều dài sở xe l = 3850 mm; chiều rộng sở xe 2026 mm, chiều cao trọng tâm xe 1360 mm; gia tốc cực đại phanh jmax = 5,8 m/s2; bán kính bánh xe rb = 0,478m BÀI TẬP Bài 4: Xác định lực phanh lớn sinh bánh xe ô tô, moment phanh ứng với lực phanh lớn xe KAMAZ – 5320 hai trường hợp xe không tải xe có tải với thông số sau: Khối lượng xe không tải: m = 7080 kg, phân bố lên cầu trước 3320 kg; khối lượng đầy tải: m = 15305 kg, phần bố lên cầu trước 5375 kg Biết chiều dài sở xe l = 3950 mm; chiều rộng sở xe 2126 mm, chiều cao trọng tâm xe 1360 mm; gia tốc cực đại phanh jmax = 5,7 m/s2; bán kính bánh xe rb = 0,478m ... dài (phanh dốc dài,…) Theo kết cấu cấu phanh chia ra: cấu phanh tang trống, cấu phanh đĩa, cấu phanh dải NHIỆM VỤ - YÊU CẦU – PHÂN LOẠI 9. 1.3 Phân loại Theo dẫn động phanh: - Hệ thống phanh... guốc phanh phía, ép má phanh sát vào trống phanh để thực trình phanh CƠ CẤU PHANH LOẠI GUỐC 9. 2.2 Phương pháp bố trí cấu phanh 9. 2.2.1 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục Cơ cấu phanh đối... má phanh bị mòn gần nhau, má phanh hai guốc phanh cấu có kích thước CƠ CẤU PHANH LOẠI GUỐC 9. 2.2 Phương pháp bố trí cấu phanh 9. 2.2.1 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục Cơ cấu phanh