Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống phanh thủy khí cho ô tô

Trờng đại học bách khoa hà nội Bộ môn ôtô & Xe chuyªn dïng ***** thuyết minh đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kÕ hƯ thèng phanh thđy khÝ cho xe t¶I tÊn C¸n bé híng dÉn C¸n bé dut Träng Hoan : ThS Phạm vỵ : PGS.Ts Nguyễn Sinh viên thực : Đặng Việt Thắng Lớp : ÔTÔ - K47 Hà Nội 2007 Chơng I Tổng quan hệ thống phanh công dụng, phân loại yêu cầu Hệ thống phanh có chức giảm tốc độ chuyển ®éng cđa xe tíi vËn tèc chun ®éng nµo ®ã, dừng hẳn giữ xe đỗ vị trí định Đối với ôtô hệ thống phanh cụm quan trọng nhất, bảo đảm cho ôtô chạy an toàn tốc độ cao, nâng cao đợc suất vận chuyển Hệ thống phanh gồm có cấu phanh để hÃm trực tiếp tốc độ góc bánh xe trục hệ thống truyền lực truyền động phanh để dẫn động cấu phanh Trên ôtô phanh xe đợc tiến hành cách tạo ma sát phần quay phần đứng yên cụm liên kết với bánh xe: tang trống với má phanh đĩa phanh với má phanh Quá trình ma sát cấu phanh dẫn tới mài mòn nung nóng chi tiết ma sát, không xác định kịp thời tiến hành hiệu chỉnh dẫn tới làm giảm hiệu qu¶ phanh H háng hƯ thèng phanh thêng kÌm theo hậu nghiêm trọng, làm tính an toàn chuyển động ôtô Các h hỏng đa dạng vµ phơ thc vµo kÕt cÊu hƯ thèng phanh Cã nhiều cách phân loại hệ thống phanh a) Theo công dơng  HƯ thèng phanh chÝnh (phanh ch©n);  HƯ thèng phanh dõng (phanh tay);  HÖ thèng phanh chËm dần (phanh động cơ, thủy lực điện từ) b) Theo kÕt cÊu cđa c¬ cÊu phanh  HƯ thèng phanh víi c¬ cÊu phanh gc;  HƯ thèng phanh với cấu phanh đĩa c) Theo dẫn động phanh Hệ thống phanh dẫn động khí; HƯ thèng phanh dÉn ®éng thđy lùc;  HƯ thèng phanh dÉn ®éng khÝ nÐn;  HƯ thèng phanh dÉn ®éng kÕt hỵp khÝ nÐnthđy lùc;  HƯ thèng phanh dÉn ®éng ®iƯn;  HƯ thèng phanh dÉn ®éng cã cờng hóa d) Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh Theo khả điều chỉnh mômen phanh ë c¬ cÊu phanh chóng ta cã hƯ thèng phanh với điều hòa lực phanh e) Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh cã hƯ thèng phanh víi bé chèng h·m cøng b¸nh xe (hệ thống ABS) Hệ thống phanh cần bảo đảm yêu cầu sau: QuÃng đờng phanh ngắn phanh đột ngột trờng hợp nguy hiểm Muốn có quÃng đờng ngắn phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại; Phanh êm dịu trờng hợp để đảm bảo ổn định ôtô phanh; Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn ®iỊu khiĨn kh«ng lín; – DÉn ®éng phanh cã ®é nhạy cao; Đảm bảo việc phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám phanh với cờng độ nào; Không có tợng tự xiết phanh; Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt; Giữ đợc tỉ lệ thuận lực bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh bánh xe; Có hệ số ma sát phần quay má phanh cao ổn định điều kiện sử dụng; Có khả phanh ôtô đứng thêi gian dµi KÕt cÊu chung cđa hƯ thèng phanh Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh (phanh bánh xe hay thờng gọi phanh chân) phanh dõng (phanh trun lùc hay thêng gäi lµ phanh tay) Sở dĩ phải làm phanh phanh dừng để đảm bảo an toàn ôtô chuyển động.Phanh phanh dừng có cấu phanh truyền động phanh hoàn toàn riêng rẽ có chung cấu phanh (đặt bánh xe) nhng truyền động hoàn toàn riêng rẽ Truyền động phanh phanh dừng thờng dùng loại khí Phanh chÝnh thêng dïng trun ®éng thủ lùc – gäi phanh dầu truyền động loại khí nén gọi phanh khí Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn đạp phanh lớn so với phanh khí, lực để sinh áp suất dầu hệ thống phanh, phanh khí lực cần thắng lực cản lò xo để mở van phân phối hệ thống phanh Vì phanh dầu nên dùng ôtô du lịch, vận tải cỡ nhỏ trung bình loại ôtô mômen phanh bánh xe bé, lực bàn đạp bé Ngoài phanh dầu thờng gọn gàng phanh khí bầu chứa khí kích thớc lớn độ nhạy phanh tốt, bố trí dễ dàng sử dụng thích hợp với «t« kĨ trªn Phanh khÝ thêng sư dơng trªn «t« vận tải trung bình lớn Ngoài loại ôtô vận tải trung bình lớn dùng hệ thèng phanh thủ khÝ Dïng hƯ thèng phanh nµy ta kết hợp u điểm phanh khí phanh dầu lực bàn đạp phanh nhỏ, độ nhậy tốt, tạo mômen phanh lớn Cấu tạo chung cđa hƯ thèng phanh CÊu t¹o chung cđa hƯ thèng phanh ôtô đợc mô tả hình 1.1 Từ sơ đồ cấu tạo, thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính: Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đợc bố trí bánh xe nhằm tạo mômen hÃm bánh xe phanh ôtô – DÉn ®éng phanh: DÉn ®éng phanh dïng ®Ĩ trun khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: khÝ, thđy lùc, khÝ nÐn hay kÕt hỵp thđy – khí mà dẫn động phanh bao gồm phần tử khác Ví dụ dẫn động khí dẫn động phanh bao gồm bàn đạp thanh, đòn khí Nếu đẫn động thủy lực dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) ống dẫn Hình 1.1 Hệ thống phanh Cơ cấu phanh 4.1 Kết cấu chung Kết cấu cấu phanh dùng ôtô tùy thuộc vị trí đặt (phanh bánh xe truyền lực), loại chi tiết quay chi tiết tiến hành phanh Cơ cấu phanh bánh xe thờng dùng loại guốc gần sử dụng nhiều loại đĩa 4.2 Cơ cấu phanh guốc (phanh trống) a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối a b Cơ cấu phanh ®èi xøng qua trôc (cã nghÜa gåm hai guèc phanh bố trí đối xứng qua đờng trục thẳng đứng) đợc thể hình 1.2 Trong sơ đồ hình 1.2.a loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh; sơ đồ hình 1.2.b loại sư dơng xi lanh thđy lùc ®Ĩ Ðp gc phanh vào trống phanh Cấu tạo chung cấu phanh loại hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở má phanh vµ trèng phanh ë phÝa díi, khe hë phÝa đợc điều chỉnh trục cam ép (hình 1.2.a) cam lệch tâm (hình 1.2.b) b) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm ống nối; vít xả khí; xi lanh bánh xe; má phanh; phớt làm kín; pittông; lò xo guèc phanh; tÊm chèt guèc phanh; 10 m©m phanh Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm đợc thể hình 1.3 Sự đối xứng qua tâm đợc thể mâm phanh bố trÝ hai chèt guèc phanh, hai xi lanh b¸nh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống chúng đối xứng với qua tâm Mỗi guốc phanh đợc lắp chốt cố định mâm phanh có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía díi cđa m¸ phanh víi trèng phanh Mét phÝa cđa pittông tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía má phanh trống phanh đợc điều chỉnh cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thờng có dẫn động thủy lực đợc bố trí cầu trớc ôtô du lịch ôtô tải nhỏ c) Cơ cấu phanh guốc loại bơi Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc 8.Tra lợng d gia công cho bề mặt 8.1 Nguyên công 1: Gia công mặt Bớc công nghệ1: Khoan chuẩn bị lỗ tâm Theo bảng 3.130 sổ tay công nghệ chế tạo máy (STCNCTM tập II) với: Chiều dài lỗ 70 mm đờng kính lỗ ỉ6,5 ta khoan lần đợc Lợng d coi nh khoan lỗ đặc Chiều dài lỗ 34 mm đờng kính lỗ ỉ23,5 lợng d lại 4(mm) Bớc công nghệ 2: Tiện mặt trụ ngoài, mặt đầu, mặt lỗ, tiện rÃnh Theo bảng 3.120 sách sổ tay công nghệ chế tạo máy với đờng kính 35(mm) lợng d chọn đợc khi: Tiện thô là: 2mm Tiện tinh là: 1mm Theo bảng 3.125 sổ tay công nghệ chế tạo máy với chiều dài chi tiết 55 mm lợng d theo kích thớc mặt đầu phía 0,7 (mm) Ta có lợng d gia công mặt lỗ (mm) Ta có lợng d gia công rÃnh (mm) Bớc công nghệ 3: Cắt rời chi tiết 8.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu lại Theo bảng 3.120 sách sổ tay công nghệ chế tạo máy với đờng kính ỉ35(mm) lợng d chọn đợc khi: Tiện thô là: 2mm Tiện tinh là: 1mm 8.3 Nguyên công 3: Khoan lỗ ỉ6,5 Đờng kính lỗ ỉ6,5 lợng d ta có 0,5(mm) 8.4 Nguyên công 4: Mài tinh mặt trụ Theo bảng 3.122 sách sổ tay công nghệ chế tạo máy với đờng kính ỉ35(mm) lợng d chọn đợc khi: Mài tinh là: 0,15 mm 9.Tra chế độ cắt cho nguyên công 9.1 Nguyên công 1: Gia công mặt Bớc công nghệ1: Khoan chuẩn bị lỗ tâm Chọn máy khoan đứng 2A125 Khoan lỗ ỉ6,5 Chiều sâu cắt t D =3,25 (mm) Lợng chạy dao: tra bảng 5.25 (sổ tay tập II) S = 0,15 (mm/vòng) Tốc độ cắt: vật liệu thép C45, thuộc nhóm tra bảng 5.86 (sổ tay tËp II) v = 30 (m/phót)  sè vßng quay trôc chÝnh: 1000v 1000 30 n  1469,1 D 3,14 6,5 (vòng/phút) Chọn theo máy nm= 1500 (vòng/phút) vt=30,6 (m/phút) Bớc công nghệ 2: Tiện mặt trụ ngoài, mặt đầu, mặt lỗ, tiện rÃnh o Tiện thô mặt trụ - Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm) - Lợng chạy dao: tra bảng 5.11 (sổ tay tập II) => s = 0,5 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: tra bảng 5.64 (sổ tay tập II) => vb = 205 (m/s) Tốc độ cắt tính toán: vtt=vb.kMv.knv.kuv với  700     B   kMv=kn nv  750  1  1,25  600  knv = kuv =  vtt = 205.1,25 = 256,25 (m/phót)  Sè vßng quay cđa trơc chÝnh theo tÝnh to¸n: ntt= 1000 vtt 1000 256,25  2330 D 3,14 35 (vòng/phút) Chọn theo máy nm = 2500(vßng/phót) vt   D n m 3,14 35 2500  274,9 (m/phót) 1000 1000 - Lùc c¾t: Pz,y,x = 10.Cp.tx.sy.Vn.kp Các hệ số Cp, x, y, n tra bảng 5.23 (sæ tay tËp II): Cp = 300 ; x = ; y = 0,75 ; n = -0,15 kp= kMp.kp.kp.kp.krp Giá trị hệ số tra bảng 5.9; 5.10; 5.22: n  D   600     kMp=  750  750    , 75 0,845 §èi víi Px: kφp= 0,78 ; kγp= 0,85 ; kλp= 1,4 ; krp=  Px= 0,15 10.300.(0,75)0,75.(1,5)1.(251,2)- 0,78.0,85.1,4.1 = 1469 (N) §èi víi Pz: kφp= 1,08 ; kγp= 1,1 ; kλp= ; krp= 1,1  Pz= 0,15 10.300.(0,75)0,75.(1,5)1.(251,2)- 1,08.1,1.1.1 = 2068 (N) §èi víi Py: kφp= 1,3 ; kγp= 1,4 ; kλp= ; krp=  Py= 10.300.(0,75)0,75.(1,5)1.(251,2)-0,15 1,3.1,4.1.1 = 2881 (N) - Công suất cắt: P V 2068 274,9 N z  9,3(kW ) 1020 60 1020 60 o TiÖn bán tinh - Chiều sâu cắt: t= (mm) - Lợng chạy dao: tra bảng 5.14 (sổ tay tập II) s= 0,2 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: vb= 260 (m/phút) Tốc độ cắt tính toán: vtt= vb.k k = kMp.knv.kuv=1,25 => vtt=1,25.260 = 325 (m/phót) => 1000 v tt 1000 325 n  2955,7 (vßng/phót)  D 3,14 35 chän theo máy: n= 3000 (vòng/phút) o Tiện thô mặt đầu - Chiều sâu cắt: t= 1,5 (mm) - Lợng chạy dao: tra bảng 5.14 (sổ tay tập II) s= 0,5 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: vb= 260 (m/phút) Tốc độ cắt tính toán: vtt= vb.k k = kMp.knv.kuv=1,25 => vtt=1,25.260 = 325 (m/phót) => 1000 v tt 1000 325 n  2955,7 (vßng/phót)  D 3,14 35 chän theo máy: n= 3000 (vòng/phút) 9.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu lại o Tiện thô mặt đầu - Chiều sâu cắt: t= 1,5 (mm) - Lợng chạy dao: tra bảng 5.14 (sổ tay tập II) s= 0,5 (mm/vòng) - Tốc độ cắt: vb= 205 (m/phút) Tốc độ cắt tính to¸n: vtt= vb.k k = kMp.knv.kuv=1,25 => vtt=1,25.205 = 256,25 (m/phót) => 1000 v tt 1000 256,25 n  2330 (vòng/phút) D 3,14 35 chọn theo máy: n= 2500 (vòng/phút) o Tiện tinh mặt đầu - Chiều sâu cắt: t= 0,5 (mm) - Lợng chạy dao: tra bảng 5.14 (sỉ tay tËp II) s= 0,2 (mm/vßng) - Tèc độ cắt: vb= 260 (m/phút) Tốc độ cắt tính toán: vtt= vb.k k = kMp.knv.kuv=1,25 => vtt=1,25.260 = 325 (m/phót) => 1000 v tt 1000 325 n  2955,7 (vßng/phót) D 3,14 35 chọn theo máy: n= 3000 (vòng/phút) 9.3 Nguyên công 3: Khoan lỗ ỉ6,5 Chọn máy khoan đứng 2A125 Bớc 1: khoan lỗ ỉ6,5 Chiều sâu cắt t D =3,25 (mm) Lợng chạy dao: tra bảng 5.25 (sỉ tay tËp II) S = 0,15 (mm/vßng) Tèc độ cắt: vật liệu thép C45, thuộc nhóm tra b¶ng 5.86 (sỉ tay tËp II) v = 30 (m/phót)  sè vßng quay trơc chÝnh: 1000v 1000 30 n 1469 (vòng/phút) D 3,14 6,5 Chọn theo máy nm= 1500(vòng/phút) vt=30,6 (m/phút) 9.4 Nguyên công 4: Mài tinh mặt trụ Lợng d cho nguyên công mài tinh lµ t = 0,15 (mm) TÝnh vËn tèc cđa đá theo công thức sau: vd .D.nd (m/ph) 1000 60 Trong đó: D: đờng kính đá mài, D = 100mm, chiều dày đá mài là: H = 50 (mm), Tra bảng 5.204 sổ tay công nghệ chế tạo máy tËp II ta cã sè vßng quay cđa chi tiÕt nct lợng chạy dao ngang Sct là: nct = 150 (vòng/phút) Sct = 1,02 (mm/phút) Hệ số điều chỉnh lợng chạy dao ngang K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào đờng kính đá mài vật liệu gia công K1 = 0,8 K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào lợng d độ xác gia công K2 = 0,8 Lợng chạy dao tính toán là: Stt = Sct.K1.K2 = 1,02.0,8.0,8 = 0,66 (mm/phót) VËn tèc cđa chi tiÕt .D.nd 3,14.40.150 vd   0,314(m/ phót) 1000 60 1000 60 10 Tính thời gian cho tất nguyên công Trong sản xuất loạt vừa, thời gian nguyên công đợc tính theo công thức: Ttc=To+Tp+Ttp+Ttn To- Thời gian bản, thời gian để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc tính chất c¬ lÝ cđa chi tiÕt Tp- Thêi gian phơ (thêi gian cần thiết để công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao bàn máy, kiểm tra kích thớc chi tiết) lấy gần Tp=10%To Tpv- Thời gian phục vụ chỗ lµm viƯc gåm: thêi gian phơc vơ kÜ tht (Tpvkt) để thay đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ (Tpvkt=8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To) Ttn- Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên công nhân (Ttn=5%To) Ttc=To+0,1To+0,11To+0,05To=1,26To To đợc xác định theo phơng pháp gần Đối với nguyên công 1: - Khoan lỗ ỉ6,5: To = 0,00052d.L = 0,00052.6,5.70 = 0,2366 (phót) - Khoan lỗ ỉ23,5: To = 0,00052d.L = 0,00052.23,5.35 = 0,427 (phút) - Tiện thô mặt trụ ỉ35: To=0,00017d.L=0,00017.35.55 = 0,327 (phút) - Tiện tinh mặt trụ ỉ35 To=0,00010d.L=0,00010.35.55 = 0,1925 (phút) - Tiện thô mặt đầu sau tiện tinh mặt đầu: To = 0,000037(D2-d2) + 0,000052(D2-d2) = 0,000037(352-27,52) + 0,000052(35227,52) = 0,1763 (phút) - Tiện thô tiện tinh lỗ ỉ27,5: To=0,00017d.L + 0,0001d.L =0,00017.27,5.34 + 0,0001.27,5.34 = 0,2524 (phót) - TiƯn r·nh: To= 0,00015d.L = 0,00015.30.32 = 0,144 (phót)  ∑To = 0,2366 + 0,427 + 0,327 + 0,1925 +0,1763 + 0,2524 + 0,144 = 1,7558 (phót);  Ttc = 1,26To = 1,26*1,7558 = (phót) §èi víi nguyên công 2: Tiện thô tinh mặt đầu l¹i: To = 0,000037(D2-d2) + 0,000052(D2-d2) 2,213 = 0,000037(352-6,52) + 0,000052(3526,52) = 0,1053 (phót)  Ttc = 1,26To = 1,26*0,1053 = 1,327 (phút) Đối với nguyên công 3: Khoan lỗ Ø6,5: To = 0,00052d.L = 0,00052.6,5.35 = 0,0118 (phót)  Tct = 1,26To =1,26*0,0118 = 0,015 (phút) Đối với nguyên công 4: Mài tinh bề mặt làm việc: Thời gian cho nguyên công mài là: T0 1, 25 h t.nc (phút) Trong đó: h: Lợng d mài , h = mm t: Chiều sâu mài , t = 0,15 mm nct: Sè vßng quay cđa chi tiết, nct = 150 (vòng/phút) Thay số vào công thøc trªn ta cã: T0  1, 25 h  1, 25  0, 055 (phót) t.nc 0,15.150 Thêi gian cho nguyên công là: T0 = 2.0,055 = 0,11 (phót)  Tỉng thêi gian gia c«ng để chế tạo đợc chi tiết: t = 2,213 +1,327 + 0,015 + 0,11 = 3,665 (phót) Tµi liƯu tham kh¶o Híng dÉn thiÕt kÕ hƯ thèng phanh ô tô máy kéo Dơng Đình Khuyến (1995) BàI GIảNG CấU TạO ÔTÔ Phạm Vỵ Dơng Ngọc Khánh (2004) Thiết kế tính toán ô tô máy kéo Nguyễn Hữu Cẩn Phan Đình Kiên (1987) Lý thuyết ô tô máy kéo Nguyễn Hữu Cẩn, D Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998) Phanh ôtô sở khoa học thành tựu GS TSKH Nguyễn Hữu Cẩn (2004) Dung sai đo lờng khí An Hiệp Trần Vĩnh Hng (1999) Sổ TAY CÔNG NGHệ CHế tạo máy 1,2,3 Gs.Ts Nguyễn Đắc Lộc (Chủ biên) Các tài liệu sử dụng hÃng HINO, hyundai ... cÊu phanh C¬ cấu phanh ? ?tô chủ yếu có hai dạng: phanh guốc phanh đĩa Phanh guốc sử dụng chủ yếu ? ?tô có tải trọng lớn: ? ?tô tải, ? ?tô chở khách số loại ? ?tô Phanh đĩa đợc sử dụng nhiều loại ? ?tô con,... nhạy phanh tốt, bố trí dễ dàng sử dụng thích hợp với ? ?tô kể Phanh khí thờng sử dụng ? ?tô vận tải trung bình lớn Ngoài loại ? ?tô vận tải trung bình lớn dùng hệ thống phanh thuỷ khí Dùng hệ thống phanh. .. trình bầy sơ đồ hệ thống phanh thủy khí Hệ thống phanh thủy khí gồm có máy nén khí dẫn động từ động ? ?tô, bình chứa khí nén, van phân phối,bình dầu,xi lanh khí xi lanh thủy lực (ba phận kết hợp thành