Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén ô tô tải loại N3 đáp ứng yêu cầu phân bố lực phanh trên các cầu theo tiêu chuẩn ECE

Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén ô tô tải loại N3 đáp ứng yêu cầu phân bố lực phanh trên các cầu theo tiêu chuẩn ECE Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén ô tô tải loại N3 đáp ứng yêu cầu phân bố lực phanh trên các cầu theo tiêu chuẩn ECE luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

l Bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội ***** Nguyễn văn hạnh Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén ô tô tảI loại n3 đáp ứng yêu cầu phân bố lực phanh cầu theo tiêu chuẩn ece Chun ngành: Kỹ thuật Ơtơ Xe chun dụng luận văn thạc sĩ kỹ thuật kỹ thuật ôtô xe chuyên dụng Người hướng dẫn khoa học: Pgs.Ts Nguyễn trọng hoan Hà nội – Năm 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan Đề tài thực Bộ mơn Ơ tơ Xe chun dụng, Viện Cơ khí động lực Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết trình bày luận văn hồn tồn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày 02 tháng 01 năm 2013 Tác giả Nguyễn Văn Hạnh LỜI CẢM ƠN Với tư cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, Thầy hướng dẫn tận tình chu đáo mặt chuyên mơn để tơi hồn thành luận văn Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy, cô bạn đồng nghiệp giúp đỡ tạo, điều kiện sở vật chất suốt thời gian học tập làm luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình bạn bè, người động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian tham gia học tập làm luận văn Tác giả Nguyễn Văn Hạnh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .9 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu 10 Nhiệm vụ nghiên cứu 10 Phương pháp nghiên cứu 10 5.1 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết .10 5.2 Phương pháp mơ hình hóa 10 5.3 Phương pháp phân loại hệ thống hóa 11 5.3 Phương pháp giải thuyết 11 5.4 Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động 11 5.5 Phương pháp chuyên gia 11 Cấu trúc luận văn 11 NỘI DUNG 12 Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG BẰNG KHÍ NÉN VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh dẫn động khí nén 12 1.2 Phân tích kết cấu hệ thống phanh dẫn động khí nén loại dịng 14 1.2.1 Sơ đồ kết cấu chung 14 1.2.2 Máy nén khí .15 1.2.3 Bộ điều chỉnh áp suất 16 1.2.4 Tổng van phanh 16 1.2.5 Van an toàn .17 1.2.6 Bầu phanh 18 1.2.7 Cơ cấu phanh .18 1.3 Phân tích kết cấu hệ thống phanh dẫn động khí nén loại nhiều dòng .20 1.3.1 Sơ đồ dẫn động 20 1.3.2 Tổng van phanh hai ngăn 23 1.3.3 Van bảo vệ ngả 24 1.3.4 Van bảo vệ ba ngả .25 1.4 Các tiêu đánh giá hiệu phanh .26 1.4.1 Gia tốc chậm dần phanh 26 1.4.2 Thời gian phanh 27 1.4.3 Quãng đường phanh 28 1.4.4 Lực phanh lực phanh riêng 32 1.5 Vấn đề nghiên cứu 36 Chương 2: XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN Ơ TƠ TẢI LOẠI N3 ĐÁP ỨNG TIÊU CHUẨN ECE 39 2.1 Phân loại ô tô theo trọng lượng .39 2.2 Động lực học q trình phanh tô 39 2.4 Cơ sở lý thuyết tiêu chuẩn ECE ô tô tải loại N3 41 2.5 Quy trình tính tốn thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén cho tơ tải loại N3 đáp ứng tiêu chuẩn ECE 43 2.5.1 Thông số xe tính tốn 43 2.5.2 Giai đoạn 1: Tính tốn cho trường hợp phân bố lực phanh lý tưởng 44 2.5.3 Giai đoạn 2: Tính tốn q trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi 46 2.5.4 Giai đoạn 3: Tính tốn cho hệ thống phanh thực có sử dụng điều hồ lực phanh có khả thay đổi cách tự động tỷ lệ mô men phanh cầu trước cầu sau 48 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THƠNG PHANH DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN Ơ TƠ TẢI LOẠI N3 ĐÁP ỨNG TIÊU CHUẨN ECE 52 3.1 Tính tốn thiết kế hệ thống phanh khí nén ôtô MAZ-63031 52 3.1.1 Thông số xe tính tốn 52 3.1.2 Quá trình phanh với tỷ lệ phân bố lực phanh lý tưởng .52 3.1.3 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu khơng đổi 56 3.1.4 Q trình phanh với tỷ lệ mô men phanh cầu trước cầu sau thay đổi .59 3.2 Tính tốn thiết kế hệ thống phanh khí nén ô tô Howo 371 .64 3.2.1 Thông số xe tính tốn 64 3.2.2 Quá trình phanh với tỉ lệ phân bố lực phanh lý tưởng 64 3.2.3 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi 66 3.2.4 Q trình phanh với tỷ lệ mơ men phanh cầu trước cầu sau thay đổi .67 3.3 Tính tốn thiết kế hệ thống phanh khí nén tơ Kamaz 6520 69 3.3.1 Thơng số xe tính tốn 69 3.3.2 Quá trình phanh với tỉ lệ phân bố lực phanh lý tưởng 70 3.3.3 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi 71 3.3.4 Q trình phanh với tỷ lệ mơ men phanh cầu trước cầu sau thay đổi .73 3.4 Nhận xét đánh giá .75 KẾT LUẬN 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình vẽ, đồ thị Số hiệu Trang Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống phanh khí nén 13 Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khí nén điển hình 13 Hình 1.3 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén dịng 14 Hình 1.4 Cấu tạo máy nén khí xe ZIL-130 15 Hình 1.5 Bộ điều chỉnh áp suất 16 Hình 1.6 Cấu tạo tổng van phanh tầng ơtơ ZIL-130 17 Hình 1.7 Van an tồn 17 Hình 1.8 Bầu phanh địn điều chỉnh cấu phanh 18 Hình 1.9 Cơ cấu phanh bánh trước 19 Hình 1.10 Cơ cấu phanh bánh sau 20 Hình 1.11 Sơ đồ ngun lý hệ thống phanh khí nén nhiều dịng 21 Hình 1.12 Tổng van phanh 23 Hình 1.13 Van bảo vệ ngả 24 Hình 1.14 Van bảo vệ ba ngả 25 Hình 1.15 Đồ thị thay đổi quãng đường phanh theo vận tốc bắt đầu phanh v1 theo hệ số bám  29 Hình 1.16 Giản đồ phanh 30 Hình 1.17 Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô phanh 36 Hình 2.1 Các vùng giới hạn đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám 42 Hình 2.2 Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô loại N3 phanh 43 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí điều hồ lực phanh 48 Hình 2.4 Đặc tính tĩnh điều hồ lực phanh 48 Hình 2.5 Đặc tính đàn hồi tĩnh nhíp sau ơtơ loại x 49 Đồ thị giới hạn phạm vi phân bố đường quan hệ Hình 2.6 hệ số lực phanh T xe kéo áp suất pM đường điều 51 khiển hệ thống phanh rơ mc bán mc Hình 3.1 Ơ tơ Maz 63031 52 Hình 3.2 Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) không tải (đường đứt) ôtô MAZ-63031 với hệ số lực phanh với điều 58 kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô không tải (đường đứt) đầy tải Hình 3.3 (đường liền) ôtô MAZ loại x với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh Hình 3.4 Ơ tơ Howo 371 - chân (thùng hàng 5,6m) Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) khơng tải Hình 3.5 (đường đứt) ơtơ Howo 371 với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cầu sau ôtô không tải (đường đứt) đầy tải (đường Hình 3.6 liền) ôtô Howo 371 với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh Hình 3.7 Ơ tơ Kamaz 6520 Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) không tải Hình 3.8 (đường đứt) ôtô Kamaz 6520 với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cầu sau ôtô không tải (đường đứt) đầy tải (đường Hình 3.9 liền) ơtơ Kamaz 6520 với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh Đồ thị so sánh quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) Hình 3.10 không tải (đường đứt) với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Đồ thị so sánh quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ơtơ khơng tải (đường đứt) Hình 3.11 đầy tải (đường liền) với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh 63 64 66 69 69 72 75 76 77 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên hình vẽ, đồ thị Trang Bảng 1.1 Tiêu chuẩn kiểm tra hiệu phanh định kỳ đường Việt Nam 34 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh ( Tiêu chuẩn Liên Xơ cũ ) Các tiêu đánh giá hiệu hệ thống phanh dự trữ ( tiêu chuẩn Liên Xô cũ ) Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh lý tưởng Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Bảng 3.3 Các thông số loại ôtô MAZ 35 36 55 58 60 Bảng 3.4 Kết tính tốn thông số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu thay đổi 62 Bảng 3.5 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh lý tưởng ô tô Howo 371 66 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu khơng đổi tơ Howo 371 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu thay đổi xe Howo 371 67 69 Bảng 3.8 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh lý tưởng ô tô Kamaz 6520 71 Bảng 3.9 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi ô tô Kamaz 6520 72 Bảng 3.10 Kết tính tốn thông số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu thay đổi xe Kamaz 6520 75 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong trình phanh tơ xảy tượng phân bố lại trọng lượng trình phanh Tải trọng cầu trước cầu sau xe phụ thuộc vào gia tốc phanh Khi gia tốc phanh lớn, tải trọng tác dụng lên cầu trước tăng, cầu sau giảm làm giảm hệ số sử dụng trọng lượng bám, bánh xe cầu sau có xu hướng bị trượt lết, xe ổn định Như vậy, để có hiệu phanh cực đại cần thoả mãn điều kiện lực phanh tác dụng cầu ôtô tỷ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên cầu phanh Trong q trình tính tốn thiết kế hệ thống phanh tơ cần đặt tiêu chuẩn, tiêu chuẩn có quy định N013, tiêu chuẩn E/ECE/324, E/ECE/TRANS/505 áp dụng cho ôtô loại N3 không trang bị hệ thống chống hãm cững bánh xe ABS Qua phân tích cho thấy đề tài: “Xây dựng quy trình thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén tô tải loại N3 đáp ứng yêu cầu phân bố lực phanh cầu theo tiêu chuẩn ECE” có ý nghĩa khoa học thực tiễn Vì định chọn đề tài làm luận văn tốt nghiệp Mục đích nghiên cứu Xây dựng quy trình tính tốn thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén cho tơ tải loại N3 đáp ứng phân bố lực phanh cầu theo tiêu chuẩn ECE R13 Sử dụng đồ thị vùng giới hạn đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám để tính tốn hệ thống phanh kiểm tra tiêu chuẩn ECE Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Tiêu chuẩn ECE R13 áp dụng cho ô tô tải loại N3 Quy trình tính tốn thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén cho tơ tải loại N3 đáp ứng tiêu chuẩn ECE R13 Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho số tơ loại N3 cụ thể 3.2.3 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi Kết tính tốn thơng số theo hệ số lực phanh trường hợp trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi cho bảng 3.6 Bảng 3.6 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi ô tô Howo 371 Thông a/g (γT) số 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Ô tô đầy tải 0-0.24 1.1578 2.0769 2.9960 3.9151 4.8342 5.7533 6.6725 p 416.8 833.4 1250.1 1666.7 2083.4 2500.1 2916.7 T1 416.8 833.4 1250.1 1666.7 2083.4 2500.1 2916.7 T2 0.1046 0.1864 0.2522 0.3063 0.3515 0.3899 0.4229 φ1 0.0979 0.2076 0.3314 0.4722 0.6339 0.8213 1.0411 φ2 Ơ tơ không tải 0-0.24 0.6614 1.0842 1.5070 1.9298 2.3526 2.7754 3.1982 p 191.8 383.4 575.1 766.7 958.4 1150.1 1341.7 T1 191.8 383.4 575.1 766.7 958.4 1150.1 1341.7 T2 0.0696 0.1310 0.1858 0.2349 0.2791 0.3192 0.3556 φ1 0.1281 0.2716 0.4333 0.6170 0.8277 1.0715 1.3571 φ2 Trên hình 3.5 đồ thị thể quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi 0.8 0.7 0.6 He so bam (phi) Phi 0.5 0.4 0.3 0.2 Phi 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 Hình 3.5 Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) không tải (đường đứt) ôtô Howo 371 với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi 66 Phân tích kết tính tốn thể bảng 3.6 đồ thị (hình 3.5), ta rút số kết luận sau: - Trong trường hợp tỷ lệ mô men cầu trước cầu sau khơng đổi, hệ thống phanh ơtơ tải Howo 371 dạng x đầy tải không tải không đáp ứng tiêu chuẩn quy định N013, tiêu chuẩn E/ECE/324 phân bố lực phanh cầu (các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh không nằm hoàn toàn miền giới hạn) - So sánh với tơ MAZ, xe Howo có tải trọng đầy tải không tải gần tương đương Khoảng cách cầu trước cầu sau xe tải MAZ 5,05m, xe tải Howo 4,5m Vì vậy, đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh có xu mở rộng hai phía so với đường lý tưởng γT = φ Các kết luận cho thấy hệ thống phanh cần trang bị điều hồ lực phanh có khả thay đổi cách tự động tỷ lệ áp suất bầu phanh cầu trước áp suất bầu phanh cầu sau theo phân bố lại tải trọng tác dụng lên cụm cầu sau phanh 3.2.4 Q trình phanh với tỷ lệ mơ men phanh cầu trước cầu sau thay đổi Lực phanh bánh sau cần đảm bảo tận dụng khả bám cầu sau trạng thái tĩnh đầy tải khơng tải đường có hệ số bám  = 0,65 - 0,8, nghĩa là: 0,65G2  T2  0,8G2 Sử dụng giá trị G2 bảng 3.7 ta được: - ôtô đầy tải: 2925 KG  T  3600 KG ; - ôtô không tải: 1028 KG ≤ T ≤ 1265 KG Áp suất khí nén cấp vào bầu phanh: ôtô đầy tải: 6,69 KG/cm2 ≤ p2 ≤ 8,2 KG/cm2, ta chọn: p2 = KG/cm2 ôtô không tải: 2,51 KG/cm2 ≤ p2 ≤ 3,03 KG/cm2, ta chọn p2 = KG/cm2 Hệ số điều chỉnh áp suất: - ôtô đầy tải: K = 7/7 =1, - ôtô không tải: K = 7/3  2,3 67 Theo đặc tính tĩnh điều hồ lực phanh (hình 2.5) ta xác định góc đặt cần điều chỉnh: - ôtô đầy tải K = 1,  = 25o - 40o, ta chọn: 0 = 30o; - ôtô không tải: K = 2,3, 01 = - 10o Độ dài cần điều chỉnh lP tính theo sơ đồ lắp đặt (hình 2.4): lp = f = 80 mm sin  − sin  01 Các giá trị hệ số K phụ thuộc vào góc  lấy theo đồ thị đặc tính tĩnh điều hồ lực phanh (hình 2.5) Các kết tính tốn xác định thông số phụ thuộc vào hệ số lực phanh T cho bảng 3.7 Bảng 3.7 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu thay đổi xe Howo 371 Thông số 0.1 2G2 f (mm) Δf Sinβ K p1 p2 T1 T2 φ1 φ2 9000 71.8 0.5 0.2386 0.2386 0 0 8515 67.3 4.5 0.4440 1.1578 1.1578 416.7 416.7 0.1046 0.0979 2G2 f (mm) Δf Sinβ K p1 p2 T1 T2 φ1 φ2 3162.5 18.1 53.7 -0.1736 2.3 0 0 0 2993.2 16.5 55.3 -0.1931 2.32 1.0657 0.4593 374.9 100.0 0.1360 0.0668 a/g (γT) 0.3 0.4 Ô tô đầy tải 8029 7544 7060 63 58.4 54 8.9 13.4 17.8 0.388 0.3320 0.2760 1.08 1.19 2.0498 3.1521 4.3727 2.0498 2.9180 3.6864 821 1320.7 1874.1 821 1214.6 1563 0.1837 0.2665 0.3444 0.2091 0.3220 0.4428 Ơ tơ khơng tải 2823.9 2654.6 2485.3 15.0 13.4 11.9 56.8 58.4 59.9 -0.2127 -0.2322 -0.2517 2.38 2.43 2.49 1.7664 2.4820 3.2122 0.7432 1.0195 1.2886 692.6 1017.0 1348.0 228.7 354.0 476.0 0.2367 0.3285 0.4129 0.1620 0.2667 0.3831 0.2 68 0.5 0.6 0.7 6574 49.5 22.3 0.2200 1.30 5.7089 4.3970 2479.8 1885.1 0.4184 0.5735 6088 45 26.8 0.1640 1.42 7.1573 5.0515 3136.4 2181.8 0.4892 0.7167 5603 40.5 31.3 0.1080 1.54 8.7134 5.6521 3481.8 2454.1 0.5570 0.8760 2316.0 10.3 61.5 -0.2713 2.55 3.9568 1.5506 1685.5 594.7 0.4908 0.5136 2146.7 8.7 63.1 -0.2908 2.61 4.7153 1.8055 2029.4 710.3 0.5632 0.6618 1977.4 7.2 64.6 -0.3104 2.67 5.4876 2.0536 2379.5 822.8 0.6307 0.8322 Các kết tính tốn xác định thông số theo hệ số lực phanh trường hợp có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu cho bảng 3.7 0.8 0.7 Phi He so bam (phi) 0.6 0.5 Phi 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 Hình 3.6 Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cầu sau ôtô không tải (đường đứt) đầy tải (đường liền) ôtô Howo 371 với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh Các kết tính tốn thể hình 3.6 cho thấy hệ thống phanh ơtơ Howo 371 có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu đáp ứng tiêu chuẩn hiệu phanh phân bố lực phanh cầu theo quy định 13 tiêu chuẩn E/ECE/324 hai trường hợp đầy tải khơng tải 3.3 Tính tốn thiết kế hệ thống phanh khí nén tơ Kamaz 6520 3.3.1 Thơng số xe tính tốn Ga a g hg Ga rk 2G1 2T1 2G2 c b 2T2 2T2 2G2 L Hình 3.7 Ơ tơ Kamaz 6520 69 Số liệu tính tốn tơ Kamaz 6520 Thơng số Đơn vị Đầy tải Không tải Ga L 4320 KG m 33100 3.600+1.440 12475 3.600+1.440 2G1 4G2 c KG KG m 7500 12800x2 3.341 4945 7530 2.608 b m 0.979 1.712 hg m 1,750 1,325 rk m 0,525 0,525 3.3.2 Quá trình phanh với tỉ lệ phân bố lực phanh lý tưởng Từ điều kiện, yêu cầu hiệu hệ thống phanh: - lực phanh bánh sau phải đảm bảo tận dụng lực bám bánh sau ôtô đầy tải trạng thái tĩnh đường có hệ số bám khơng nhỏ 0,65; - lực phanh bánh trước cần phải không nhỏ giá trị tối ưu phanh ơtơ đẩy tải với gia tốc 0,6g Ta có: T2 ≥ G2.φ = 6400.0,65 = 4160 KG; T1 ≥ 0,6.7773.1 = 4664 KG Thay giá trị T1 T2 vào biểu thức (3.8) ta được: - cầu sau: Q2 ≥ 0,323 x 4160 = 1344 KG; - cầu trước: Q1 ≥ 0,323 x 4664 = 1506 KG Bảng 3.8 Kết tính tốn thông số với tỷ lệ phân bố lực phanh lý tưởng ô tô Kamaz 6520 Thông số G1 G2 ΣT T1 T2 MT1 MT2 p1 p2 0.1 0.2 3750.6 6399.7 0 0 0.239 0.239 4421.0 6064.5 3310 442.1 606.5 232.1 318.4 1.170 1.516 5091.4 5729.3 6620 1018.3 1145.9 534.6 601.6 2.383 2.651 a/g (γT) 0.3 0.4 Ơ tơ đầy tải 5761.9 5394.1 9930 1728.6 1618.2 907.5 849.6 3.878 3.646 70 6432.3 5058.9 13240 2572.9 2023.5 1350.8 1062.4 5.656 4.500 0.5 0.6 0.7 7102.7 4723.6 16550 3551.4 2361.8 1864.5 1240.0 7.717 5.212 7773.1 4388.4 19860 4663.9 2633.1 2448.5 1382.4 10.059 5.783 8443.6 4053.2 23170 5910.5 2837.3 3103.0 1489.6 12.684 6.213 Thông số G1 G2 ΣT T1 T2 MT1 MT2 p1 p2 0.1 2471.9 1882.8 0 0 0.239 0.239 2663.2 1787.1 1247.5 266.3 178.7 139.8 93.8 0.799 0.615 a/g (γT) 0.2 0.3 0.4 Ô tô không tải 2854.5 1691.5 2495 570.9 338.3 299.7 177.6 1.441 0.951 3045.8 1595.8 3742.5 913.8 478.7 479.7 251.3 2.163 1.247 3237.1 1500.2 4990 1294.9 600.1 679.8 315.0 2.965 1.502 0.5 0.6 0.7 3428.5 1404.5 6237.5 1714.2 702.3 900.0 368.7 3.848 1.717 3619.8 1308.9 7485 2171.9 785.3 1140.2 412.3 4.812 1.892 3811.1 1213.2 8732.5 2667.8 849.2 1400.6 445.9 5.856 2.027 Sau lựa chọn kích thước bầu phanh theo dãy tiêu chuẩn, người ta thấy loại ơtơ xét chọn bầu phanh loại 24 30 tuỳ theo áp suất khí nén sử dụng hệ thống Đặc tính bầu phanh chọn cho biểu thức (3.9) Với áp suất khí nén hệ thống p = KG/cm2 chọn kiểu bầu phanh 30 cho cầu trước cầu sau 3.3.3 Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi Kết tính tốn thơng số theo hệ số lực phanh trường hợp trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi cho bảng 3.9 Bảng 3.9 Kết tính tốn thơng số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi ô tô Kamaz 6520 Thông a/g (γT) số 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Ô tô đầy tải 0-0.24 p 1.4555 2.6725 3.8894 5.1063 6.3232 7.5401 8.7570 T1 551.7 1103.4 1655.1 2206.7 2758.4 3310.0 3861.7 T2 551.7 1103.4 1655.1 2206.7 2758.4 3310.0 3861.7 φ1 0.1248 0.2167 0.2872 0.3431 0.3884 0.4258 0.4574 φ2 0.0910 0.1926 0.3068 0.4362 0.5840 0.7543 0.9528 Ơ tơ không tải 0-0.24 p 0.6973 1.1559 1.6146 2.0732 2.5318 2.9905 3.4491 T1 208.0 415.9 623.8 831.7 1039.7 1247.6 1455.5 T2 208.0 415.9 623.8 831.7 1039.7 1247.6 1455.5 φ1 0.0781 0.1457 0.2048 0.2569 0.3032 0.3447 0.3819 φ2 0.1164 0.2459 0.3909 0.5544 0.7402 0.9532 1.1997 71 Trên hình 3.8 đồ thị thể quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi 0.8 0.7 He so bam (phi) 0.6 Phi 0.5 0.4 0.3 0.2 Phi 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 Hình 3.8 Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) không tải (đường đứt) ôtô Kamaz 6520 với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Phân tích kết tính tốn thể bảng 3.9 đồ thị (hình 3.8), ta rút số kết luận sau: - Trong trường hợp tỷ lệ mô men cầu trước cầu sau khơng đổi, hệ thống phanh ơtơ tải Kamaz 6520 đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE (các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh nằm miền giới hạn) không tải không đáp ứng tiêu chuẩn quy định N013, tiêu chuẩn E/ECE/324 phân bố lực phanh cầu (các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh khơng nằm hồn tồn miền giới hạn) - So sánh với ô tô MAZ, xe tải Kamaz 6520 có tải trọng đầy tải 33100KG lớn xe MAZ Khoảng cách cầu trước cầu sau xe tải MAZ 5,05m, xe tải Kamaz 6520 4,320m Vì vậy, đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh gần tương đồng so với đường lý tưởng γT = φ sử dụng loại bầu phanh 30 72 Các kết luận cho thấy hệ thống phanh cần trang bị điều hồ lực phanh có khả thay đổi cách tự động tỷ lệ áp suất bầu phanh cầu trước áp suất bầu phanh cầu sau theo phân bố lại tải trọng tác dụng lên cụm cầu sau phanh 3.3.4 Quá trình phanh với tỷ lệ mô men phanh cầu trước cầu sau thay đổi Lực phanh bánh sau cần đảm bảo tận dụng khả bám cầu sau trạng thái tĩnh đầy tải khơng tải đường có hệ số bám  = 0,65 - 0,8, nghĩa là: 0,65G2  T2  0,8G2 Sử dụng giá trị G2 bảng 3.7 ta được: - ôtô đầy tải: 2437 KG ≤ T ≤ 3000 KG; - ôtô không tải: 1028 KG ≤ T ≤ 1265 KG Hệ số điều chỉnh áp suất: - ôtô đầy tải: K = 7/7 =1, - ôtô khơng tải: K = 7/3  2,3 Theo đặc tính tĩnh điều hồ lực phanh (hình 2.5) ta xác định góc đặt cần điều chỉnh: - ôtô đầy tải K = 1,  = 25o - 40o, ta chọn: 0 = 30o; - ôtô không tải: K = 2,3, 01 = - 10o Độ dài cần điều chỉnh lP tính theo sơ đồ lắp đặt (hình 2.4): lp = f = 123 mm sin  − sin  01 Các giá trị hệ số K phụ thuộc vào góc  lấy theo đồ thị đặc tính tĩnh điều hồ lực phanh (hình 2.5) Các kết tính tốn xác định thơng số phụ thuộc vào hệ số lực phanh T cho bảng 3.10 73 Bảng 3.10 Kết tính tốn thông số với tỷ lệ phân bố lực phanh cầu thay đổi xe Kamaz 6520 a/g (γT) Thông số 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 9447.3 8776.9 8106.4 Ơ tơ đầy tải 2G2 12799.4 12129.0 11458.6 10788.1 10117.7 f (mm) 106.8 100.6 94.4 88.3 82.1 75.9 69.7 63.6 6.2 12.3 18.5 24.7 30.8 37.0 43.2 0.5 0.4500 0.4000 0.3500 0.3000 0.2501 0.2001 0.1501 K 1 1.05 1.14 1.24 1.34 1.45 p1 0.2386 1.4556 2.6725 4.0105 5.5615 7.2507 9.0748 11.0299 p2 0.2386 1.4556 2.6725 3.8289 4.8788 5.8596 6.7729 7.6208 T1 551.7 1103.3 1709.9 2413.0 3178.7 4005.7 4892.0 T2 551.7 1103.3 1627.5 2103.5 2548.1 2962.2 3346.5 φ1 0.1248 0.2167 0.2968 0.3751 0.4475 0.5153 0.5794 φ2 0.0910 0.1926 0.3017 0.4158 0.5394 0.6750 0.8256 Δf Sinβ Ơ tơ khơng tải 2G2 3765.6 3574.3 3383.0 3191.7 3000.4 2809.0 2617.7 2426.4 f (mm) 23.6 21.9 20.1 18.4 16.6 14.8 13.1 11.3 Δf 83.1 84.9 86.6 88.4 90.2 91.9 93.7 95.4 -0.1736 -0.1879 -0.2021 -0.2164 -0.2307 -0.2449 -0.2592 -0.2735 K 2.26 2.30 2.35 2.39 2.43 2.47 2.52 2.56 p1 0.3801 1.1200 1.8720 2.6359 3.4116 4.1989 4.9976 5.8075 p2 0.1679 0.4859 0.7979 1.1039 1.4040 1.6984 1.9870 2.2700 T1 399.6 740.4 1086.8 1438.4 1795.3 2157.4 2524.5 T2 112.1 253.5 392.2 528.3 661.7 792.6 920.9 φ1 0.1500 0.2594 0.3568 0.4443 0.5236 0.5960 0.6624 φ2 0.0627 0.1499 0.2458 0.3522 0.4711 0.6055 0.7590 Sinβ Các kết tính tốn xác định thơng số theo hệ số lực phanh trường hợp có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu cho bảng 3.10 74 0.8 0.7 Phi2 He so bam (phi) 0.6 0.5 0.4 Phi1 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 Hình 3.9 Đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cầu sau ôtô Kamaz 6520 không tải (đường đứt) đầy tải (đường liền) với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh Các kết tính tốn thể hình 3.9 bảng 3.10 cho thấy hệ thống phanh ơtơ Kamaz 6520 có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu đáp ứng tiêu chuẩn hiệu phanh phân bố lực phanh cầu theo quy định 13 tiêu chuẩn E/ECE/324 hai trường hợp đầy tải không tải 3.4 Nhận xét đánh giá Nhiệm vụ chương luận văn khảo sát trình phanh số ô tô loại N3 cụ thể Qua đó, xác định thơng số tối ưu cho cấu dẫn động phanh, đảm bảo hiệu phanh độ ổn định ô tô phanh Tác giả thực tính tốn thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén cho xe (MAZ-6303, Howo 371 Kamaz 6520) Qua đó, xây dựng đồ thị mối quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám hệ số lực phanh, so sánh đáp ứng với tiêu chuẩn ECE a) Quá trình phanh với tỷ lệ lực phanh cầu không đổi Trên hình 3.10 đồ thị thể quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi 75 0.8 0.8 0.7 0.7 Phi 0.6 0.6 He so bam (phi) He so bam (phi) Phi 0.5 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3 Phi 0.2 0.2 0.1 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 Phi 0.1 a, Xe Maz 63031 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 b, Xe Howo 371 0.8 0.7 He so bam (phi) 0.6 Phi 0.5 0.4 0.3 0.2 Phi 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 c, Xe Kamaz 6520 Hình 3.10 Đồ thị so sánh quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô đầy tải (đường liền) không tải (đường đứt) với hệ số lực phanh với điều kiện tỷ lệ phân bố lực phanh cầu không đổi Qua đồ thị hình 3.10, ta rút số nhận xét: Hệ thống phanh ơtơ đầy tải đáp ứng tiêu chuẩn ECE (các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh nằm miền giới hạn) không tải không đáp ứng tiêu chuẩn ECE phân bố lực phanh cầu (các đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh khơng nằm hồn tồn miền giới hạn) Xe có tải trọng đầy tải khơng tải gần tương đương chiều dài sở giảm (xe tải MAZ 5.05m, xe tải Howo 4.5m) Đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh có xu mở rộng hai phía so với đường lý tưởng γT = φ, khó đáp ứng tiêu chuẩn ECE 76 Chiều cao trọng tâm xe đầy tải tăng (xe tải MAZ 1.48m, xe tải Howo 1.747m) Đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám phụ thuộc vào hệ số lực phanh đầy tải có xu mở rộng hai phía so với đường lý tưởng γ T = φ, khó đáp ứng tiêu chuẩn ECE Nguyên nhân, chiều cao trọng tâm xe tăng làm tăng phân bố lại trọng lượng ô tô trình phanh b) Q trình phanh với tỷ lệ mơ men phanh cầu trước cầu sau thay đổi Hệ thống phanh khí nén trang bị điều hòa lực phanh nhằm thay đổi tự động tỉ lệ áp suất bầu phanh trước bầu phanh sau Trên hình 3.11 thể đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh 0.8 0.8 Phi 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 He so bam (phi) He so bam (phi) 0.7 Phi 0.4 0.3 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 Phi 0.4 0.2 Phi 0.1 0.2 a, Xe Maz 63031 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 b, Xe Howo 371 0.8 0.7 Phi2 He so bam (phi) 0.6 0.5 0.4 Phi1 0.3 0.2 0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 He so luc phanh (gama) 0.6 0.7 0.8 c, Xe Kamaz 6520 Hình 3.11 Đồ thị so sánh quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cụm cầu sau ôtô không tải (đường đứt) đầy tải (đường liền) với hệ số lực phanh trường hợp tỷ lệ lực phanh cầu điều chỉnh 77 Kết tính tốn thể hình 3.11 cho thấy hệ thống phanh ba ơtơ có điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu đáp ứng tiêu chuẩn hiệu phanh phân bố lực phanh cầu theo quy định 13 tiêu chuẩn E/ECE/324 hai trường hợp đầy tải khơng tải, cịn khơng có điều hồ lực phanh đáp ứng tiêu chuẩn trường hợp đầy tải Tải trọng xe đầy tải tăng (xe tải MAZ 24200KG, xe tải Kamaz 33100KG) Chiều cao trọng tâm xe đầy tải tăng (xe tải MAZ 1.48m, xe tải Howo 1.747m) Độ dài cần điều chỉnh áp suất điều hòa lực phanh tăng lên (xe tải MAZ lp=76mm, xe tải Howo 371 lp=80mm, xe tải Kamaz lp=123mm) Vì tải trọng tăng làm tăng độ vọng nhíp phanh 78 KẾT LUẬN Luận văn phân tích kết cấu loại hệ thống phanh dẫn động khí nén tơ tải Qua đó, thực nhiệm vụ nghiên cứu: xây dựng quy trình tính tốn thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén tơ loại N3 đáp ứng phân bố lực phanh cầu theo tiêu chuẩn ECE Trong q trình tính tốn thiết kế hệ thống phanh khí nén tơ loại N3, việc vận dụng đồ thị vùng giới hạn đường cong hệ số sử dụng trọng lượng bám để kiểm tra đáp ứng tiêu chuẩn ECE tiện lợi hiệu Luận văn thực tính tốn hệ thống phanh dẫn động khí nén cho ba xe (xe tải MAZ-6303, xe tải Howo 371 xe Kamaz 6520), qua xây dựng đồ thị quan hệ hệ số sử dụng trọng lượng bám cầu trước cầu sau ôtô trường hợp không tải đầy tải để kiểm tra tiêu chuẩn ECE Luận văn đưa nhận xét ảnh hưởng tải trọng xe, chiều cao trọng tâm chiều dài sở xe đến đáp ứng tiêu chuẩn ECE trường hợp q trình phanh với tỉ lệ mơn men phanh cầu trước - cầu sau không đổi thay đổi Trên sở đó, tính tốn tham số điều hòa lực phanh áp dụng cho 03 ô tô tải nhằm điều chỉnh tỷ lệ lực phanh cầu đáp ứng tiêu chuẩn hiệu phanh phân bố lực phanh cầu theo quy định 13 tiêu chuẩn E/ECE/324 hai trường hợp đầy tải không tải 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Метлюк Н.Ф., Динамика пневматических и гидравлических приводов автомобилей Москва‚ 1985 J.Y.Wong, Theory of ground vehicles John Wiley & Sons, INC, 2001 Nguyễn Hữu Cẩn, D- Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng, Lý thuyết ôtô máy kéo NXB Khoa häc vµ kü thuËt, HµNéi 2000 Automotive Brake Systems Robert Bosch GmbH, 1995 Hoàng Văn H-ơng, Luận văn Thạc sỹ " Nghiên cứu, mô tính toán tối -u hoá hệ thống dẫn động phanh khí nén ôtô tải ", Hà Nội, 2002 Trần Văn Nghĩa, " Tin học ứng dụng thiết kế khí " NXB Giáo Dục Nguyn Khc Trai – Nguyễn Trọng Hoan – Hồ Hữu Hải – Phạm Huy Hường – Nguyễn Văn Chương – Trịnh Minh Hồng, Kết cấu tính tốn tơ -NXB Bách Khoa – Hà Nội, 2009 Nguyễn Khắc Trai, Kỹ thuật chẩn đốn tơ NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội, 2004 Nguyễn Khắc Trai, Cơ sở thiết kế ô tô NXB Giao thông vận tải, Hà Nội, 2006 80 ... phanh cầu theo tiêu chuẩn ECE 38 Chương 2: XÂY DỰNG QUY TRÌNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN Ơ TÔ TẢI LOẠI N3 ĐÁP ỨNG TIÊU CHUẨN ECE 2.1 Phân loại ô tô theo trọng lượng Theo. .. trang bị hệ thống chống hãm cững bánh xe ABS Xây dựng quy trình tính tốn thiết kế hệ thống phanh dẫn động khí nén tơ tải loại N3 đáp ứng yêu cầu phân bố lực phanh cầu theo tiêu chuẩn ECE Xây dựng. .. QUY TRÌNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH DẪN ĐỘNG KHÍ NÉN Ơ TƠ TẢI LOẠI N3 ĐÁP ỨNG TIÊU CHUẨN ECE 39 2.1 Phân loại ô tô theo trọng lượng .39 2.2 Động lực học trình phanh ô tô