Tính toán kiểm nghiệm cơ cấu phanh ô tô GAZ66. Mục đích của đồ án này là tìm hiểu phân tích đặc điểm kết cấu, tính toán kiểm nghiệm hiệu quả của cơ cấu phanh ô tô GAZ66. Từ đó đưa ra những nội dung và biện pháp cần thiết giúp cho việc khai thác sử dụng hệ thống phanh được tốt hơn, nâng cao hiệu quả và tuổi thọ của nó, tăng được khả năng an toàn cho chuyển động của xe trong mọi điều kiện sử dụng
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .2 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤUHỆ THỐNG PHANH ÔTÔ GAZ-66 .3 1.1 Công dụng hệ thống phanh 1.2 Các yêu cầu hệ thống phanh 1.3 Đặc điểm kết cấu hệ thống phanh ôtô GAZ-66 1.3.1 Cấu tạo: .4 1.3.2 Nguyên lý làm việc: 1.4 Cơ cấu phanh ơtơ GAZ-66 .5 1.4.1 Cơ cấu phanh bánh xe cầu sau ôtô GAZ-66: .6 1.4.2 Cơ cấu phanh bánh xe cầu trước ôtô GAZ-66: 1.4.3 Các chi tiết chủ yếu cấu phanh guốc: 1.5 Cơ cấu phanh trục truyền lực ôtô GAZ-66 .10 1.6 Dẫn động phanh ôtô GAZ-66 11 1.7 Bầu trợ lực chân không 14 CHƯƠNG : TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ GAZ-66 .16 2.1 Tính tốn kiểm nghiệm cấu phanh 16 2.1.1 Sơ đồ tính tốn số liệu ban đầu 16 2.1.2 Các tiêu đánh giá chất lượng trình phanh 17 2.1.3 Tính tốn lực tác dụng lên guốc phanh: 20 2.1.4 Xác định mô men phanh cấu phanh sinh mô men phanh cần sinh cấu phanh 21 2.2 Tính tốn kiểm nghiệm khả làm việc cấu phanh 24 2.2.1 Xác định hệ số hiệu phanh cấu phanh 25 2.3 Xác định thông số đánh giá khả làm việc cấu phanh 25 2.3.1 Tính tốn xác định công ma sát riêng 26 2.3.2 Tính tốn xác định áp suất bề mặt má phanh 26 2.3.3 Tính tốn xác định tỷ số khối lượng tồn ơtơ tổng diện tích ma sát má phanh 27 2.3.4 Tính tốn nhiệt phát trình phanh 28 2.3.5 Kiểm tra tượng tự xiết cấu phanh 29 KẾT LUẬN 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 LỜI NÓI ĐẦU ô tô công nghiệp ô tô có đóng góp to lớn cho kinh tế đất nước.Với xu phát triển mạnh mẽ xã hội với kinh tế thị trường định hướng XHCN có nhiều thành phần kinh tế hoạt động nhộn nhịp, thị hố cao, nhu cầu lại trục đường giao thông ngày lớn tương lai nghành cơng nghiệp tơ phát triển mạnh mẽ Song điều kiện đường xá hẹp vấn đề an tồn giao thơng đường chiếm vị trí vơ quan trọng, vấn đề nhức nhối tồn xã hội đặt cần tìm giải pháp hữu hiệu Đặc biệt loại xe quân phải thường xuyên hoạt động đường rừng núi, đèo dốc Chính mà vấn đề an tồn giao thơng đặt vấn đề xúc hàng đầu Hệ thống an toàn chuyển động xe tiêu quân trọng để đánh giá chất lượng khai thác xe quân sự, đánh giá cụ thể hiệu hệ thống phanh.Trong thời gian gần việc nâng cao hiệu độ tin cậy hệ thống phanh ôtô quan tâm nhiều, đồng thời mạng lưới giao thông ngày phát triển, chất lượng đường ngày nâng cấp cho phép nâng cao vận tốc trung bình xe Hệ thống phanh có đảm bảo độ tin cậy góp phần tạo điều kiện cho người lái xe điều khiển xe dễ dàng linh hoạt, đồng thời trì tốc độ xe theo ý muốn địa hình khác nhau.Trong thực tế việc khai thác sử dụng xe ô tô Việt Nam năm qua cho thấy điều kiện thời tiết khí hậu, địa hình điều kiện chăm sóc bảo quản, bảo dưỡng nhiều hạn chế, hệ thống phanh xảy số hư hỏng mang tính chất đặc thù, dẫn đến việc sử dụng xe có khó khăn định Trong q trình học tập chun ngành xe quân em giao nhiệm vụ làm đồ án mơn học kết cấu tính tốn ơtơ với đề bài: Tính tốn kiểm nghiệm cấu phanh tơ GAZ-66 Mục đích đồ án tìm hiểu phân tích đặc điểm kết cấu, tính tốn kiểm nghiệm hiệu cấu phanh ô tô GAZ-66 Từ đưa nội dung biện pháp cần thiết giúp cho việc khai thác sử dụng hệ thống phanh tốt hơn, nâng cao hiệu tuổi thọ nó, tăng khả an tồn cho chuyển động xe điều kiện sử dụng Từ mục đích đồ án tập trung giải vấn đề: Chương1: Phân tích đánh giá đặc điểm kết cấu hệ thống phanh ôtô GAZ-66 Chương2: Tính tốn kiểm nghiệm CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ GAZ-66 1.1 Công dụng hệ thống phanh Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô dừng hẳn đến tốc độ đó, ngồi hệ thống phanh đảm bảo giữ xe đứng cố định vị trí thời gian dài Đối với ôtô hệ thống phanh hệ thống quan trọng đảm bảo cho xe chạy an toàn tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh tốc độ chuyển động dừng xe tình nguy hiểm, mà nâng cao vận tốc trung bình xe 1.2 Các yêu cầu hệ thống phanh - Đảm bảo hiệu phanh cao chế độ chuyển động nào, dừng xe tai chỗ - Có độ tin cậy làm việc cao để ơtơ chuyển động an tồn - Thời gian chậm tác dụng hệ thống phanh phải nhỏ đảm bảo phanh xe êm dịu trường hợp - Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện có tính tuỳ động - Đảm bảo phân bố mô men phanh bánh xe theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám phanh với cường độ - Các chi tiết phải có trọng lượng nhỏ, tuổi thọ cao, dễ sử dụng chăm sóc, bảo dưỡng bảo quản, thời gian bảo dưỡng sửa chữa ngắn - Kết cấu cấu phanh đảm bảo thoát nhiệt tốt - Đối với phanh dừng phải đảm bảo giữ xe đứng yên dốc có độ dốc 16% thời gian dài 1.3 Đặc điểm kết cấu hệ thống phanh ôtô GAZ-66 Xe ôtô GAZ-66 xe có trọng lượng không lớn, dẫn động phanh thuỷ lực, lực tác dụng từ bàn đạp truyền đến cấu phanh chất lỏng (dầu) 1.3.1 Cấu tạo: Gồm cấu phanh có guốc phanh 4, 6, với lò xo kéo 7,chốt tựa guốc Tang phanh cố định moay bánh xe quay với bánh xe Guốc phanh đầu cố định lên giá qua khớp quay với chốt tựa 8, đầu guốc tỳ vào đòn bẩy pít tơng xi lanh cơng tác Lò xo kéo có tác dụng kéo guốc phanh tách khỏi tang phanh phanh Dẫn động phanh gồm xi lanh phanh 2, xi lanh cơng tác 5, đường ống dẫn dầu Trong đường ống dẫn khoang xi lanh xi lanh cơng tác bánh xe điền đầy chất lỏng 1.3.2 Nguyên lý làm việc: Hình2.1 sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp phanh qua đẩy tác dụng lên pít tơng xi lanh phanh ép dầu đến đường ống đến xi lanh công tác Dầu có áp suất cao ( khoảng 50-80kg/cm ; 5,08,0MPa) tác dụng lên pít tơng xi lanh phanh bánh xe đẩy guốc phanh ép sát má phanh vào tang phanh thực phanh xe Khi phanh với cường độ phanh bình thường áp suất dẫn động vào khoảng 2-4MPa Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp phanh nhờ lò xo hồi vị kéo má phanh dời khỏi tang phanh, dầu đẩy từ xi lanh cơng tác trở xi lanh bầu chứa thực phanh Ưu điểm hệ thống phanh có dẫn động thuỷ lực bảo đảm phanh đồng thời bánh xe với phân bố lực lực phanh bánh xe má phanh theo yêu cầu tuỳ theo kích thước xi lanh cơng tác, có kích thước nhỏ gọn, hiệu suất truyền động cao, độ nhạy tốt Ngồi có tính thống hố tốt, nghĩa sử dụng nhiều loại ôtô khác mà cần thay đổi cấu phanh Nhược điểm dẫn động phanh thuỷ lực cần lực đẩy lên guốc phanh lớn áp suất thuỷ lực phải cao.Do tỷ số kích thước pít tơng xi lanh cơng tác xi lanh bị hạn chế, dẫn tới làm tăng lực tác dụng lên bàn đạp Nếu hệ thống có chỗ hư hỏng hệ thống phanh không làm việc 1.4 Cơ cấu phanh ơtơ GAZ-66 Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo mô men phanh cần thiết giữ ổn định chất lượng phanh qúa trình sử dụng 1.4.1 Cơ cấu phanh bánh xe cầu sau ôtô GAZ-66: Hình 3.2 kết cấu cấu phanh bánh sau Hình3.3 sơ đồ lực tác dụng lên cấu phanh bánh sau(khi xe tiến) Là cấu phanh có chốt tựa phía lực đẩy guốc phanh Cơ cấu phanh có lực đẩy guốc phanh P =P2 đường kính pít tơng xi lanh cơng tác Để đánh giá làm việc cấu phanh sơ đồ đưa phản lực pháp tuyến X X tác dụng từ tang phanh lên guốc lực ma sát tương ứng Y Y Để đơn giản giả thiết phản lực pháp tuyến lực ma sát lực tập trung đặt bề mặt làm việc guốc Trên sơ đồ không vẽ phản lực gối tựa Nếu khảo sát tổng mô men lực chốt tựa tính cho guốc mơ men phanh guốc trước tạo M p1 lớn mô men phanh M p guốc sau tạo Điều giải thích mơ men lực Y tác dụng lên guốc trước chiều với mô men lực đẩy P , mà ép guốc phanh trước vào tang phanh lớn so với guốc phanh sau Vì kích thước hai guốc phanh guốc trước mòn nhiều guốc sau Hiệu phanh cấu phanh tạo xe tiến xe lùi Cơ cấu phanh loại gọi cấu phanh không cân bằng, ổ trục bánh xe chịu tải trọng phụ phát sinh phanh xe •Kết cấu bánh xe cầu sau ôtô GAZ-66: Mâm phanh kẹp chặt lên dầm cầu Các guốc phanh quay xung quanh chốt tựa 11, đầu tỳ vào pít tơng xi lanh cơng tác dưới tác dụng lò so kéo Các chốt tựa 11 quay lỗ mâm phanh Trên chốt tựa người ta lắp đệm 10, lệch tâm tâm quay chốt Các đệm khơng thể quay xung quanh chốt với chốt quay xung quanh lỗ guốc phanh Kết cấu bảo đảm cho phép nhờ quay chốt 11 mà làm chuyển dịch đầu guốc phanh so với mâm phanh mà nhờ mà điều chỉnh khe hở guốc phanh má phanh lắp ráp Các guốc phanh được kéo lò xo kéo tỳ vào chốt đào Trong q trình sử dụng điều chỉnh khe hở guốc phanh tang phanh nhờ chốt đào Chốt lệch tâm giữ vị trí xoay nén sơ lò so nhờ quay đầu bu lơng 7 Như guốc phanh định tâm (điều chỉnh) so với tang phanh nhờ chốt đào đệm lệch 10 chốt 11 Chuyển dịch ngang guốc hạn chế đệm tỳ dẫn hướng Đầu guốc tỳ vào cần đẩy pít tơng xi lanh công tác Tang phanh kẹp chặt với mặt bích may bánh xe bu lông 1.4.2 Cơ cấu phanh bánh xe cầu trước ôtô GAZ-66: < ( xe lùi) ( xe tiến) Hình 3.4 sơ đồ lực tác dụng lên cấu phanh cầu trước Là cấu phanh có chốt tựa khác phía lực đẩy lên guốc phanh cấu phanh có bố trí riêng xi lanh phanh bánh xe cho guốc chốt tựa riêng cho guốc khác phía Kích thước xi lanh chúng lên tạo lực đẩy lên guốc Khi xe tiến, guốc phanh làm việc giống guốc phanh trước sơ đồ trên, mà hiệu phanh cao Khi xe lùi guốc phanh làm việc guốc phanh sau sơ đồ trước, hiệu phanh giảm đáng kể.Cơ cấu phanh cân có độ mài mòn má phanh Nhược điểm cấu phanh loại kết cấu phức tạp •Kết cấu bánh xe cầu trước ơtơ GAZ-66: Mỗi guốc có xi lanh để dẫn động mở chốt tựa Chốt tựa bắt chặt với mâm phanh liên kết với guốc qua bạc lệch tâm.Chất lỏng cung cấp đến xi lanh xi lanh có đường ống nối Có làm kín để loại trừ khả văng dầu, nước bụi bẩn lên bề mặt làm việc guốc phanh tang phanh bảo đảm độ tin cậy làm việc , tăng tuổi thọ giữ chất lượng phanh ổn định trình sử dụng Khe hở cần thiết má phanh tang phanh bảo đảm thông qua việc điều chỉnh cam bạc lệch tâm Hành trình pít tông xác định khe hở , trị số tương ứng với khe hở cho phép lớn giứa má phanh tang phanh sử dụng Khi ma sát bị mòn, phanh lần pít tơng chuyển dịch với hành trình lớn khe hở 1.4.3 Các chi tiết chủ yếu cấu phanh guốc: *Tang phanh:Lắp chặt với moay bánh xe,bề mặt làm việc gia cơng nhẵn bóng Tang phanh có diện tích nhiệt cần thiết ,có độ cứng vững cao trọng lương nhỏ,vật liệu chế tạo có hệ số ma sát cao mòn trường hợp nào.Tang phanh thường đúc từ gang xám gang hợp kim Để đảm bảo độ trùng tâm tang phanh moay bề mặt làm việc gia công lắp với moay sau tiến hành cân *Mâm phanh:Thường dập từ thép bắt cố định với dằm cầu,nó dùng để gá lắp xi lanh công tác,guốc phanh,cam điều chỉnh *Guốc phanh: Guốc phanh chế tạo theo phương pháp đúc gang theo phương pháp dập hàn có tiết diện chữ T để có khả chống mòn tốt.Một đầu lắp với mâm phanh qua chốt lệch tâm.Trên guốc phanh lắp má phanh phương pháp dán keo hay đinh tán (thường đinh tán) Vật liệu chế tạo đinh tán kim loại mềm để tránh tượng cào xước bề mặt tang phanh má phanh bị mòn Để tránh tượng dịch chuyển ngang guốc phanh mâm phanh có gắn dẫn hướng cho guốc phanh *Xilanh công tác: Xilanh lắp chặt với mâm phanh có đặt hai pitston,để đảm bảo bao kín đỉnh pít tơng có đặt bát cao su để đảm bảo bát cao su tỳ sát vào pitston pitston tỳ sát vào đầu guốc phanh xilanh có đạt lò xo trụ pitston thường chế tạo từ hợp kim nhôm pitston có lắp ụ tỳ để tránh hao mòn cho pitston, ngồi xilanh có cửa để nối với xilanh lỗ để bắt vít xả khí *Lò xo kéo:Lò xo hình trụ bố trí chung cho hai guốc phanh bố trí riêng rẽ cho guốc phanh *Cơ cấu điều chỉnh khe hở má phanh tang phanh: Khe hở phần điều chỉnh cam điều chỉnh, cam điều chỉnh có lưng tỳ vào guốc phanh giữ mâm phanh nhờ lò xo có độ cứng cao đai ốc hãm Khe hở phần điều chỉnh chốt bạc lệch tâm bạc lệch tâm lắp chống xoay chôt mặt vát 1.5 Cơ cấu phanh trục truyền lực ôtô GAZ-66 Hình 3.5 cấu phanh trục truyền Được lắp đầu hộp số phân phối, đảm nhận chức hệ thống phanh dừng Ưu điểm hệ thống phanh dừng đơn giản dẫn động tăng mô men phanh tới bánh xe phanh tương ứng với tỷ số truyền 10 Khoảng cách từ tâm ccp đến chốt tưạ Khoảng cách từ tâm ccp đến chốt tưạ chung Góc từ trục đứng đến đầu ma sát trước Góc từ trục đứng đến cí ma sát trước Góc từ trục đứng đến đầu ma sát sau Góc từ trục đứng đến đầu ma sát sau Hệ số ma sát má phanh tang phanh Nhiệt độ môi trường °C Nhiệt dung riêng vật liệu tang phanh c d T1 T2 S1 S2 T1 CT 0,15 0,03 30 150 30 150 0,35 25 0,13 M M độ độ độ độ °C Kcal/ Kg°c Số điểm tính tốn Trọng lượng phân bố lên cầu trươc Trọng lượng phân bố lên cầu sau Bán kính quay vòng lớn Vận tốc lớn m Ga Gb Rqvmax Vmax 16 28370 29920 9,5 90-95 N N M K m/h 2.1.2 Các tiêu đánh giá chất lượng trình phanh Để đánh giá chất lượng trình phanh ta dùng thơng số đặc trưng sau: gia tốc chậm dần phanh, thời gian phanh, quãng đường phanh, lực phanh bánh xe: Hình3.1 sơ đồ lực tác dụng lên ôtô phanh Gia tốc chậm dần phanh: 17 Đây tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ôtô, phân tích lực tác dụng lên ơtơ trình phanh, ta thiết lập phương trình cân lực: P J = PP + P f + P + P i Trong đó: P J lực quán tính, dv P J = M dt Với hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng quay ôtô M: Khối lượng ôtô P P : Lực phanh sinh bánh xe P f : Lực cản lăn P : Lực cản khơng khí P i : Lực cản lên dốc Khi phanh đường lực cản lên dốc P i =0, lực phanh P P chiếm 98% tổng lực cản trình phanh Do vậy, ta coi lực phanh cân với lực quán tính nghĩa là: P J = PP Khả tiếp nhận lực phanh bánh xe phụ thuộc nhiều vào khả bám bánh xe với đường P P max = G Với G: trọng lượng toàn xe : Hệ số bám bánh xe với mặt đường Điều kiện phanh lý tưởng: G g J P max J P max g = G Trong đó: J P max : gia tốc chậm dần cực đại phanh 18 :hệ số bám bánh xe với mặt đường : hệ số tính tới ảnh hưởng khối lượng quay ôtô g : gia tốc trọng trường Thời gian phanh Thời gian phanh thông số quan trọng để đánh giá chất lượng phanh,thời gian phanh nhỏ chất lượng phanh tốt dv g J P = dt = dt dv g Ta phân tích biểu thức với trình phanh từ vận tốc v đến vận tốc v ta nhận thời gian phanh nhỏ v1 t p = g 1 v2 dv = g. ( v - v ) Ta thấy phanh xe điều kiện lý tưởng giá trị thời gian phanh nhỏ không phụ thuộc vào trọng lượng xe phụ thuộc vào vận tốc bắt đầu phanh v , hệ số ảnh hưởng khối lượng quay hệ số bám bánh xe với mặt đường Quãng đường phanh Đây tiêu quan trọng đánh giá chất lượng phanh ôtô so với tiêu khác tiêu lái xe nhận thức trực quan dễ dàng tạo điều kiện cho lái xe sử lý tốt phanh đường Để xác định quãng đường phanh nhỏ S P ta nhân hai vế công thức với ds ta có: dv g. g dt ds = ds vdv = ds S P xác định cách tích phân ds giới hạn từ thời điểm vận tốc ôtô bắt đầu phanh v đến vận tốc cuối trình phanh v 19 v1 g 1 S P = v v12 v22 g v.dv = Nếu phanh xe dừng hẳn thì: v12 2 v1 v2 2.g. S P = 2.g. = 2.1.3 Tính tốn lực tác dụng lên guốc phanh: Do đường kính xi lanh phanh bánh trước cấu phanh bánh sau lực tác dụng lên guốc phanh nhau, ta có: .d12 P = P0 Trong đó: P lực tác dụng lên guốc phanh P áp xuất dầu xi lanh phanh d đường kính xi lanh phanh bánh xe Trong tính tốn kiểm nghiệm ngưòi ta xác định P phương pháp thực nghiệm,đối với xe GAZ-66 ta lấy : P0=80 (KG/cm2),vì ta tính đuợc lực tác dụng lên guốc phanh: P= 80 3,14.4 9,81 9857( N ) 20 2.1.4 Xác định mô men phanh cấu phanh sinh mô men phanh cần sinh cấu phanh Hình 3.2 sơ đồ tính tốn cấu phanh guốc theo Antonov Xác định mô men phanh cấu phanh sinh ra: Khi giả thiết áp suất phân bố bề mặt má phanh ta có hợp lực pháp tuyến tác dụng từ tang phanh lên ma sát đặt cung ma sát bằng: Y = P rt B Trong đó: P: áp suất bề mặt má phanh theo chiều dài ; Góc ơm má phanh r t bán kính tang phanh B: chiều rộng má phanh Giá trị hợp lực Y Y tác dụng cho guốc trước guốc sau cấu phanh bánh sau xác định từ phương trình cân mơ men điểm , sau: P (a c) Y1= c .e P (a c) ;Y2= c .e 21 Từ mơ men phanh cho hai guốc phanh cấu phanh bánh sau tạo sau P1 P2 c e c e Mps= rt.(Y1+Y2) = rt(a+c) Do cấu phanh loại chốt tựa phía,lực đẩy lên guốc nên từ ta viết: 1 c e c e Mps= rt.(Y1+Y2) = rt(a+c) P Đối với cấu phanh bánh trước loại cấu phanh chốt tựa khác phía lực đẩy lên guốc nhau,hai guốc có lực tự xiết vậy: P (a c) Y1=Y2= c .e Đối với loại xe GAZ-66 ta có:P = 9144 (N) , a=c=0,15(m) e = 0,16 (m) , =0,35 , rt=0,19(m) Thay thông số vào cơng thức ta có: Mpt= 0,35.0,19.2 2.0,15.9857 0,15 0,35.0,16 =4184(Nm) 1 0,35.0,19.2.0,15.9857 0,15 0,35.0,16 0,15 0,35.0,16 =3046(Nm) Mps= Xác định mô men cần sinh cấu phanh: Mô men cần sinh cấu phanh ôtô phải đảm bảo giảm tốc độ dừng ơtơ hồn tồn với gia tốc chậm dần giới hạn cho phép Để đảm bảo phanh xe có hiệu mơ men phanh cần sinh tỷ lệ với tải trọng phân bố lên bánh xe phụ thuộc vào hệ số bám lốp với mặt đường Khi ôtô chuyển động , tải trọng phân bố lên bánh xe thay đổi phụ thuộc vào gia tốc chậm dần gia tốc tăng tốc Đối với ôtô lực phanh cực đại tác dụng lên bánh xe cầu trị số lực bám bánh xe tương ứng 22 + Đối với cầu trước: P + Đối với cầu sau: P p1 G1 G.b m1 = = 2.L m G2 G.a m2 m2 = = L Trong đó: G- trọng lượng ơtơ đầy tải G , G - tải trọng tương ứng( phản lực đường) tác dụng lên bánh xe trước sau trạng thái tĩnh mặt đường nằm ngang m , m - hệ số phân phối tải trọng tương ứng lên cầu trước cầu sau phanh La,Lb - khoảng cách tương ứng từ trọng tâm ôtô đến cầu L- chiều dài sở ôtô - hệ số bám bánh xe với mặt đường Các thông số m , m xác định theo lý thuyết ôtô: J P max hg m = 1+ g b J P max hg m2 = - g.a Trong đó: h g - chiều cao trọng tâm ơtơ g- gia tốc trọng trường J P max - gia tốc phanh cực đại Đối với ơtơ có cấu phanh hệ thống phanh công tác đặt trực tiếp tất bánh xe mơ men cần sinh cấu phanh tương ứng cầu là: G1 G.b 1 p p1 rk m1 k p1 L M = = r = J p max hg g b rk 23 G.a J p max hg G2 1 . rk m p p rk 2 L L p2 M = = r k = Trong đó: r r k = r ,với hệ số biến dạng lốp : =0,9 bán kính bánh xe, r = 0,51 m Vậy đối xe GAZ-66 ta có: r k = 0,9.0,51=0,459(m) Ta có thông số sau đây: G =56898(N) L=3,30 (m) Lb =1,56 (N) g=9,81 = 0,8 La=1,74(m) hg =1,25 (m) Jpmax= (m/s2) Thay thông số vào phương trình tưtơng ứng ta có: 56898.1,56 6.1,25 1 .0,8.0,459 , 30 , 81 , 56 Mp1= 5156 (N.m) 56898.1,74 6.1,25 1 .0,8.0,459 Mp2= 2.3,30 9,81.1,74 3088 (N.m) STT Tên thông số Mômen cần sinh Đơn vị Bánh trước Bánh sau cấu phanh Mômen sinh N.m 5156 3088 cấu phanh N.m 4184 3046 2.2 Tính tốn kiểm nghiệm khả làm việc cấu phanh Trong bước trên, kích thước cấu phanh chọn sơ sở bố trí chung điều kiện đưa cho loại cấu phanh Kích thước má phanh chọn sở bảo đảm công ma sát riêng, áp 24 suất bề mặt má phanh, tỷ số trọng lượng tồn ơtơ diện tích tồn má phanh chế độ làm việc phanh Vì sau xác định thơng số kích thước cấu phanh cần thiết tính tốn kiểm tra khả làm việc chúng 2.2.1 Xác định hệ số hiệu phanh cấu phanh Trị số hệ số hiệu phanh xác định theo biểu thức sau: M Ke= P P r p t Mp- mô men phanh cấu phanh sinh P1, P2- lực tác dụng lên guốc phanh rt: bán kính tang phanh Đối với xe GAZ-66 ta có thông số sau: P1 = P2 = P = 9857 (N) Mpt = 4184(Nm) r t = 0,19(m) Mps = 3046(Nm) Thay giá trị trẹn vào công thức ta tìm hệ số hiệu phanh 4184 Với cầu trước: kE = 2.9857.0,19 = 1,12 3046 Với cầu sau: kE = 2.9857.0,19 = 0,81 2.3 Xác định thông số đánh giá khả làm việc cấu phanh Khả làm việc cấu phanh đánh giá qua thông số sau Công ma sát riêng (lms) áp suất bề mặt má phanh (p) Tỷ số khối lượng tồn ơtơ tổng diện tích ma sát má phanh (q) Độ tăng nhiệt độ tang phanh q trinh phanh 25 2.3.1 Tính tốn xác định cơng ma sát riêng: l ms KNm / m Công ma sát riêng xác định sở má phanh thu toàn động ôtô phanh ôtô vận tốc ban đầu đó: l ms G.V02 = 2.g.F KNm / m ( ) Trong đó: G- trọng lượng tồn ôtô đủ tải (KN) V - vận tốc ôtô bắt đầu phanh(m/s) F - tổng diện tích tồn má phanh cấu phanh(m ) Theo tài liệu hướng dẫn thiết kế ta có: Dt=( T2- T1) / 180 =2,094 (góc ơm ) Ds=( S1- S1) / 180 =2,094 (góc ơm ) F =4.b(Dt+Ds).R =4.0,08(2,094+2,094).0,19=0,255(m2) G =56,898 (KN) V0=16,7 (m/s) Thay số vào công thức ( ) ta có: G.V0 56,898.16,7 l ms = 2.g.F = 2.9,81.0,255 =3235(KN.m/m2) Thoả mãn yêu cầu ôtô tải:[ l ms ]=3000-7000[KN.m/m2] Thời hạn phục vụ má phanh phụ thuộc vào cơng ma sát riêng, cơng lớn nhiệt độ phát phanh cao, tang phanh bị nóng nhiều má phanh chóng bị hỏng 2.3.2 Tính tốn xác định áp suất bề mặt má phanh: p MN / m Giả thiết áp suất bề mặt má phanh phân bố đều, ta xác định giá trị M 2 áp suất bề mặt ma sát theo công thức: p = .b.R MN / m 26 Trong đó: M - mơ men sinh cấu phanh - hệ số ma sát Dt - góc ơm má phanh( ) R - bán kính tang phanh B - chiều rộng má phanh 4184.10 Đối với phanh trước: pt= 0,35.0,08.0,19 2,094 =1,97(MN/m2) 3046 Đối với phanh sau: ps= 0,35.0,08.0,19 2,094 =1,44(MN/m2) áp suất bề mặt má phanh phụ thuộc vào nguyên liệu chế tạo má phanh tang phanh Đối với má phanh thì: p = 1,52,0 (MN/m ) Hiệu phanh phụ thuộc nhiều vào chọn Nếu qúa lớn làm cho áp suất phân bố bề mặt má phanh không Khi phanh với thời gian ngắn mô men phanh tăng tăng , tăng 100120 hiệu phanh không tăng Nếu phanh thường xuyên theo chu kỳ mơ men phanh giảm tăng góc ơm nhiệt độ tang phanh tăng nhiều Đối với phanh guốc mà guốc có điểm cố định riêng rẽ, góc ơm = 90100 thích hợp, tăng hiệu phanh giảm hao mòn má phanh Nếu góc ơm nhỏ 90 má phanh hao mòn nhanh 27 2.3.3 Tính tốn xác định tỷ số khối lượng tồn ơtơ tổng diện tích ma sát má phanh Thời hạn phục vụ má phanh đánh giá tỷ số q M tinh cơng thức: q = F Trong đó: M - khối lượng tồn ơtơ F - tổng diện tích bề mặt ma sát má phanh tất cấu phanh Đối với xe GAZ-66 ta có giá trị: M = 5800 kg; F = 0,255 m2 Thay giá trị vào công thức ta được: M 5800 q = F = 0,255 = 2,27.104 (kg/m2) Giá trị cho phép [q] = 1,5 - 2,5.10 (kg/m2), kết thoả mãn điều kiện cho phép 2.3.4 Tính tốn nhiệt phát trình phanh Trong trình phanh, động ôtô chuyển thành nhiệt tang phanh chi tiết khác, phần nhiệt thoát mơi trường khơng khí Phương trình cân nhiệt phanh lực phanh P p gây lên sau quãng đường phnh ds thời gian dt: Pp ds 427 = Z.G t C.dT + F t K V.T.dt Trong đó: G t - khối lượng tang phanh chi tiết tang phanh có liên quan tới tang phanh(kg) C - nhiệt dung riêng vật liệu làm tang phanh 28 dT- độ tăng nhiệt độ tang phanh sau thời gian dt( C) T- hiệu nhiệt độ tang phanh khơng khí ( C) F t - diện tích bề mặt làm mát tang phanh (m ) K - hệ số truyền nhiệt tang phanh khơng khí ( W/m K) Z- số bánh xe có cấu phanh V- vận tốc vòng tang phanh (m/s) Khi phanh với cường độ phanh lớn nhất, nhiệt truyền khơng khí khơng đáng kể, bỏ qua thành phần thứ hai phương trình Pp max ds 427 = Z.G t C.dT Sau tích phân phương trình ta được: Ga V T = T + 108500.Z c.Gt Trong đó: T - nhiệt độ tang phanh T - nhiệt độ mơi trường khơng khí Thay giá trị: Ga = 5800 kg; V = 30 km/h; G t =15 kg; c=0,125 kcal/kgđộ,ta 5800.302 T 108500.4.0,125.15 =6.4 ( o C ), đảm bảo điều kiện: Độ tăng nhiệt độ tang phanh phanh V= 30 Km/h dừng hẳn không vượt 15 C Khi phanh liên tục số thứ hai phương trình tăng lên 2.3.5 Kiểm tra tượng tự xiết cấu phanh Hiện tượng tự xiết( tự phanh) cấu phanh xảy má phanh ép sát vào tang phanh lực ma sát mà không cần tác động lực P 29 cấu doãng má phanh lên guốc phanh Trong trường hợp mơ men phanh M phương diện lý thuyết mà nói tiến tới vơ Ta có: 0 T T 180 =0 T T 2.180 = 1,047 Rt 1,047.0,511 sin( ) = sin(1,047) = 0,617 (m) Xét biểu thức: 1 c cos( ) 0,15 cos(0) c sin( ) 0,617 0,15 sin(0) 0,243 Qua kết chứng tỏ không thoả mãn tự xiết, phanh làm việc êm dịu KẾT LUẬN Hệ thống phanh hệ thống quan trọng xe ô tô Chất lượng hệ thống phanh ảnh hưởng lớn đến hoạt động xe đảm bảo cho xe hoạt động an toàn chạy loại đường khác nhau, hạn chế thấp tai nạn ảnh hưởng khơng tốt đến hoạt động kíp lái, chất lượng hàng hố chun chở, tính an tồn hành khách tham gia hoạt động giao thông Cùng với phát triển công nghệ chế tạo ô tơ hệ thống phanh xe ngày hoàn thiện đáp ứng ngày cao yêu cầu xe hoạt động đường Bằng cách sử dụng thiết bị như: Bộ điều hoà lực phanh, cảm biến gia tốc phanh đem lại nhiều kết khả quan nâng cao tính tác dụng phanh Khi tiến hành làm đồ án “Tính tốn kiểm nghiệm cấu phanh tơ GAZ-66 “ ta thấy hiệu hoạt động cho xe ưu nhược điểm Do kiến thức hạn hẹp, thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót mong bảo giúp đỡ thầy giáo môn xe ô tô quân để em ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Học viên thực 30 Lê Như Tuấn TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Đức Lập - Hướng dẫn thiết kế môn học KCTT ô tô quân HVKTQS 1986 Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên-Thiết kế tính tốn tô máy kéo ( 2) NXB Đại học trung học CN Bộ môn xe quân -Lý thuyết ô tô quân Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái- Lý thuyết ô tô máy kéo NXB Khoa học kỹ thuật Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy - Cấu tạo ô tô quân HVKTQS 1995 Vũ Đức Lập, Phạm Đình Vy - Tập vẽ cấu tạo ô tô quân HVKTQS 1995 31