Tính toan thiết hệ thống phanh xe tải thaco auman c160

+ Hệ thống phanh tự độngTheo cách bố trí + Phanh ở bánh xe + Phanh ở truyền lực Theo kết cấu của cơ cấu phanh + Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải phanh đai+ Hệ thống phanh với cơ cấu p

MỤC LỤC

MỤC LỤC……… ……….1

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 4

1.1 Công dụng- Yêu cầu- Phân loại hệ thống phanh 4

1.1.1 Công dụng 4

1.1.2 Yêu cầu 4

1.1.3 Phân loại 5

1.2 Kết cấu của hệ thống phanh 6

1.2.1 Cơ cấu phanh guốc 6

1.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng trục 6

1.2.1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm 7

1.2.1.3 Cơ cấu phanh guốc dạng bơi……….……8

1.2.1.4 Phanh dừng……… 9

1.2.1.1 Cơ cấu phanh đĩa……… 9

1.2.2 Dẫn động phanh……… 11

1.2.2.1 Dẫn động cơ khí……… 11

1.2.2.2 Dẫn động thủy lực………12

1.2.2.3 Dẫn động khí nén……… …… 15

1.2.2.4 Dẫn động liên hợp………16

CHƯƠNG 2: KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH……… 18

2.1 Giới thiệu về xe tham khảo Thaco Auman C160 9,3 tấn……… 18

2.2 Thông số cơ bản của xe tham khảo……… 18

2.3 Hệ thống phanh trên xe……….19

2.3.1 Cơ cấu phanh 19

2.3.2 Dẫn động phanh… 19

2.3.3 Phân tích kết cấu……….…22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH……… 32

3.1 Tính toán cơ cấu phanh bằng phương pháp họa đồ 32

3.1.1 Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe 32

3.1.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh 33

3.1.3 Tính bền cơ cấu phanh……… 40

3.1.3.1 Tính bền guốc phanh……… 40

3.1.3.2 Tính bền trống phanh……… 48

3.1.3.3 Tính bền chốt phanh……… 49

3.2 Thiết kế tính toán dẫn động phanh……… … 50

3.2.1 Thiết kế tính toán bầu phanh ……….……… 50

3.2.2 Tính toán lượng khí nén……… 56

3.2.3 Tính toán van điều khiển……… 59

CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH… 63

4.1 Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa……… 63

4.2 Chẩn đoán xe ……… 65

4.3 Quy trình bảo dưỡng sửa chữa 65

KẾT LUẬN……… 67

LỜI NÓI ĐẦU

Giao Thông Vận Tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biết với các nước có nền kinh tế phát triển Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải

Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng ôtô Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, ngành ô tô ngày càng phát triển hơn, khởi đầu từ những chiếc ô tô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ô tô đã có bước phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng nhu cầu của con người.Những chiếc ô tô ngày càng trở nên đẹp hơn,nhanh hơn,an toàn hơn,tiện nghi hơn, để theo kịp xu thế của thời đại

Song song với việc phát triển ngành ô tô thì vấn đề cho người và xe càng trở nên cầnthiết Do đó, trên ô tô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu an toàn như: Cải tiến cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí, trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất.Cho nên khi thiết kế phanh phải đảm bảo cho phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ, nhất là ở tốc độ cao, để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hóa là điều rất cần thiết

Đề tài này có nhiệm vụ ``Tính toán thiết kế hệ thống phanh dựa trên cơ sở xe

tham khảo Thaco Auman C160 9,3 tấn``,sau hơn ba tháng thực hiện với sự cố gắng, nỗ

lực bản thân em đã hoàn thành yêu cầu của đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn

thầy Vũ Thế Truyền và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi

điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Hà Ngọc Thành

Chương 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại

1.1.1.1 Công dụng

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến mộttốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái Giữ cho ô tô máy kéo dừng ở ngang dốc trongthời gian lâu dài hoặc cố định xe trong thời gian dừng xe Đối với ô to máy kéo hệ thốngphanh rất quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng

xe trong tình huống nguy hiểm Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nângcao tốc độ và năng suất vận chuyển của xe

1.1.1.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của xe đảm bảo chức năng an toàn chủ động nên nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau :

- Có hiệu quả phanh cao nhất trong mọi trường hơp đó là:

+ Quãng đường phanh ngắn

+ Thời gian phanh ít nhất

+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh

- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh

- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm nhẹ cường độ lao động của người lái xe

- Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

- Đảm bảo phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

- Không có hiện tượng tự xiết, thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát cao và ổn định Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh

- Có độ tin cậy, độ bền, tuổi thọ cao, giá thành hạ

- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng

+ Hệ thống phanh tự động

Theo cách bố trí + Phanh ở bánh xe

+ Phanh ở truyền lực

Theo kết cấu của

cơ cấu phanh

+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải (phanh đai)+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh tang trống+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh thủy lực+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh điện

Theo dẫn động

phanh

+ Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí+ Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực+ Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén+ Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực

Năng lượng sử

dụng khi phanh

+ Hệ thống phanh không có trợ lực+ Hệ thống phanh có trợ lực

+ Hệ thống phanh quán tính+ Hệ thống phanh trọng lực

Theo mức độ

hoàn thiện của hệ

thống phanh

+ Hệ thống phanh thường+ Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh+ Hệ thống phanh có bộ chống hãm cứng (ABS)

1.2 Kết cấu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh chínhthường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng thường là phanh tay,phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánhxe

Việc dùng cả hai phanh, phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn của ôtôkhi chuyển động và dừng hẳn Hệ thống phanh có hai phần cơ bản đó là cơ cấu phanh vàdẫn động phanh

- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên

bánh xe khi phanh ôtô

- Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn

đạp phanh đến cơ cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kếthợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau Ví dụ nếu là dẫnđộng cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là dẫnđộng thuỷ lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanhcông tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn

1.2.1 Cơ cấu phanh

1.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng trục

c c

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc đối xứng trục

Trong quá trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa máphanh và trống phanh sẽ tăng lên Muốn cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả, phải điềuchỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cách xoay cam lệch tâm và xoay chốtlệch tâm

1.2.1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm

Hình 1.2 Sơ đồ cơ cấu phanh guốc đối xứng tâm

* Đặc điểm:

Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với đường trục của

cơ cấu phanh

* Nguyên lý hoạt động:

Khi đạp bàn đạp phanh, dầu được dẫn động từ xy lanh tổng qua các đường dẫn đi tớicác xy lanh bánh xe Dưới tác dụng của áp suất dầu, hai piston dịch chuyển đẩy các guốcphanh ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh được thực hiện Khi nhả bàn đạpphanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh sẽ kéo các guốc phanh trở về vị trí ban đầu Khe hởgiữa má phanh và trống phanh xuất hiện nên kết thúc quá trình phanh Điều chỉnh khe hởgiữa trống phanh và má phanh được thực hiện bằng cách xoay cam lệch tâm

* Ưu, nhược điểm

Do bố trí xy lanh làm việc và chốt lệch tâm đối xứng nên hiệu quả phanh của hai máphanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kì chiều nào Khi trống phanh quay ngượcchiều kim đồng hồ, thì hiệu quả phanh tốt Nhưng khi trống phanh quay theo chiều kimđồng hồ thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng 2 lần Cơ cấu phanh loại này có hiệu quảphanh cao hơn do cả hai guốc phanh đều là guốc xiết khi xe tiến

Nhược điểm này không quan trọng lắm với những ôtô có tải trọng nhỏ Khi ôtô lùi thì tốc

độ thấp do đó mômen phanh đòi hỏi nhỏ, phức tạp hơn do phải bố trí thêm đường ốngdẫn động thủy lực vào cụm xilanh công tác và mòn không đều do giữa hai đầu má phanh

1.2.1.3 Cơ cấu phanh guốc dạng bơi

* Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Đặc điểm của loại cơ cấu phanh này là guốc phanh có 2 bậc tự do và không có điểmtựa cố định Cơ cấu phanh dạng bơi hai xy lanh làm việc đều tác dụng lên đầu trên và đầudưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiều ngang và épsát vào trống phanh Nhờ sự áp sát giữa trống phanh và má phanh cho nên khi ép sát vàotrống phanh thì má phanh bị cuốn theo chiều quay của trống phanh Mỗi má phanh lúc đó

sẽ tác dụng vào piston và đẩy ống xy lanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định, lúc đóhiệu quả phanh sẽ tốt hơn và lực tác dụng lên bàn đạp giảm đi nhiều

Hiệu quả phanh khi ôtô tiến hoặc lùi là bằng nhau nhưng sự kết hợp của cơ cấu phanh làrất phức tạp

Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo cơ cấu phanh guốc dạng bơi

KL: Qua phân tích một số kết cấu phanh guốc, chúng ta thấy tùy theo sự bố trí các guốc

phanh và điểm tựa sẽ được hiệu quả phanh khác nhau, mặc dù kích thước guốc phanhnhư nhau Hiện nay xu hướng sử dụng phanh guốc loại bình thường với các điểm tựa ởmột phía Nếu cần thiết thì làm thêm bộ phận cường hóa ở truyền động phanh

1.2.1.4 Phanh dừng (phanh tay).

Hình 1.4 : Phanh tay kiểu tang trống 1: Má phanh 7: Vành rẻ quat

2: Tang trống 8: Ti

3: Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới 9: Cần

4:Trục thứ cấp hộp số 10: Răng rẻ quạt

5: Lò xo hồi vị 11: Tay hãm

6: Trục quả đào 12: Tay kéo phanh

Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay lắp ngaysau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí Hình 7 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểutăng trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên guốcphanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ hí và điều khiển bằng tay, cũng có loại dẫnđộng bằng khí nén và lò xo

1.2.1.5 Cơ cấu phanh đĩa

* Ưu điểm của cơ cấư phanh đĩa:

Phanh đĩa được sử dụng phổ biến cho xe có vận tốc cao và hay gặp ở cầu trước

và ngày nay nó được sử dụngcho cả cầu sau vì các ưu điểm sau:

- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản

- khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn

- áp suất dầu đều và mòn đều

- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài là dễ dàng

- Thoát nước tốt do nước bám vào đĩa phanh bị văng ra do lực ly tâm nên tínhnăng phanh được phục hồi trong thời gian ngắn

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mô men phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanhtang trống khi hệ số ma sát thay đổi điều đó cho phép các bánh xe bị phanh làm việc ổnđịnh hơn, đặc biệt là ở tốc độ cao.

* Nhược điểm của phanh đĩa:

- Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vào chỗ bùn lầy

và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh và dẫn đến là làm giảm hiệu quảphanh

- Mòn nhanh

- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn

Ngày nay phổ biến với 2 loại cơ cấu phanh đĩa

+ Loại có giá xylanh cố định

+ Loại có giá xylanh di động

Sơ đồ 2 loại cơ cấu phanh đĩa được thể hiện trên ( hình 1.5)

Hình 1.5.Cơ cấu phanh đĩa

1 Đĩa phanh , 2 Giá đặt xylanh , 3 má phanh , 4 Piston Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được thể hiện trên ( hình 1.6) Trong cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh được điều chỉnh tự

động ở đây ta dùng phương pháp điều chỉnh bằng sự biến dạng của phớt(vành khăn) làmkín

a)

b

3

1 2

Hình 1.6 Sự điều chỉnh giữa khe hở má phanh và đĩa phanh.

1.Xylanh công tác., 2 Vành khăn., 3 Píttông

* Nguyên lý hoạt động:

Vành khăn có tác dụng bao kín dầu áp suất cao trong khoảng giữa piston và xylanhcông tác.rãnh chứa vành khăn có tiết diện hình thang đáy lớn nằm trên phần tiếp xúc vớipiston.khi piston dịch chuyển do ma sát giữa piston và vành khăn lớn nên vành khăn bịbiến dạng trong rãnh.khi thôi phanh vành khăn kéo piston về vị trí ban đầu và hết biếndạng.Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh quá lớn,thì sự biến dạng của vành khănkhông đủ đảm bảo sự dịch chuyển của piston và vành khăn sẽ bị trượt trên piston.Khithôi phanh piston trở về biến dạng của vành khăn do vậy piston nằm ở vị trí mới so vớixylanh

1.2.2 Kết cấu chung của một số dạng cơ cấu dẫn động.

1.2.2.1 Dẫn động cơ khí

* Sơ đồ cấu tạo.

Hình 1.7: Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí

1 Tay phanh; 2 Thanh dẫn động; 3,5 Con lăn của dây cáp; 4 Dây cáp phía trước

6 Thanh dẫn trung gian; 7 Trục; 8,10 Dây cáp dẫn động phanh; 9 Thanh cân bằng

11 Mâm phanh; 12 Trục lệch tâm của thanh ép; 13 Guốc phanh

* Đặc điểm:

Dẫn động bằng cơ khí gồm hệ thống các thanh các đòn bẩy và dây cáp, ít dùng đểđiều khiển nhiều cơ cấu phanh vì nó khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe, độ cứngvững của các thanh dẫn động khác nhau Do đó chủ yếu dùng cho phanh dừng

* Nguyên lý hoạt động:

Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển Thanh dẫn 2 nối liềnvới dây cáp Các con lăn 3,5 dẫn hướng cho dây cáp Dây cáp 4 bắt vào mút thanh dẫntrung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với thanh cân bằng 9 Thanh dẫn 6 lắp vớibản lề trên giá đỡ, thanh cân bằng 9 phân bố đều lực phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới

cơ cấu phanh bánh xe trái và phải phía sau Đòn dây cáp nối với đòn bẩy ép, tác động lênguốc phanh thông qua tấm đỡ, đòn bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12

Khi kéo phanh 1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện quátrình phanh

Khi nhả phanh, đòn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lò xo hồi vị, kếtthúc quá trình phanh

1.2.2.2 Dẫn động thủy lực

* Cấu tạo chung

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực

1 Bàn đạp phanh 2 Bầu trợ lực 3 Xilanh chính 4.Bình dầu

5.Phanh đĩa 6 Bộ điều hòa lực phanh 7.Phanh guốc

Dẫn động phanh dầu có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầukhông bị nén) Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là lực phanh sinh ra bị hạn chế phụthuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp của người lái Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷlực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

* Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

Có thể đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bổ lực phanh giữa cácbánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu, tuỳ theo kích thước kích thước xi lanhcông tác, có kích thước nhỏ gọn hiệu suất truyền động cao, độ nhạy tốt

* Nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

Khi lực đẩy lên guốc phanh lớn thì áp suất thuỷ lực phải cao, do tỷ số kích thướcgiữa piston ở xi lanh công tác và xi lanh chính bị hạn chế dẫn tới làm tăng lực tác dụnglên bàn đạp, vì vậy phanh dầu không dùng cho xe vận tải cỡ lớn, nếu muốn dùng thì phải

4.Bàn đạp phanh; 5.Xi lanh phanh sau.

* Nguyên lí làm việc

Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp (4) một lực sẽ đẩy piston của xilanhchính (2), do đó dầu được ép và áp suất dầu tăng lên trong xilanh và các đường ống dẫn

dầu, chất lỏng với áp suất lớn ở các xilanh bánh xe sẽ thắng lực lò xo và tiến hành épguốc phanh vào với trống phanh.

Khi không phanh nữa, người lái không tác dụng vào bàn đạp, các lò xo hồi vị củabàn đạp, của piston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị cũng kéo guốc phanh trở

về vị trí ban đầu

* Ưu điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng

- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúngyêu cầu thiết kế

- Có hiệu suất cao

- Có độ nhạy tốt

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ và có khả năng dùng trên nhiều loại xe ôtô khác nhau

mà chỉ cần thay đổi cơ cấu

* Nhược điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng

- Không tạo được lực đẩy guốc phanh lớn, vì thế phanh dầu không có cường hoáchỉ dùng cho ôtô có trọng lượng toàn bộ nhỏ

Hình 1.10 Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng

1 Xi lanh phanh trước; 2 Bộ chia dòng; 3 Xi lanh chính; 4 Bàn đạp phanh; 5 Xi lanh

phanh sau; I Đường dầu ra phanh trước;

II Đường dầu ra phanh sau.

* Nguyên lý làm việc

- Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (4), sẽ tác dụng đến piston ở xilanhchính (3)làm việc, đẩy dầu vào bộ chia dòng (2), từ bộ chia dòng (2) này sẽ phân chia rahai đường dầu I và II.

+ Đường dầu I sẽ dẫn động các cơ cấu phanh trước

+ Đường dầu II sẽ dẫn động các cơ cấu phanh sau

* Ưu điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng

- Ngoài các ưu điểm như dẫn động phanh một dòng Trong quá trình sử dụng hệthống phanh, nếu như có một đường ống nào đó bị rò rỉ hoặc bị hư hỏng thì đường ốngkia vẫn hoạt động bình thường để điều khiển xe dừng

* Nhược điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng

- Kết cấu cồng kềnh phức tạp hơn so với dẫn động phanh thuỷ lực một dòng

Đặc điểm: Lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu là điều khiển van phân phối, lực tác dụng

lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh Cấu tạo đơn giản, lắp ráp dễdàng nhưng độ an toàn thấp, độ tin cậy không cao Độ nhạy của hệ thống không cao, dovậy thời gian chậm tác dụng lớn Các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước và trọng lượnglớn nên thường dùng trên xe tải

; 4 Lò xo hồi vị; 5 Bầu phanh; 6 Tổng van phanh.

* Nguyên lý hoạt động:

Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh một lực thì tổng van 6 sẽ được

mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ống dẫn đến các bầu phanh 5

Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy làm xoay cam của cơ cấuphanh Do đó ép má phanh vào trống phanh Bộ điều chỉnh áp suất 2 hạn chế áp suất của

* Cấu tạo

4 3

Tại xilanh chính, lực tác động của dòng khí có áp suất cao (8 - 10 KG/cm2) đẩypiston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong đường ống có áp suất cao đi vào xilanh bánh xethực hiện quá trình phanh, van bảo vệ hai ngả có tác dụng tách dòng khí thành hai dòngriêng biệt và tự động ngắt một dòng khí nào đó bị hỏng để duy trì sự làm việc của dòngkhông hỏng.

Trong hệ thống phanh dẫn động liên hợp, cơ cấu dẫn động là phần khí nén và cơcấu chấp hành là phần thuỷ lực, trong cơ cấu thuỷ lực thì được chia làm hai dòng riêngbiệt để điều khiển các bánh trước và sau

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực

- Kết hợp được nhiều ưu điểm của hai hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắcphục được nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực

- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp, rất khókhăn khi bảo dưỡng và sửa chữa

- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc Chonên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới phần dẫn động khí nén

- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành rất cao và có rất nhiều cụmchi tiết đắt tiền

Chương 2 KẾT CẤU CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH2.1 Giới thiệu về xe tham khảo Thaco Auman C160 9,3 tấn

Xe tải Thaco Auman C160 đã được khẳng định thương hiệu và chất lượng hơn 19

năm qua tại thị trường Việt Nam

Xe tải Auman 9,3 Tấn 2 chân được sản xuất và lắp ráp trên dây chuyền hiện đại bậc

nhất trên thế giới Linh kiện được nhập khẩu từ tập đoàn Foton

Xe tải Auman 9,3 Tấn với những ưu điểm vượt trội như: siêu tiết kiệm nhiên liệu sovới tất cả các dòng xe cùng loại của các hãng khác, động cơ mạnh mẽ, bền bỉ, được sảnxuất bởi những vật liệu siêu việt

Thiết kế nội thất ngoại thất của xe cũng được làm đảm bảo tính hiện đại, tiện nghi và

dễ dàng sử dụng nhất cho người sử dụng Mang đến cho bạn cảm giác lái tốt nhất, không

bị mệt mỏi khi đi các quãng đường dài

Hệ thống an toàn của xe cũng được tăng cường với hệ thống phanh trợ lực khí nén,cabin thiết kế cứng cáp, cửa xe được gia cường bằng các thanh chống va đập

2.2 Thống số cơ bản của xe tham khảo

- Trọng lượng bản thân: 5925 KG

- Trọng lượng: 9300 KG

- Trọng lượng xe khi đầy tải: 15305 KG

+ Phân bố trọng lượng ra cầu trước: 4375 KG

+ Phân bố trọng lượng ra cầu sau: 10930 KG

- Chiều dài cơ sở của xe (L): 5850 mm

- Chiều cao (H): 2830 mm

- Chiều cao trọng tâm (hg): 1360 mm

- Chiều rộng cơ sở của xe (B): 2026 mm

- Phanh chính loại : Dẫn động khí nén 2 dòng, phanh tay locked

Phanh trước, phanh sau Tang trống

- Hộp số : Số sàn, 6 số tiến, 1 số lùi

- Hệ thống treo:

Trước/sau: Hệ thống nhíp lá hợp kim bán nguyệt

- Hệ thống lái: Trục vít ecu bi, trợ lực thủy lực

Ngày nay sử dụng hai cơ cấu phanh là: cơ cấu phanh dạng đĩa và cơ cấu phanh dạngguốc.

Cơ cấu phanh đĩa chỉ sử dụng đối với xe con, vì áp suất sinh ra trên bề mặt máphanh là rất lớn, nếu dùng cho xe tải thì khi phanh mômen phanh sinh ra rất lớn sẽ gâynhanh mòn má phanh

Trên xe tải ngày nay người ta hay sử dụng cơ cấu phanh guốc, vì áp suất sinh ra trên

bề mặt má phanh là không lớn lắm, má phanh lâu mòn

Vì vậy đối với cơ cấu phanh cho xe thiết kế sử dụng cơ cấu phanh guốc là hợp lýnhất

Hình 2.1 Cơ cấu phanh trên xe tham khảo

1 Má phanh 2.lò xo hồi vị 3 Guốc phanh 4 Phanh hãm chốt

5 Thanh nối 6 Cam phanh 7 Bu lông điều chỉnh liền với trục lệch tâm

8 chốt lệch tâm

Cơ cấu phanh trên có mômen phanh ở 2 guốc phanh như nhau nên các tấm ma sát

mòn như nhau, không phát sinh các lực phụ tác dụng lên ổ đỡ trục bánh xe còn gọi là cơcấu phanh cân bằng, chất lượng phanh ổn định

Dẫn động liên hợp khắc phục được cả hai nhược điểm của hai dẫn động trên, nhưnggiá thành của các cụm chi tiết rất đắt, không phự hợp với điều kiện sử dụng của ngườiViệt Nam.

Do vậy sử dụng dẫn động phanh khí nén cho xe thiết kế là phù hợp nhất

Ở đây trên xe tham khảo Thaco Auman C160 sử dụng dẫn động phanh khí nén 2dòng

1 Máy nén khí; 2.Bộ chia dòng; 3,4.Các bình chứa; 5.Van điều khiển;

6,7.Đường ống dẫn khí nén; 8,9.Các bầu phanh trước và sau.

* Nguyên lý làm việc

Khí nén từ máy nén khí (1) đi tới bộ chia dòng (2) và được đưa tới bình chứa (3,4) sau đó túc trực nằm ở van điều khiển (5) Khi người lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh(10) thì khí nén từ van điều khiển (5) được chia làm hai dòng:

+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (6) để tới các bầu phanh (9) (dùng đểphanh các bánh xe trước)

+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (7) để tới các bầu phanh (8) (dùng đểphanh các bánh xe sau)

* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng

Đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao vì một trong hai dòng khí nén bị rò rỉ thì ta vẫn

có thể sử dụng dòng khí nén còn lại

* Nhược điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng

Phương án này có kết cấu phức tạp, van bảo vệ hai ngả, van phân phối hai tầng,trang thiết bị cồng kềnh hơn.

2.3.3 Phân tích kết cấu

2.3.3.1 Cơ cấu phanh

1 Guốc phanh và má phanh

Guốc phanh và má phanh được lắp trên mâm phanh nhờ hai chốt lệch tâm, lò xo hồi

vị luôn kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống Ngoài ra còn có các cam lệch tâm hoặcchốt điều chỉnh

Guốc phanh được làm bằng thép có mặt cắt chữ T và có bề mặt cung tròn theocung tròn của tang trống, có khoan nhiều lỗ để lắp má phanh, trên một đầu có lỗ lắp vớichốt lệch tâm, còn đầu kia tiếp xúc với cam tác động

Má phanh làm băng vật liệu ma sát cao (amiăng), có cung tròn theo guốc phanh

và có nhiều lỗ để lắp với guốc phanh bằng các đinh tán

Đinh tán làm bằng nhôm hoặc đồng

Lò xo hồi vị để luôn giữ cho hai guốc phanh và má phanh tách khỏi tang trống và

Tang trống làm bằng gang được lắp trên moayơ của bánh xe, dùng để tạo bề mặt

tiếp xúc với má phanh khi phanh xe

Hình 2.4 Tang trống

4 Nguyên tắc hoạt động:

- Khi người lái đạp phanh thông qua các bộ phận của dẫn động phanh, phân phối khí nénđến bầu phanh bánh xe điều khiển xoay cam tác động, thắng sức căng lò xo đẩy hai guốcphanh và má phanh áp sát vào tang trống tạo nên lực ma sát , làm cho tang trống moay ơbánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái

- Khi người lái dời chân khỏi bàn đạp phanh, khí nén thoát ra ngoài, áp suất khí nén giảmnhanh, cam tác động và lò xo hồi vị hai guốc phanh và má phanh rời khỏi trống phanh

2.3.3.2 Dẫn động phanh

1 Van phân phối

4 3 1

Hình 2.5 Van phân phối

1 Càng; 2 Nắp cao su; 3 Thân trên; 4 Tấm tỳ; 5 Thân dưới

Van phân phối dùng để điều khiển các cơ cấu dẫn động hai nhánh của hệ thốngphanh chính (phanh chân)

2 Van điều khiển phanh tay

4 Van bảo vệ ba nhánh

Dùng để phân khí nén từ máy nén khí vào hai nhánh chính và một nhánh phụ, tựđộng ngắt nhánh bị hở để đảm bảo khí nén trong các nhánh còn kín và để cung cấp chonhánh phụ từ hai nhánh chính

5 Van hạn chế áp suất

Van hạn chế áp suất dùng để giảm áp suất trong các bầu phanh của trục trước ôtôkhi phanh với cường độ thấp (nhằm tăng mức độ điều khiển ôtô trên đường trơn), cũngnhư để xả nhanh không khí ra khỏi bầu phanh khi nhả phanh Cấu tạo van được trình bàydưới hình vẽ

7 9

10

6 5

13 12 11 14

16 15

17 18

4 3

1 2

xo cân bằng 1, thì piston 3 dịch chuyển xuống dưới, van xả 6 đóng lại, van nạp 4 thì mở

ra và khí nén từ cửa II đi đến cửa I, cho đến khi nào áp suất của nó trên mặt mút dưới củapiston 3 (piston này có diện tích lớn hơn piston trên) cân bằng với áp suất không khí từcửa II tác động lên mặt mút trên và van 4 cũng chưa đóng lại Như thế ở cửa I áp suấtđược xác định tương ứng với tỷ lệ diện tích của mặt mút trên và mặt mút dưới của piston3

Sự liên hệ này được duy trì cho đến khi nào áp suất ở cửa II chưa đạt đến mức quyđịnh ,sau đó, piston 2 cũng bắt đầu hoạt động, piston này cũng dịch chuyển xuống dướilàm tăng lực tác động lên mặt trên của piston 3 Khi áp suất ở cửa II tiếp tục tăng, độchênh lệch áp suất trong các cửa II và I giảm xuống, còn khi đạt đến mức quy định,ápsuất ở cửa II và I cân bằng nhau Đó là quá trình hoạt động tuỳ động ở trên toàn bộ phạm

vi hoạt động của van hạn chế áp suất

Khi áp suất ở cửa II giảm xuống (nhả van phân phối), piston 2 và 3 cùng với cácvan 4 và 6 dịch chuyển lên trên Van nạp 4 đóng lại, còn van xả 6 mở ra và khí nén từ cửa

I, có nghĩa là từ các buồng hãm của trục trước, đi ra ngoài khí quyển qua cửa III

6 Bộ điều hoà lực phanh

Bộ điều hoà lực phanh dùng để tự động điều chỉnh áp suất khí nén được dẫn đếncác bầu phanh của các cầu thuộc giá đỡ sau của ôtô tải khi phanh tuỳ theo tải trọng trục

có ích

Cấu tạo của bộ điều hoà lực phanh được trình bày dưới hình vẽ

Khi phanh, khí nén từ van phân phối được dẫn đến cửa I của bộ diều chỉnh và tácđộng lên phần trên của piston 18 buộc nó dịch chuyển xuống dưới Đồng thời khí néntheo ống 1 đi vào dưới piston 24, piston này được dịch chuyển lên trên và ép lên con đội

19 và ngõng cầu 23, ngõng này cùng với tay đòn 20 nằm ở vị trí phụ thuộc vào giá trị củatải trọng trên trục của giá sau ôtô Khi piston 18 tiếp tục dịch chuyển, van 17 tách khỏi đếtrong piston và khí nén từ cửa I đi vào cửa II và sau đó đến các buồng hãm của các cầunằm trên giá sau của ôtô

6

2

1

3 4 5

25 24 23

10

8

7 9 11

I

II III

Hình 2.8 – Bộ điều hoà lực phanh

Đồng thời, khí nén đi qua khe hở vòng giữa piston 18 và ống dẫn hướng 22 vàohốc A ở bên dưới màng 21 và màng này bắt đầu ép lên piston từ phía dưới Khi áp suất ởcửa I tương ứng đến giá trị và tỷ lệ của nó so với áp suất ở cửa I tương ứng với diện tíchtích cực của phía trên và phía dưới của piston 18 thì piston này dịch chuyển lên trên trướcthời điểm van 17 tiếp xúc lên đế van của piston 18 Khí nén ngừng đi từ cửa I đến cửa II.Như thế diễn ra hoạt động tuỳ động của bộ điều chỉnh Diện tích tích cực của bề trênpiston mà khí nén tác động lên khi đi vào cửa I luôn luôn bất biến

Diện tích cực của bề dưới piston mà khí nén tác động qua màng 21 đi qua cửa IIthì luôn luôn thay đổi vì sự thay đổi của các vị trí tương hỗ giữa gờ nghiêng 11 của piston

di động 18 với miếng lót bất động 10 Vị trí tương quan giữa piston 18 và miếng lót 10phụ thuộc vào vị trí của tay đòn 20 và con đội 19 liên kết với nó qua ngõng 23 Còn vị trícủa tay đòn 20 thì phụ thuộc vào độ võng của các nhíp,có nghĩa là phụ thuộc vào vị trítương hỗ giữa các dầm của các cầu và khung ôtô Tay đòn 20 cũng như ngõng 23 càng hạxuống thấp bao nhiêu, có nghĩa là piston 18 càng hạ xuống bao nhiêu thì diện tích của gờ

11 càng tiếp xúc với màng 21 nhiều bấy nhiêu,có nghĩa là diện tích tích cực của piston 18càng lớn bấy nhiêu Vì thế khi con đội 19 chiếm vị trí biên dưới (tải trọng trục tối thiểu)thì sự chênh lệch áp suất khí nén trong các cửa I và II là lớn nhất, còn khi con đội 19chiếm vị trí biên trên (tải trọng trục tối đa) thì hai áp suất này cân bằng nhau Bằng cách

đó, bộ điều chỉnh lực phanh tự động duy trì áp suất khí nén ở cửa II và các buồng hãmliên quan với nó ở mức độ đảm bảo cho lực phanh cần thiết tỷ lệ với tải trọng trục tácdụng khi phanh

Khi nhả phanh áp suất ở cửa I giảm xuống Piston 18 dưới áp lực của khí nén tácđộng lên nó qua màng 21 từ phía dưới mà dịch chuyển lên trên và tách van 17 ra khỏi đế

xả của con đội 19 Khí nén từ cửa II qua lỗ của con đội và cửa III đi vào khí quyển saukhi đẩy mép cao su 4

7 Van gia tốc

Dùng để rút ngắn thời gian bắt đầu dẫn động của hệ thống phanh dự phòng, do giảmchiều dài nhánh hút khí nén vào bình tích năng lò xo và xả không khí trực tiếp qua vantăng tốc ra ngoài

Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lí van gia tốc

* Nguyên lí hoạt động:

Trong hệ thống dẫn động phanh khí nén, đối với mạch dẫn động phanh dừng vàphanh dự phòng có lắp thêm van gia tốc thì van gia tốc có tác dụng giảm thời gian phảnứng của hệ thống phanh khi sử dụng năng lượng đàn hồi của phanh dừng và phanh dựphòng, bằng cách tăng tốc độ nạp và thải khí nén

Khi lắp van gia tốc vào hệ thống phanh dừng và phanh dự phòng, cửa A được nốivới van phanh điều khiển bằng tay, cửa C được nối với bình khí nén, cửa B bầu dự phòngcủa bầu phanh kép

Ở trạng thái bình thường, khi chưa sử dụng phanh dừng, khí nén từ bình khí của hệthống phanh dừng và phanh dự phòng được cấp vào cửa A đẩy pittông 5 đi xuống, ép sátvới đế 3, đóng van xả lại, khi pittông tiếp tục đi xuống thì đế van 2 cũng đi xuống và táchkhỏi mặt đế 6, mở cửa van dưới, làm cửa B thông với cửa C Khí nén từ cửa C qua cửa Btới bầu phanh tích năng cầu sau nén lò xo tích năng lại

Khi phanh dừng hoạt động hoặc phanh gấp, khí nén từ khoang điều khiển 4 (phíatrên pittông 5) qua cửa thông khí của van phanh tay thoát ra ngoài khí quyển nên áp suấtkhoang đó giảm Áp suất phía cửa C lớn hơn áp suất phía cửa A làm pittông 5 đi lên đến

vị trí trên cùng Dưới tác dụng của lực lò xo 1 đế van 2 cũng dịch chuyển lên trên và tỳvào mặt đế 6, đóng van nạp lại (ngắt sự thông khí từ cửa C sang cửa B), đồng thời cửa xả

mở, thông đường khí từ cửa B đến cửa D thông với khí trời Khí nén từ các bầu phanhtích năng cầu sau thoát ra ngoài khí quyển, do đó lò xo tích năng ở bầu phanh tích năngđược giải phóng và ôtô được phanh Khi nhả phanh, khí nén lại được cấp vào cửa A, vàokhoang điều khiển 4 đẩy pittông 5 đi xuống, đóng cửa xả 3 và mở cửa nạp 2 Khí nén lạiđược cấp từ cửa C sang cửa B tới các bầu phanh tích năng, nén lò xo tích năng lại Việcnhả phanh được thực hiện

Trong mạch dẫn động phanh chính có lắp van gia tốc thì van gia tốc có tác dụnggiảm thời gian tác dụng của hệ thống phanh nhờ việc giảm thời gian dẫn khí tới các bátphanh cầu sau và xả không khí ở đây ra.

Cửa A được nối với khoang trên của tổng van, áp suất khí trên đoạn ống này có tácdụng đóng mở van nạp xả của van gia tốc, khí nén được dẫn đến cửa C và qua cửa B tớicác bát phanh bánh xe cầu sau

Khi chưa phanh, khí nén chưa được dẫn vào cửa A, pittông ở vị trí trên cùng, đế vannạp hai vẫn tỳ sát vào mặt đế 6 dưới tác dụng của lò xo 9 còn van xả mở thông với khítrời (đế van 3 tách khỏi pitông 5)

Khi phanh, khí nén được dẫn từ khoang trên của tổng van vào cửa A vào khoangđiều khiển 4 làm pittông 5 dịch chuyển xuống dưới, ép sát vào đế van 3 và đóng cửa xảlại Trong quá trình pittông 5 tiếp tục dịch chuyển xuống dưới thì đế van 2 cũng dịchchuyển xuống dưới và tách khỏi mặt đế 6, mở cửa van dưới, khí nén được dẫn từ cửa Cđến cửa B vào các bầu phanh cầu sau, thực hiện việc phanh bánh xe

Khi nhả phanh, khí cửa A thông với khí trời thông qua cửa xả khí của tổng van, ápsuất khí nén ở cửa C đẩy pittông 5 đi lên vị trí trên cùng Dưới tác dụng của lò xo 9 đếvan 2 đi lên tỳ sát vào mặt đế 6, đóng cửa van nạp lại, đồng thời mở cửa xả (do đế van 3không tỳ vào pittông 5), xả khí nén từ các bầu phanh cầu sau ra ngoài khí trời, kết thúcquá trình phanh

* Kết cấu của van gia tốc :

Hình 2.10: Van tăng tốc 1.Vỏ van; 2 Pittông; 3 Phớt làm kín;

4 Đế van xả; 5 Đế van nạp; 6.Lò xo;

7.Pittông; 8.Tấm chắn bụi ; 9 Vòng hãm.

8 Van an toàn

Van an toàn dùng để phòng ngừa cho hệ thống khí nén khỏi bị tăng áp suất quá lớn trongtrường hợp tự động điều chỉnh áp suất bị hư hỏng Van này thường được bố trí ở bìnhchứa khí nén gần máy nén khí và được điều chỉnh áp suất mở van khoảng 0,9 – 0,95Mpa Trong quá trình sử dụng cần kiểm tra sự làm việc bình thường của van bằng cáchcho xả khí để làm sạch bụi bẩn, sau đó kiểm tra sự kín khít khi hệ thống làm việc bìnhthường

9 Bầu phanh

Dùng để truyền động cho các cơ cấu phanh của bánh xe sau khi đạp phanh chân,kéo phanh dự phòng và phanh tay

1 2 3

4 5

8 7 6

Hình 2.11 Bầu phanh

1 Thân dưới; 2 Đĩa tỳ; 3 Màng phanh; 4 Thân trên

5 Lò xo tích năng; 6 Ống thông; 7 Ty đẩy; 8 Lò xo côn.

Khi phanh chân hoạt động, bầu phanh chính hoạt động bình thường giống một bầuphanh đơn như đã nói ở trên

Khi người lái gạt phanh tay, khí nén trong bầu tích năng được nối thông với khíquyển qua van gia tốc và van phanh tay, các lò xo tích năng được giải phóng, đẩy ty đẩyquay cam cam trong cơ cấu phanh, thực hiện quá trình phanh xe

Chương 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH3.1 Tính toán cơ cấu phanh bằng phương pháp hoạ đồ

3.1.1 Xác định mômen cần có tại các cơ cấu phanh

Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặcdừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cầnsinh ra ở mỗi cơ cấu phanh

Ở cầu trước là: bx

g r b g

h j L

b G

.

1 2

h j L

a G

.

1 4

G – Trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải, G = 15305 (KG)

a, b, hg – Toạ độ trọng tâm của ôtô (mm)

L – chiều dài cơ sở của ôtô; L = 5850 (mm)

Ta có:

1

.

G L

a

G

 - trọng lượng tĩnh lên cầu sau, G2= 10930 (KG)

Thay các thông số vào ta có:

Với các loại xe tải, khi đầy tải có thể lấy chiều cao trọng tâm hg = 1,4 m

jmax - Gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh,

Theo kinh nghiệm, khi thiết kế lấy: jmax= 5,8 (m/s2)

g – Gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)

φ – Hệ số bám của bánh xe với mặt đường, khi thiết kế lấy φ = 0,6

rbx- Bán kính lăn của bánh xe;

Bán kính bánh xe tính toán rbx=  r0

 - Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp (với xe thiết kế trang bị lốp có áp suất cao 

3.1.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh

Đối với xe thiết kế cơ cấu phanh sử dụng là cơ cấu phanh guốc

a Xác định góc  và bán kính  của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

2 1

0

2 1

2 sin 2

sin 2

2 cos 2

110 2

124 2 cos 14

2 cos

o o

o o