Ô tô (phương ngữ Bắc Bộ) hay xe hơi (phương ngữ Nam Bộ) hoặc car (tiếng Anh) là loại phương tiện giao thông chạy bằng 4 bánh có chở theo động cơ của chính nó. Tên gọi ôtô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), tên tiếng Pháp xuất phát từ từ auto (tiếng Hy Lạp, nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng La Tinh, nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được gồm xe không ngựa và xe có động cơ. Còn từ ô tô trong tiếng Việt chỉ dùng để chỉ các loại có 4 bánh. Chữ xe hơi bắt nguồn từ chữ Hoa 汽車, phát âm theo Hán Việt là khí xa. Còn người Nhật gọi xe hơi là 自動車 (Tự động xa) nghĩa là xe tự động. Các kiểu khác nhau của xe hơi gồm các loại xe: xe buýt, xe tải. Có khoảng 1,32 tỷ chiếc xe được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2016.2 Khi lần đầu tiên ra mắt, xe hơi được hoan nghênh như một (phương tiện) cải tiến về môi trường so với ngựa. Trước khi nó ra mắt ở thành phố New York; hơn 10,000 tấn phân hàng ngày được dọn khỏi các đường phố. Tuy nhiên, năm 2006, các xe hơi là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí và tiếng ồn cũng như ảnh hưởng tới sức khoẻ trên khắp thế giới.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Link Cad: https://drive.google.com/drive/folders/1mzDoGhifQiFcm6THsAWQqcFbgktxPRsf NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Văn Dũng Lớp : Ơtơ B Khố: 52 Nghành : Cơ khí động lực Đề tài thiết kế: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE SƠMI RƠ MOOC” Các số liệu ban đầu: Tham khảo tài liệu xe container tải trở 40 feet TT THÔNG SỐ Đơn vị Đồn xe thiết kế Kích thước chung(dài x rộng x cao) mm 16384x2495x3985 Trọng lượng không tải N 141000 Trọng lượng người lái N 1300 Trọng lượng toàn đoàn xe N 355500 Phân bố lên trục trước đầu kéo N 49940 Phân bố lên trục sau đầu kéo Phân bố lên chốt kéo N 127560 N 89000 11 Phân bố lên trục SMRM N 89000 Phân bố lên trục SMRM N 89000 Chiều dài sở đầu kéo m 3,7 Chiều dài sở SMRM m 9,29 Toạ độ trọng tâm theo chiều cao đầu kéo m 1,169 Toạ độ trọng tâm theo chiều cao SMRM m 2,23 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Tổng quan hệ thống phanh ơtơ Phương án thiết kế Tính tốn thiết kế cấu phanh - vẽ hoạ đồ lực phanh tính tốn lực tác dụng lên cấu phanh - tính bền chi tiết cấu phanh thiết kế cấu phanh SMRM tính tốn bầu phanh Các vẽ đồ thị: Bản vẽ bố trí chung hệ thống phanh Bản vẽ van phân phối dòng Bản vẽ điều hoà lực phanh 22 Bản vẽ bầu phanh tích Bản vẽ bầu phanh đơn Bản vẽ van gia tốc Bản vẽ cấu phanh SMRM Bản vẽ van điều áp cho cầu trước đầu kéo Cán hướng dẫn: Thầy giáo PGS.TS Võ Văn Hường Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: ……… Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: ……… CHỦ NHIỆM BỘ MÔN Hà Nội, Ngày … tháng … năm …… Cán hướng dẫn 33 LỜI MỞ ĐẦU Từ xã hội loài người bắt đầu bước vào thời kỳ đại phương tiện di chuyển người ngày trở nên đại hơn, đa dạng phương thức nguyên lý làm việc Trên khơng có kinh khí cầu, tàu lượn, máy bay, tàu vũ trụ môi trường nước có ca nơ, tàu thủy, tàu ngầm Trên có tầu hỏa, tầu điện, ơtơ xe máy Trên đường ơtơ phương tiện có nhiều ưu điểm trội: động, tính an tồn tiện nghi Năm 1860 tơ sử dụng động đốt đời Sự đời ô tô sử dụng động đốt thách thức phương tiện vận tải thô sơ thời ngày thúc đẩy ngành vận tải đường phát triển Thông qua nhu cầu tiêu thụ, lưu lượng vận chuyển hàng hóa phương tiện giao thơng đánh giá mức độ phát triển kinh tế đất nước Trước vấn đề thiết đó, với tiến khoa học công nghệ, ngành sản xuất chế tạo ô tô giới ngày phát triển hoàn thiện đáp ứng khả vận chuyển, tốc độ, an toàn đạt hiệu kinh tế cao Ngày ôtô không phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, mạnh mẽ vẻ đẹp xe thể lịch lãm tạo phong cách cho người chủ sử dụng Tính tiện nghi cho người dùng thân thiện với môi trường sống chung quanh hai tiêu chí đặt hàng đầu mà tất cường quốc công nghiệp ôtô phải dựa vào để nghiên cứu phát minh để tạo sản phẩm tốt Tuy đất nước ta nghèo kinh tế đà phát triển xong năm gần 44 đảng nhà nước ta trọng phát triển nghành ôtô để theo kịp với phát triển giới Nhằm nâng cao khả tư cho sinh viên khả hiểu biết tính tốn thiết kế mà em giao nhiệm vụ “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN CHO SƠMI RƠ MOOC ” Em biết hệ thống phanh hệ thống quan trọng phức tạp, đặc biệt ngày hệ thống giao thông tốt, xe đại có vận tốc chuyển động ngày cao việc sâu nghiên cứu để hoàn thiện làm việc hệ thống phanh nhằm đảm bảo tính an tồn cao cho chuyển động tơ ngày cấp thiết Trong phần tính tốn thiết kế em dựa chủ yếu vào số liệu xe sơ mi rơ mooc tải trở container 40 feet , tài liệu tham khảo hướng dẫn tính toán thiết kế Do lần đầu làm quen với thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp em có mảng kiến thức em chưa nắm vững nên em cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan song làm em khơng thể tránh sai sót Em mong hướng dẫn bảo thêm thầy môn để em củng cố thêm kiến thức hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức mà em học hỏi Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy môn, đặc biệt thầy Võ Văn Hường trực tiếp hướng dẫn, bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Một lần em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, Ngày 01 tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực 55 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1 Công dụng Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn xe ôtô giữ ôtô đứng yên đường có độ dốc định 1.2 Phân loại 1.2.1 Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh chia thành loại sau: - Hệ thống phanh (phanh chân) - Hệ thống phanh dừng (phanh tay) - Hệ thống phanh chậm dần (phanh động cơ, thuỷ lực điện từ) 1.2.2 Theo kết cấu cấu phanh Theo kết cấu cấu phanh hệ thống phanh chia thành hai loại sau - Hệ thống phanh với cấu phanh guốc - Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa 1.2.3 Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh chia - Hệ thống phanh dẫn động khí - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực - Hệ thống phanh dẫn động khí nén - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực 66 - Hệ thống phanh dẫn động có cường hố 1.2.4 Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh Theo khả điều chỉnh mơmen phanh cấu phanh có hệ thống phanh có điều hồ lực phanh 1.2.5 Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh có hệ thống phanh với chống hãm cứng bánh xe ABS 1.3 Yêu cầu Hệ thống phanh ơtơ phải đảm bảo u cầu sau: • Có hiệu phanh cao tất bánh xe nghĩa đảm bảo quãng đường phanh ngắn phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm • Phanh êm dịu trường hợp để đảm bảo ổn định chuyển động ơtơ • Điều khiển nhẹ nhàng, có nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp phanh hay địn điều khiển khơng lớn • Dẫn động phanh có độ nhạy cao • Đảm bảo việc phân bố mômen phanh bánh xe phải đảm bảo tận dụng hết khả bám bánh xe phanh cường độ khác • Khơng có tượng tự xiết phanh • Cơ cấu phanh nhiệt tốt • Có hệ số ma sát trống phanh má phanh cao ổn định điều kiện sử dụng • Giữ tỉ lệ thuận bàn đạp với lực phanh bánh xe 77 • Có khả phanh ôtô ôtô đỗ dốc thời gian dài Cấu tạo chung hệ thống phanh Cấu tạo chung hệ thống phanh ôtô mô tả sau: Hình1.1 Hệ thống phanh ơtơ Qua sơ đồ cấu tạo cho thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần + Cơ cấu phanh: Là phận trực tiếp tiêu hao động ôtô q trình phanh Cơ cấu phanh bố trí bánh xe nhằm tạo mô men hãm bánh xe phanh ôtô Hiện thường dùng cấu phanh dạng ma sát (khô ướt) tạo ma sát hai phần: quay không quay + Dẫn động phanh: tập hợp chi tiết dùng để truyền lượng từ 88 cấu điều khiển đến cấu phanh điều khiển trình truyền lượng trình truyền với mục đích phanh bánh xe với cường độ khác Trên ôtô sử dụng phương pháp điều khiển trực tiếp hay gián tiếp Điều khiển trực tiếp trình tạo tín hiệu điều khiển, đồng thời trực tiếp cung cấp lượng cần thiết cho hệ thống phanh để thực phanh Năng lượng trình truyền với mục đích phanh xe với cường độ khác Điều khiển gián tiếp trình tạo nên tín hiệu điều khiển cịn lượng cấu khác đảm nhận 2.1 Cơ cấu phanh Trên xe ôtô người ta thường sử dụng cấu phanh dạng tang trống cấu phanh đĩa 2.1.1 Cơ cấu phanh tang trống Cơ cấu phanh tang trống phân chia phụ thuộc vào - Theo dạng bố trí guốc phanh: đối xứng qua trục đối xứng, đối xứng qua tâm quay, cấu phanh tự lựa bơi, guốc phanh tự cường hoá - Theo phương pháp truyền lượng điều khiển: phanh thuỷ lực, phanh khí nén, phanh tay 99 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng trục quatâtrục Cơ cấu phanh đối xứng qua trục có nghĩa hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng thể hình 1.2 Trong sơ đồ hình 1.2a loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh: Sơ đồ 1.2b loại sử dụng xi lanh thuỷ lực để ép guốc 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 mà phanh trống phanh phía dưới, khe hở phía điều chỉnh trục cam ép 10 Bầu phanh nằm phía dưới, có cấu tạo ngun lí hoạt động giống bầu phanh đơn trình bày 10 11 Hình 2.7 : Bầu phanh sau Thân dưới; Đĩa tỳ; Màng phanh; Đầu nối với van phanh tay Pittơng bầu tích năng; Lị xo tích năng; Ống nối ; Ty kéo Ống tỳ; 10.Ty đẩy; 11 Lị xo 84 Bầu phanh dự phịng dạng xi lanh pittơng khí pittông chia xi lanh thành hai khoang, Bên trái thông với khí trời cịn khoang bên phải thơng với thơng với van phân phối dự phòng (van phanh tay qua cửa Pittông gắn liền với đẩy tì lên màng ngăn chặn bầu phanh đẩy 10 quay cam ép thực phanh lượng lị xo khí nén Vì hệ thống phanh hoạt động bình thường van phân phối dự phịng phải cấp khí nén tới cửa để pitơng nén lị xo lại làm cho đẩy khơng tì vào màng ngăn chặn bầu phanh Khi phanh chân hoạt động bầu phanh làm việc bình thường Vì lí xe chuyển động đứng n đường dốc mà khí nén lị xo ép pitơng để đẩy 10 quay cam ép thực phanh bánh xe +)Tính tốn bầu phanh sau Ngày bầu phanh xe ôtô trọng tải lớn thường sử dụng loại bầu phanh tích năng, để nâng cao độ an toàn cho xe chạy đường 2.1 Lực tác dụng lên đẩy 85 d3 pl x pj pj pl x d2 Q2 l // p2 // p1 h Hình 3.9: Sơ đồ kết cấu bầu phanh Xét cân cấu cam ép Phương trình cân lực: Q2.L.ηT = (P1// + P2//).h/2 (*) Trong đó: Q2 – Lực tác dụng vào đẩy bầu phanh sau L – Cánh tay đòn, xác định vẽ: L = 0,180 m ηT – Hiệu suất truyền động cam ηT = 0,85 P1//, P2// - Lực đẩy cam lên guốc trước guốc sau Từ hoạ đồ lực phanh ta có: 86 P1dk = 23045( N ) P2 dk = 51373,6( N ) h – khoảng cách hai lực chọn theo xe tham khảo: h = 0,03 m Thay số vào công thức (*) ta được: Q2 dk = (P 1dk + P2dk ) L.ηT h = ( 23045 + 51373, ) 0, 015 = 11187 N 0,180.0,85 + Xét cân màng phanh Q2 + Plx = Pj π D22 η1 η Trong đó: Q2 – Lực tác dụng lên đẩy bầu phanh Pj - Áp suất bầu phanh Chọn áp suất bầu phanh 0,8 Mpa D2 - Đường kính hiệu dụng màng phanh η1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, η1 = η2 – Hệ số tính đến tổn hao ma sát, η2 = 0,95 Plx – Lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy: Plx = 140N Thay giá trị vào cơng thức ta có: 87 D1 = 4.(Q2 dk + Plx ) 4.(11187 + 140) = = 0,14( m) Pj π η1.η2 0,8.106.3,14.1.0,95 Diện tích hiệu dụng bầu phanh FA = π D22 3,14.1402 = = 15386mm 4 Diện tích bao kín bầu phanh FB = FA / K K – Hệ số dự trữ lượng, lấy K = 0,9 Vậy: FB = 15386 / 0,8 = 19232,5 mm2 Đường kính bao kín bầu phanh Dbp = 4.FB = π 4.19232,5 = 156mm 3,14 5.2.8 Van bảo vệ kép Dùng để phân nhánh từ máy nén khí thành hai nhánh độc lập tự động ngắt hai nhánh trường hợp nhánh bị hở giữ khí nén nhánh cịn tốt 5.2.9 Van an tồn Van an tồn dùng để phịng ngừa cho hệ thống khí nén khỏi bị tăng áp suất lớn trường hợp tự động điều chỉnh áp suất bị hư hỏng Van thường bố 88 trí bình chứa khí nén gần máy nén khí điều chỉnh áp suất mở van khoảng 0,9 – 0,95 Mpa Trong trình sử dụng cần kiểm tra làm việc bình thường van cách cho xả khí để làm bụi bẩn, sau kiểm tra kín khít hệ thống làm việc bình thường PHẦN : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG PITTƠNG VAN GIA TỐC Chức pittông van gia tốc 89 Hình 4.1Pittơng van gia tốc Đây chi tiết có hình dạng trịn, thường xun chuyển động lên xuống có khí từ van điều khiển tới Chi tiết không chịu va đập mà ma sát với mặt ma sát với nên khơng u cầu cao khả chịu mài mòn độ cứng vững Yêu cầu chi tiết phải nhẹ không bị biến dạng Vật liệu chế tạo hợp kim nhôm Xác định dạng sản xuất: Đây chi tiết nhỏ có khối lượng < kg Ta chọn dạng sản suất hàng loạt nhỏ ( từ 100 – 500 chi tiết năm) Phôi đúc khuôn kim loại Thứ tự nguyên công: Trước gia công chi tiết cần làm NGUYÊN CÔNG I: Khoan vát mép lỗ Φ9 90 n s s Hình 4.4 Ngun cơng Kẹp chặt chi tiết mâm cặp ba chấu Máy khoan: K620 Mũi khoan hợp kim cứng BK8 Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm Lượng chạy dao: s = 0,25 mm/vòng Số vòng quay : n = 1360 vịng/phút NGUN CƠNG II: Vát mép lỗ Φ9 n s Hình 4.5 Ngun cơng 91 Kẹp chặt chi tiết mâm cặp ba chấu Máy khoan: K620 Mũi khoan hợp kim cứng BK8 Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm Lượng chạy dao: s = 0,25 mm/vòng Số vịng quay : n = 1360 vịng/phút NGUN CƠNG III : Tiện thơ mặt trụ ngồi, mặt đầu mặt cạnh, rãnh để đạt kích thước sơ đồ ngun cơng n s s s s s Hình 4.2 Nguyên công Kẹp chặt chi tiết mâm cặp ba chấu Máy tiện: 1K62 Dao tiện: có gắn thêm mảnh hợp kim cứng BK8 Kẹp chặt chi tiết mâm cặp ba chấu Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm 92 s s Lượng chạy dao: s = 0,25 (mm/vòng) Số vòng quay : n = 1360 (v/phút) NGUN CƠNG IV: Tiện thơ mặt trụ Φ14, mặt đầu, mặt cạnh rãnh lại để đạt kích thước sơ đồ ngun cơng n H ình 4.3 Nguyên công 1,25 Kẹp chặt chi tiết mâm cặp s s s ba chấu s Máy tiện: 1K62 Dao tiện: có gắn thêm mảnh hợp kim cứng BK8 Bước đến bước 3: Tiện thô mặt đầu, mặt cạnh rãnh Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm Lượng chạy dao : s = 0,25 mm/vòng Số vòng quay : n = 1360 vòng/phút Bước 4: Tiện thô mặt trụ Φ14 Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm 93 Lượng chạy dao : s = 0,25 mm/vòng Số vòng quay : n = 1360 vòng/phút Bước 5: Tiện tinh mặt trụ Φ14 Chiều sâu cắt : t = 0,1 mm Lượng chạy dao : s = 0,25 mm/vòng Số vòng quay : n = 1360 vịng/phút NGUN CƠNG V: Kiểm tra Kẹp chặt chi tiết hai mũi tâm Kiểm tra độ ôvan mặt trụ ngồi Φ14, đảm bảo độ độ ơvan khơng lớn 0,03mm n Hình 4.6 Ngun cơng ỉnh không vật lạ rơi vào không gian làm việc … bó kẹt cấu phanh cịn xẩy cấu phanh có phanh tay phanh chân làm việc chung cấu phanh Khi có tượng phát thông 94 qua lăn trơn ôtô hay kích bánh xe lăn trơn, qua tiếng chạm phát từ cấu phanh KẾT LUẬN Được giao đề tài tốt nghiệp là: Thiết kế hệ thống phanh khí nén cho xe sơmi rơ móc Ngay sau nhận đề tài em bắt tay vào công việc tính tốn thiết kế Sau ba tháng hướng dẫn tận tình Thầy giáo Võ Văn Hường thầy giáo mơn khí ơtơ, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.Trong thời gian làm đồ án em cố gắng tìm hiểu thêm sách thực tế xong hạn chế trình độ thời gian nên đồ án em cịn nhiều thiếu sót tính tốn lựa chọn phương án, số vấn đề mà em chưa thể sâu vào chi tiết mà em dùng thông số tham khảo xe thực tế nên đồ án tốt nghiệp em nhiều hạn chế Em mong nhận giúp đỡ thầy cô giáo bạn bè đồng nghiệp để đồ án em hoàn thiện Qua đồ án tốt nghiệp giúp em lần làm quen thiết kế tính tốn ơtơ, giúp em hiểu sâu hệ thống phanh nguyên lí hoạt động phận hệ thống Ngoài qua đề tài giúp em tăng khả nghiên cứu đọc tài liệu Cuối em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Võ Văn Hường tồn thể thầy giáo mơn khí ơtơ thuộc Viện Cơ Khí Động Lực Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp 95 Hà Nội, ngày 01- 06- 2012 SV: Nguyễn Văn Dũng TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 Hướng dẫn thiết kế hệ thống phanh ô tô máy kéo Dương Đình Khuyến (1995) Thiết kế tính tốn tơ PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan (2007) Lý thuyết ô tô máy kéo Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (1998) Bài tập sức bền vật liệu Nguyễn Văn Vượng, Bùi Trọng Lựu (2004) Dung sai đo lường khí An Hiệp – Trần Vĩnh Hưng (1999) Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí Trịnh Chất – Lê Văn Uyển (2000) Cấu tạo ôtô quân Vũ Đức Lập - Phạm Đình Vị (1995) Các tài liệu sử dụng xe móc kéo container 10 feet 97 98 ... - Trọng tâm mặt cắt ngang cách mép yC = 120 .5. 2 ,5 + 2 .50 .5. 30 = 15 120 .5 + 2 .50 .5 - Mô men quán tính trung tâm mặt cắt jX = 120 .55 3 110 50 3 + 12 ,5 2.120 .55 − − 15 2.110 50 = 311666mm 12 12 51 ... thép gang c = 50 0 J/kg.độ = 50 0 Nm/kg.độ G – Trọng lượng tồn tơ, G = 355 500N Do ta có : G (V12 − V22 ) 355 500.(8,332 − 0) mt ≥ = = 167, 6( kg ) 2. 15. g c 2. 15. 9,81 .50 0 Trên thực tế, xe tải loại... Y2= 27 ,5 (mm) F1 – Diện tích phần chữ II F1 = 5. 120 = 600 (mm2) F2 – Diện tích phần chữ II F2 = 2 .5. 50 = 50 0 (mm2) ⇒ YC1 = 27 ,5 × 600 = 15( mm) 600 + 50 0 =>YC2=Y2 – YC1= 27 ,5 - 15 = 12 ,5 (mm)