Nghiên cứu thiết kế bài giảng điện tử học phần thiết kế tính toán ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN TẤN TRUNG NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ HỌC PHẦN THIẾT KẾ TÍNH TỐN Ơ TƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS DƯƠNG NGỌC KHÁNH TS NGUYỄN THANH QUANG Hà Nội - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đề tài nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Dương Ngọc Khánh TS Nguyễn Thanh Quang Đề tài thực mơn Ơ tơ Xe chun dụng, Viện khí động lực, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực Hà Nội, ngày 24 tháng 03 năm 2014 Học viên Nguyễn Văn Tấn Trung LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc tới thầy cô giáo Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội nói chung thầy Viện Cơ Khí Động Lực, Bộ Mơn Ơ Tơ Và Xe Chun Dụng, người thầy, người tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quí báu suốt trình em học tập rèn luyện trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Và đặc biệt em xin dành tình cảm sâu sắc gởi đến TS Dương Ngọc Khánh TS Nguyễn Thanh Quang, thầy hết lòng dạy bảo, giúp đỡ hướng dẫn tơi suốt q trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, thầy bạn đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện sở vật chất, tinh thần suốt thời gian học tập làm luận văn Một lần xin chân thành cám ơn thầy cô Bộ Mơn Ơ Tơ Và Xe Chun Dụng, Viện Cơ Khí Động Lực, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho phép bảo vệ luận văn Học viên Nguyễn Văn Tấn Trung MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG 10 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 10 PHẦN A CƠ SỞ XÂY DỰNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 14 NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN SƯ PHẠM 14 1.1 Mục tiêu giáo dục đào tạo 14 1.2 Quan điểm giáo dục, đào tạo 14 1.3 Cơ sở sư phạm để xây dựng biên soạn nội dung giảng 15 XÂY DỰNG VỀ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 18 2.1 Tổng quan giảng điện tử 18 2.2 Kết cấu giảng 23 2.3 Quy trình xây dựng giảng 29 2.4 Cách sử dụng giảng 31 PHẦN B NỘI DUNG BÀI GIẢNG 32 CHƯƠNG BỐ TRÍ CHUNG TRÊN ƠTƠ 32 MỤC TIÊU CHƯƠNG 32 YÊU CẦU CỦA VIỆC BỐ TRÍ CHUNG TRÊN Ơ TƠ 32 BỐ TRÍ ĐỘNG CƠ TRÊN ƠTƠ 33 3.1 Động đặt đằng trước 33 3.2 Động đặt đằng sau 34 3.3 Động đặt buồng lái thùng xe 35 3.4 Động đặt sàn xe 35 BỐ TRÍ HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC TRÊN ƠTƠ 35 4.1 Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức x 36 4.2 Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức x 38 4.3 Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức x 39 4.4 Bố trí hệ thống truyền lực theo công thức x 39 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 40 CHƯƠNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG TRÊN Ô TÔ 42 MỤC TIÊU CHƯƠNG 42 KHÁI NIỆM VỀ CÁC LOẠI TẢI TRỌNG 42 CÁC TRƯỜNG HỢP SINH RA TẢI TRỌNG ĐỘNG 43 3.1 Đóng ly hợp đột ngột 43 3.2 Không mở ly hợp phanh 45 3.3 Phanh đột ngột xe chạy phanh tay 47 3.4 Xe chuyển động đường không phẳng 49 TẢI TRỌNG TÍNH TỐN DÙNG TRONG THIẾT KẾ Ô TÔ 50 4.1 Tải trọng tính tốn dùng cho hệ thống truyền lực 50 4.2 Tải trọng tác dụng lên hệ thống phanh 52 4.3 Tải trọng tác dụng lên hệ thống treo cầu 53 4.4 Tải trọng tác dụng lên hệ thống lái 54 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 54 CHƯƠNG THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG TREO 56 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG 56 BỘ PHẬN ĐÀN HỒI 56 2.1 Đặc tính đàn hồi yêu cầu 56 2.2 Tính toán 62 BỘ PHẬN GIẢM CHẤN 89 3.1 Đường đặc tính giảm chấn 89 3.2 Xác định kích thước thơng số giảm chấn 95 3.3 Xác định tíết diện lưu thơng van 97 3.4 Tính toán nhiệt 98 BỘ PHẬN HƯỚNG 99 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM .104 CHƯƠNG TÍNH TỐN HỆ THỐNG LÁI 105 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG .105 XÁC ĐỊNH MƠ MEN CẢN QUAY VỊNG: .105 XÁC ĐỊNH LỰC CẦN TÁC DỤNG LÊN VÔ LĂNG .108 TÍNH TỐN ĐỘNG HỌC HÌNH THANG LÁI 109 4.1 Tính tốn thiết kế: 109 4.2 Tính tốn kiểm tra 111 TÍNH SỨC BỀN CÁC CHI TIẾT CHÍNH .113 5.1 Trục lái .113 5.2 Cơ cấu lái 114 5.3 Tính địn quay đứng đòn khác dẫn động lái 116 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM .118 CHƯƠNG THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG PHANH CHÍNH 120 MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG .120 TÍNH TỐN CƠ CẤU PHANH 121 2.1 Số liệu ban đầu 121 2.2 Các quan hệ cần biết 121 2.3 Trình tự tính tốn 130 TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG PHANH 135 3.1 Dẫn động thủy lực 136 3.2 Tính toán trợ lực 139 3.3 Dẫn động khí nén: 144 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM .150 KẾT LUẬN 152 TÀI LIỆU THAM KHẢO 153 LỜI NÓI ĐẦU Trong xu thời đại nay, việc áp dụng khoa học công nghệ vào tất ngành nghề, lĩnh vực công việc thiết thực cần làm để đạt hiệu làm việc chất lượng hàng hóa Các ứng dụng cơng nghệ thông tin ngày mở rộng phát triển không ngừng Công nghệ cao mục tiêu hầu hết quốc gia, ngành nghề người giới Hệ thống giáo dục đào tạo nước ta hệ thống đào tạo truyền thống “Thầy - Trò”, “Giáo viên - lớp học - học viên” Các nước tiên tiến nay, phương pháp giáo dục dần bị gỡ bỏ để thay giáo dục điện tử, giáo dục công nghệ E-learning Ở nước ta việc ứng dụng giảng điện tử hạn chế, tơi mong muốn tham gia xây dựng hệ thống giảng điện tử chuyên ngành ô tô Với đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu, thiết kế giảng điện tử học phần thiết kế tính tốn tơ ” Mặc dù cố gắng kiến thức thời gian có hạn nên luận văn khó tránh khỏi vài sai sót, tơi mong nhận bảo thêm thầy cô bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Dương Ngọc Khánh, thầy Nguyễn Thanh Quang hướng dẫn, bảo nhiệt tình tơi suốt thời gian thực luận văn Hà Nội, ngày 24 /03 /2014 Học viên Nguyễn Văn Tấn Trung DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu BGĐT Giải thích Bài giảng điện tử l Chiều dài thùng chứa hàng chiều dài buồng chứa hành khách L Chiều dài tồn tơ Ga Trọng lượng tồn xe a, b, hg λ Memax Các tọa độ trọng tâm Hệ số sử dụng chiều dài xe mômen xoắn cực đại động Kđ Hệ số tải trọng động β Hệ số dự trữ ly hợp i Tỉ số truyền từ động đến chi tiết tính tốn ϕ Hệ số bám ft Biến dạng hệ thống treo tác dụng tải trọng tĩnh Zt Tải trọng tĩnh tác dụng bánh xe, gây biến dạng ft fđ Biến dạng thêm hệ thống treo tác dụng tải trọng động Zmax Tải trọng động lớn tác dụng lên bánh xe, gây biến dạng thêm fđ n Tần số dao động riêng C Độ cứng nhíp Cx độ cứng hệ thống treo điểm đặc tính Zn Lực tác dụng lên nhíp từ phía dầm cầu Z', Z'' Tải trọng thẳng đứng từ phần treo tác dụng lên hai tai nhíp gbx, gc Trọng lượng bánh xe cầu tính JΣ Mơ men qn tính tổng tiết diện nhíp Ji Mơ men quán tính nhíp thứ i E Mô đun đàn hồi vật liệu; Wu Mô men chống uốn tiết diện U Thế biến dạng uốn nhíp δ Hệ số dạng nhíp σi Ứng suất nhíp σmax Ứng suất uốn cho phép cực đại Pg Lực cản giảm chấn Vg Vận tốc dịch chuyển piston giảm chấn Kgn, Kgn Hệ số cản giảm chấn hành trình nén trả; Kngh Hệ số tắt dần nguy hiểm mtr Khối lượng treo Ψ Hệ số dập tắt dao động tương đối Zc Lực cản dao động hệ thống treo Pg Lực cản tác dụng lên piston giảm chấn Nt Công suất tiêu thụ giảm chấn αt Hệ số truyền nhiệt từ thành giảm chấn vào không khí Sg Diện tích mặt ngồi giảm chấn tg Nhiệt độ giảm chấn tm Nhiệt độ môi trường Mcq Mơ men cản quay vịng Gbx Trọng lượng tác dụng lên bánh xe dẫn hướng; f Hệ số cản lăn M1 Mô men sinh lực cản lăn M2 Mô men cản phản lực ngang vết tiếp xúc M3 Mô men ổn định bánh xe dẫn hướng Plmax iω Lực cần thiết tác dụng lên vô lăng Tỷ số truyền động học cấu lái qmax Áp suất max má phanh Ψ(α) Hàm phân bố áp suất µ Mp PPt,PPs Hệ số ma sát trống má phanh không phụ thuộc Mô men phanh tổng guốc phanh Lực phanh sinh cấu phanh cầu trước sau Jmax Gia tốc chậm dần cực đại phanh lms Công ma sát riêng ∆τc, ∆τ(t) Cδ, Ck dc Lượng tăng nhiệt độ trống phanh so với mơi trường cuối q trình phanh Nhiệt dung riêng tương ứng trống vòng ma sát Đường kính xi lanh dkt, dks Đường kính xi lanh bánh xe trước, sau Slv Hành trình làm việc bàn đạp phanh Sbđ Hành trình tồn bàn đạp phanh Pbđ Lực cần tác dụng lên bàn đạp Ky Hệ số trợ lực R Hằng số riêng khí T Nhiệt độ tuyệt đối mk Khối lượng khơng khí, tiêu thụ cho lần phanh pt Áp suất khơng khí bầu phanh phanh Vt Tổng thể tích cần phải nạp khí nén tồn dẫn động lần phanh Vbc tổng thể tích bình chứa Khi chọn trước Pbđ Sbđ giới hạn cho phép, giải đồng thời phương trình (5.45) (5.46), ta xác định đường kính xi lanh dc kích thước r1 r2 ngược lại: chọn trước kích thước xác định Pbđ Sbđ Trong trường hợp không đảm bảo cho Pbđ Sbđ đồng thời nằm giới hạn quy định phải sử dụng trợ lực 3.2 Tính tốn trợ lực 3.2.1 Hệ số trợ lực Hệ số trợ lực: dùng để đánh giá hiệu tác dụng trợ lực xác định sau: Ky = pmax p 'max (5.48) Ở đây: pmax p'max - áp suất cực đại hệ thống, tương ứng với trợ lực làm việc không làm việc Rõ ràng: K y = P Pbdtt P + Pbdtl = bdch = + bdtl Pbdch Pbdch Pbdch (5.49) Ở đây: Pbdtt - Lực cực đại cần thiết tác dụng lên bàn đạp (khi khơng có trợ lực), tính tốn theo cơng thức (5.45) Pbdch - Lực cực đại cần tác dụng lên bàn đạp có trợ lực, chọn theo điều kiện thuận tiện điều khiển Pbdtl - Phần lực đạp giảm nhẹ nhờ tác dụng trợ lực Khi chọn trước pbđch tính pbđtt theo (5.45), ta xác định giá trị Ky cần thiết tiến hành tính tốn trợ lực theo trình tự sau: - Căn vào giá trị Ky xác định được, vào đặc điểm cụ thể xe dẫn động phanh để chọn loại sơ đồ trợ lực phù hợp; - Trên sở sơ đồ chọn, xác định thơng số kết cấu đảm bảo giá trị Ky cần thiết 3.2.2 Tính tốn trợ lực chân khơng Trên hình B5.11 sơ đồ tính tốn trợ lực chân khơng đặc tính 139 Hình B5.11 Sơ đồ tính tốn trợ lực chân khơng (a) đặc tính trợ lực (b) Ky = 1+ Từ sơ đồ, rõ ràng: ∆p.S p ( m ) − ( Plx + Pms ) Pbdtl = 1+ Pbd ibd η.Pbd Ở đây: ∆p- Độ chênh áp hai khoang A B trợ lực; Sp(m)- Diện tích hiệu dụng piston hay màng bầu trợ lực; Plx, Pms- Lực lò xo lực ma sát cản trở chuyển động chi tiết trợ lực; ibđ = r2/r1 - Tỷ số truyền bàn đạp Khi độ chênh áp ∆p vậy, lực trợ lực chưa đạt giá trị cực đại, tăng tỷ lệ với lực đạp xác định từ điều kiện cân đĩa cao su (cơ cấu tỷ lệ) trợ lực Do biến dạng cao su tỷ lệ thuận với áp suất nên viết: ∆ p S p ( m ) S d − Sc Từ suy ra: ∆ p S p ( m ) = = Pc Pd = Sc S d Pc ( S d − Sc ) ( S − Sc ) = Pbd ibdη d Sc Sc Trong đó: Sđ, Sc - Diện tích tương ứng đĩa cao su đầu cần tác dụng lên Bởi vậy: Ky =1+ S d − Sc ( Plx + Pms ) − Sc ibd η.Pbd (5.50) Đặc tính trợ lực trường hợp tương ứng với đoạn AB đồ thị Khi ∆p đạt giá trị cực đại độ chân không đường nạp, lực trợ lực đạt giá trị cực đại khơng đổi (đoạn BC đặc tính), cịn hệ số trợ lực Ky đạt cực đại ứng với Pbđ = Pb, sau bắt đầu giảm Trong trường hợp này: 140 Ky =1+ ∆pmax S p ( m ) − ( Plx + Pms ) ibd η.Pbd (5.51) Ở đây: ∆pmax - Độ chân không max đường nạp động Khi tính tốn lấy ∆pmax = 0,05 MPa = 0,5 Kg/cm2 Công thức (5.51) cho phép ta xác định kích thước piston hay màng trợ lực, biết Ky thông số khác Để vẽ đặc tính cần sử dụng cơng thức xây dựng ứng với giai đoạn làm việc tương ứng Khi cho (5.50) (5.51) xác định giá trị lực tác dụng lên bàn đạp điểm B (khi lực trợ lực đạt cực đại): Pb = ∆pmax S p ( m ) Sc (5.52) ibd η.( S d − Sc ) Chú ý rằng: dùng trợ lực, hành trình bàn đạp tăng lên lượng ∆Str = ∆tr.ibđ Ở đây: ∆Str = 1,2 ÷ 1,5 mm - khe hở cần đẩy piston trợ lực Đối với trợ lực chân khơng loại 2, sơ đồ tính có dạng hình B5.12 Từ điều kiện cân màng trợ lực, viết phương trình: pxlc F3 = Fm ( p2 − p3 ) + F7 ( p1 − p2 ) + Plx Ở : (5.53) pxlc- Áp suất dầu xi lanh chính; F3, F7, Fm - Diện tích tương ứng piston 3, van khơng khí màng cấu tỷ lệ; p1, p2, p3 - Áp suất tương ứng khoang I, II III; Plx - Lực lị xo van khơng khí Một cách gần đúng, coi: pxlcF3 ≈ Fm(p2 - p3) = ∆p.Fm , đó: ∆p = (pxlcF3)/Fm Rõ ràng độ chênh áp ∆p đạt giá trị cực đại áp suất khoang II áp suất khí quyển, tức p2 = p1 ∆p = ∆pmax ≈ 0,05 MPa (độ chân không khoang III hay đường nạp động cơ) Lực tác dụng lên piston hay màng bầu trợ lực độ chênh áp sinh là: Qc = ∆pFp Ở đây: Fp(m) - Diện tích hiệu dụng piston hay màng bầu trợ lực 141 Lực Qc tạo thêm áp suất phụ cho hệ thống: pc = (∆pFp)/F11 Ở đây: F11 - Diện tích piston 11 xi lanh làm việc Như vậy, áp suất tổng cộng chất lỏng hệ thống là: p∑ = pxlc + pc = pxlc + pxlc Hay: F3 Fp Fm F11  F F  p∑ = pxlc 1 + p   Fm F11  (5.54) Trong phương trình (5.54), hệ số khơng thứ ngun đứng cạnh thừa số pxlc biểu thức xác định gần hệ số trợ lực Ky (không kể đến ảnh hưởng lực cản lực lò xo tác dụng lên van khơng khí), tức là: K y = + Hình B5.12 Sơ đồ tính tốn trợ lực chân không 142 F3 Fp Fm F11 3.2.3 Tính tốn trợ lực khí nén Sơ đồ đặc tính trợ lực hình B5.13 Hình B5.13 Sơ đồ tính tốn trợ lực khí Tương tự tính tốn trợ lực chân khơng, từ sơ đồ ta viết: Ky =1+ Ở đây: px F2 − ( Plx + Pms ) (a + b) ibd η.Pbd b (5.53) px- áp suất khí nén khoang A B trợ lực Khi px chưa đạt giá trị max áp suất bình chứa, tăng tỷ lệ với lực đạp xác định từ điều kiện cân piston cấu tỷ lệ: px = P2 − C1 f1 = F1 Pbd ibd a − C1 f1 ( a + b) F1 (5.54) Ở đây: C1, f1 - Độ cứng biến dạng lò xo 1; F1 , F2 - Diện tích tương ứng piston tỷ lệ piston trợ lực; a, b - Các cánh tay đòn đòn Khi px đạt giá trị cực đại áp suất bình chứa, lực trợ lực đạt giá trị cực đại không tăng lên nữa, lúc đó: Ky =1+ pmax F2 − ( Plx + Pms ) (a + b) ibd η.Pbd b 143 (5.55) Từ biểu thức xác định kích thước piston trợ lực thông qua giá trị F2, Ky Pbđ Cho px = pmax, từ (5.54) xác định lực tác dụng lên bàn đạp (Pb) hiệu trợ lực đạt giá trị cực đại Áp suất xi lanh xác định theo cơng thức: p0 = px F2 + Pbd bibd a+b (5.56) F0 Ở đây: F0 F2 - Diện tích piston xi lanh xi lanh lực 3.3 Dẫn động khí nén: 3.3.1 Tính tốn phần cung cấp: - Thể tích bình chứa: thể tích bình chứa cần phải chọn với lượng dự trữ đủ lớn để giảm tải cho máy nén, đảm bảo cho phải làm việc có tải khoảng 10% đến 30% thời gian chuyển động ơtơ, thời gian cịn lại máy nén làm việc không tải để tăng tuổi thọ Điều kiện cụ thể hóa thành điều kiện sau: Tổng thể tích bình chứa cần phải chọn để đảm bảo sau tám lần đạp phanh liên tục, áp suất khí nén khơng giảm xuống thấp nửa áp suất đạt lần đạp phanh p9 ≥ 0,5p1 thứ nhất, tức là: (5.57) Ở đây: p1 p9 - áp suất tuyệt đối hệ thống, tương ứng với lần phanh thứ thứ chín Áp dụng phương trình trạng thái pV = mRT = const cho hệ thống dẫn động khí nén, viết: p1(Vbc + Vt) = p0Vbc p2(Vbc + Vt) = p1Vbc = p0Vbc2 pn = p0Vnbc / (Vbc + Vt) (5.58) Ở : pn - áp suất hệ thống phanh lần thứ n p0 - áp suất tính tốn Vt - tổng thể tích cần phải nạp khí nén toàn dẫn động lần phanh: 144 Vt = ΣVbầu + ΣVvan + ΣVống (5.59) Các thể tích dễ dàng xác định tính tốn hay thực nghiệm có sơ đồ bố trí dẫn động Giải phương trình (5.58) theo điều kiện (5.57) với n = n = 9, ta xác định tổng thể tích bình chứa: Vbc ≥ 11,05Vt, tính tốn lấy trịn Vbc = 12Vt Trong dẫn động khí nén ôtô máy kéo nay, sử dụng chủ yếu hai cỡ bình chứa tiêu chuẩn 20 40 lít Khi biết Vt chọn cỡ bình ta dễ dàng xác định số lượng bình chứa cho dịng dẫn động hệ thống phanh Đối với phanh dừng, phanh dự trữ phanh phụ khác cần phải có bình chứa riêng - Năng suất máy nén khí: chọn sở sau: + Đảm bảo nạp nhanh đầy bình chứa sau khởi động động + Giữ cho áp suất hệ thống không giảm giới hạn cho phép phanh liên tục hay có dị rỉ nhỏ mà máy nén thường xuyên làm việc Theo điều kiện trên, suất khối lượng máy nén Qm thường chọn ÷ lần lượng khí nén tiêu thụ phút, tức là: Qm = (4 ÷ 6)mt Trong đó: mt - lượng khí nén tiêu thụ phút, tính sau: mt = mk.α [Kg/ph] Ở đây: α - Số lần phanh ngặt phút Khi tính tốn thừa nhận α =1 mk = ptVt/(RT) - Khối lượng không khí, tiêu thụ cho lần phanh, Kg pt - áp suất khơng khí bầu phanh phanh, Pa R - số riêng khí, J/(Kg.Ko) T - Nhiệt độ tuyệt đối, Ko Khi tính tốn thừa nhận: pt = 7.105 Pa, R = 287,14 J/(Kg.Ko), T = 293oK Như vậy, suất thể tích cần thiết máy nén là: (5.60) Qv = Qm.RT/pv 145 Ở đây: pv - áp suất khơng khí đầu vào máy nén, thường áp suất khí quyển, tức là: pv = 0,1 MPa Máy nén trang bị cần phải có suất thể tích tối thiểu giá trị Qv tính Nếu khơng có số liệu suất máy nén, tính kiểm tra theo Qmn = iπd Snηv 4000 [l / ph] (5.61) thơng số kết cấu theo công thức: Ở đây: i - Số lượng xi lanh máy nén khí d - Đường kính xi lanh, cm S - Hành trình piston, cm n - Số vòng quay trục máy nén, vg/ph ηv - Hiệu suất truyền khí máy nén Đối với máy nén dùng ơtơ: ηv = 0,50 ÷ 0,75 3.3.2 Tính tốn van phân phối + Sơ đồ tính: Như hình B5.14 Hình B5.14 Sơ đồ tính tốn van phân phối + Các số liệu cần biết trước: - Hành trình Sbđmax bàn đạp, lực Pbđmax cần tác dụng lên bàn đạp - Khe hở h0 van cần piston - Dịch chuyển hmax van - Áp suất max khơng khí bình chứa pbc đầu van phân phối pmax (thường thường pmax = pbc tính toán lấy 0,6 MPa = Kg/cm2) 146 - Vùng không nhạy khả thông qua van (khả thông qua van phụ thuộc vào diện tích tiết diện cửa đường kính van - xác định tính tốn động lực học) + Trình tự tính tốn: Tính tốn van phân phối tiến hành theo đoạn đường đặc tính tĩnh (Hình B5.15) Hình B5.15 Đặc tính tĩnh van phân phối Đoạn oa tương ứng với dịch chuyển piston tỷ lệ bàn đạp từ vị trí ban đầu đến vị trí mà van (hình B5.13) bắt đầu mở Đoạn vùng không nhạy ban đầu van Đoạn ab biểu diễn trình tăng áp suất pC khoang C: van mở bàn đạp dịch chuyển từ vị trí Sa đến Sb Đoạn bc tương ứng với hành trình trả bàn đạp từ Sb đến Sc Trong khoảng áp suất khoang C chưa kịp giảm xuống Đây vùng không nhạy thứ hai van Đoạn cd biểu diễn trình giảm áp suất pC bàn đạp tiếp tục trở vị trí ban đầu Từ sơ đồ tính tốn van (hình B5.13), dựa vào quan hệ động học động lực học chi tiết, ta viết phương trình sau ; - Phương trình dịch chuyển bàn đạp: S bd = ( x + h + h0 )ibd Ở đây: ibđ = r2/r1 - Tỷ số truyền bàn đạp; x - Biến dạng lò xo tỷ lệ 3; 147 (5.62) h - Dịch chuyển (độ mở) van 1; h0 - Khe hở ban đầu van đầu piston - Phương trình cân lực tác dụng lên piston 2: Pbd ibd = Ở đây: πD pC ± R (5.63) pC - Áp suất khơng khí khoang C van; R- Lực cản chuyển động piston van Trong trường hợp tổng quát: R = R0 + R1 + R2 Ở đây: R0 - Lực cản chuyển động piston (khi van chưa mở) Lực tổng lực ma sát khô piston xi lanh (Rms0) lực lò xo trả (Rlx), tức R0 = Rms0 + Rlx ; R1= [µπd1l1pB + π(d32 - d12)(pB - pC)/4] - Lực cản chuyển động van 1, đây: pB = pbc = pmax - Áp suất khoang B, áp suất bình chứa µ - Hệ số ma sát vòng cao su làm kín thành xi lanh (thường µ = 0,08) l1 - Chiều rộng vành tiếp xúc vòng cao su làm kín van với thành xi lanh d1, d3 - Đường kính tương ứng trụ trượt đường kính ngồi đế van van Chiều rộng đế van đường kính d1và d3 chọn để áp suất pB ép chặt van xuống đế van Áp suất tiếp xúc van đế thường lấy (1,25 ÷ 1,30)pB pC = Lực cản chuyển động van khơng có chênh lêch áp suất khoang, tức pC = pB = pBC nhỏ Vì thế, tính tốn thực tế R1 thường bỏ qua khơng đáng kể R2 - Lực cản chuyển động piston sinh vịng làm kín cao su bị khí nén ép lên thành xi lanh Nếu ký hiệu, l2 chiều rộng vành tiếp xúc vịng làm kín xi lanh, thì: R2 = µπDl2pc Nếu chi tiết có dạng màng R2 =0 Như viết: R ≈ R0 + R2 = Rms0 + Rlx + µπDl2pC 148 (5.64) Áp dụng cơng thức cho đoạn đường đặc tính, ta xác định được: - Đối với điểm a: S a = ho ibd  R  Pa =  ibd  (5.65) S b = S max = (ho + x max + hmax )ibd - Đối với điểm b: Pb = Pmax   D [ R0 + πD( µl + ) p B ]   =  ibd (5.66) S c = (ho + x max )ibd - Đối với điểm c:   (5.67) D {πD( − µl ) p B + Rlx − Rms ]   Pc =  ibd - Đối với điểm d: S d = S bd Khi( pc − po ) = 0  ( Rlx − Rms )  Pd =  ibd (5.68) Ở đây: xmax - Biến dạng max lò xo tỷ lệ 3; hmax- Dịch chuyển max van 1, thường thường h0 hmax nằm giới hạn 2,5 ÷ mm Nếu Rlx Rms Pd = Bởi điểm d trùng với gốc toạ độ Vùng không nhạy lực đoạn bc (do lực ma sát đổi chiều) thể qua giá trị: ∆Pbc = Pb - Pc = 2(Rms0 + µπDl2pbc)/ibđ (5.69) Các cơng thức từ (5.62) đến (5.69) sử dụng tính tốn thiết kế tính tốn kiểm tra van phân phối Khi thiết kế, đường kính d2, d3 dịch chuyển hmax, ho chọn trước dựa vào khả thông qua cần thiết van (khi tính tốn động lực học) Đường kính D piston tỷ lệ chọn sở kết cấu tương tự có tính đến khả rút gọn kích thước đến tối thiểu Lực ép ban đầu F30 lò xo chọn theo điều kiện F30 = R0 = Rlx + Rms0 Lực cực đại lò xo 3, F3max = F30 + C.xmax chọn cho pc = q.pmax cốc trượt tỳ sát vào piston (hệ số q thường lấy 0,7 ÷ 0,85), tức là: F3max = R0 + C.xmax = R0 + µπDl2q.pmax + q.pmax (πD2/4) 149 Từ rút ra: xmax = [πDq.pmax(µl2 + D/4)]/C (5.70) Thế (5.70) vào (1.66) khử tỷ số truyền ibđ bàn đạp, sau biến đổi ta nhận biểu thức xác định độ cứng lò xo: C= D D )[ R0 + p maxπD( µl2 + )] 4 D − (h0 + hmax )[ R0 + p maxπD( µl2 + )] qp maxπD( µl2 + S max Pmax (5.71) Khi tính tốn kiểm tra, theo phương trình từ (5.65) đến (5.71) ta xây dựng đường đặc tính tính tốn van tiến hành đánh giá theo giá trị Smax, Pmax độ nhạy (Độ nhạy van nay, kiểm tra theo giá trị ∆p ptb = 0,3 MPa vào khoảng 0,05 MPa) Khi kiểm tra, cần thiết hiệu chỉnh số thơng số kết cấu Nếu van phân phối loại hai khoang giống bố trí song song tính tốn, giá trị Pmax tất phương trình thay (Pmax/2) CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu Đối với phanh guốc: guốc phanh trống phanh áp suất phân bố theo chiều dài ma sát (bề mặt má phanh) (sai) Câu Ở cấu phanh guốc xuất hiện tượng má phanh tự siết vào trống phanh lực ma sát mà không cần tác dụng lực dẫn động (đúng) Câu Lực phanh sinh cấu phanh cần phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe (đúng) Câu Quan hệ lực căng hai đầu dải phanh tỷ lệ theo hàm bậc hai (sai) Câu Tính tốn nhiệt nhằm đảm bảo cho má phanh không bị chai cháy, trống phanh hay đĩa phanh bỏ qua (sai) Câu Bán kính bề mặt ma sát trống phanh (rt): Được chọn cho phù hợp với kích thước lốp tiêu chuẩn vành bánh xe trống có khe hở định (δ) khơng nhỏ 20 ÷ 30 mm(đúng) Câu Tính tốn mài mòn tiến hành theo tiêu gián tiếp áp suất trung bình ma sát guốc tự siết công ma sát riêng (đúng) 150 Câu Đường kính xi lanh chọn cho đảm bảo tạo lực phanh cần thiết, bị giới hạn kết cấu (sai) Câu Lực đạp bàn đạp phanh nhỏ hành trình bàn đạp phanh lớn, tính tốn cần đảm bảo lực phanh nằm giới hạn cho phép (sai) Câu 10 Khi tính tốn dẫn động phanh phải đảm bảo đồng thời lực phanh hành trình bàn đạp phanh nằm giới hạn cho phép.Nếu không cần thiết kế thêm trợ lực (đúng) Câu 11 Độ chân khơng max đường nạp động Khi tính tốn lấy ∆pmax= Kg/cm2(sai) Câu 12 Đối với dẫn động phanh khí nén :Tổng thể tích bình chứa cần phải chọn để đảm bảo sau tám lần đạp phanh liên tục, áp suất khí nén không giảm xuống thấp nửa áp suất đạt lần đạp phanh thứ (đúng) 151 KẾT LUẬN Luận văn " Nghiên cứu, thiết kế giảng điện tử học phần thiết kế tính tốn tô " hướng dẫn thầy Dương Ngọc Khánh, thầy Nguyễn Thanh Quang em xây dựng giảng điện tử học phần thiết kế tính tốn tơ Tuy khơng hồn thiện phần mềm giảng điện tử hãng ô tô lớn đạt tiêu chí tương tự có tính trực quan, sinh động, đa liên kết, dễ sử dụng, dễ xây dựng, cập nhật… Hiện nay, việc ứng dụng công nghệ thông tin việc dạy học điều cần thiết phải triển khai sâu, rộng cấp học, nhiều địa phương nước nói chung ngành tơ nói riêng Vì em tin tưởng luận văn em thông qua ứng dụng rộng rải việc dạy học chuyên nghành ô tô 152 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan; Bài giảng Thiết kế tính tốn tơ; Đại học Bách Khoa Hà Nội PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt; Bài giảng Thiết kế tính tốn tơ; Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Nguyễn Hữu Cẩn , Phan Đình Kiên; Thiết kế tính tốn tơ; NXB Giáo dục 1996 Ngơ Khắc Hùng; Thiết kế tính tốn tô; NXB Giao Thông Vận Tải - 1971 Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê thị Vàng; Lý thuyết Ơ tơ Máy kéo; NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội – 2005 Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hường, Nguyễn Văn Chưởng, Trịnh Minh Hoàng; Kết cấu ô tô - NXB Bách Khoa - Hà Nội - 2009 Đặng Quí; Bài giảng Thiết kế tính tốn tơ; Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Ngô Khắc hùng, NXB GTVT 1971 Các tài liệu đào tạo hãng TOYOTA, KIA, HYUNDAI, Các tài liệu internet bao gồm: Các báo, hình ảnh video tìm kiếm thơng qua trang www.google.com.vn 153 ... giảng điện tử chuyên nghành ô tô Giao diện tùy chọn học phần giảng điện tử chuyên nghành ô tô 28 28 Hình A6 Giao diện giảng điện tử thiết kế tính tốn tơ 28 Hình A7 Giao diện menu giảng điện tử. .. diện giảng điện tử thiết kế tính tốn tơ 27 Hình A7 Giao diện mục lục giảng điện tử thiết kế tính tốn tơ Hình A8 Giao diện giảng chương thiết kế tính tốn tơ Hình A9 Giao diện kiểm tra giảng thiết. .. DỰNG VỀ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ 2.1 Tổng quan giảng điện tử 2.1.1 Khái niệm Bài giảng điện tử gói giảng phục vụ cho hình thức giảng dạy, học tập dựa hỗ trợ phương tiện công nghệ thông tin truyền thông