TÍNH TOÁN KIỂM TRA hệ THỐNG PHANH CHÍNH của XE HUYNDAI HD65

Phần i: tính toán kiểm tra hệ thống phanh cđa xe huyndai hd65 tÝnh to¸n hƯ thèng phanh: 1.1 Công dụng, yêu cầu hệ thống phanh : 1.1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô đến giá trị cần thiết dừng hẳn ôtô; - Giữ ôtô dừng đỗ đờng dốc 1.1.2 Yêu cầu Hệ thống phanh ôtô cần đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe nghĩa đảm bảo quÃng ®êng phanh ng¾n nhÊt phanh ®ét ngét trêng hợp nguy hiểm; - Phanh êm dịu trờng hợp để đảm bảo ổn định chuyển động ôtô; - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn; - Dẫn động phanh có độ nhạy cao; - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám phanh cờng độ khác nhau; - Không có tợng tự xiết phanh; - Cơ cấu phanh thoát nhiết tốt; - Có hệ số ma sát trống phanh má phanh cao ổn định điều kiện sử dụng; - Giữ đợc tỉ lệ thuận lực bàn đạp với lực phanh bánh xe; - Có khả phanh ôtô đứng thời gian dài 1.2 sơ đồ chung hệ thống phanh xe Huyndai hd65 : 1.2.1 Các thông số kỹ thuật xe Huyndai hd Đặc tính kỹ thuật Kiểu tay lái Chiều dài sở Kích thớc trọng lợng Chiều dài toàn Chiều rộng toàn Chiều cao toàn Chiều dài sở Toạ độ trọng tâm Đầy tải Trọng lợng thân Trọng lợng toàn Vận tốc lớn Khoảng sáng gầm xe Tính cụm Ly hợp Hộp số Loại Tỉ số truyền mm Bên trái 3735 mm mm mm mm 6624 2050 2205 3735 KG KG Km/h mm a = 1.310; b = 1.140; hg= 800 2860 3500 85 235 Đơn, ma sát khô số tiến, số lïi 4,452 - 2,619 - 1,517 - 1,0 - 0,854; Lùi 4,472 Cơ khí Các đăng Điều khiển Kiểu truyền động Bánh xe Cỡ lốp Cầu chủ động (tỷ số truyền) Hệ thống lái Phanh Phanh chính, loại 215/60R16 4,555 Cơ khí, bánh Thủy lực, trợ lực chân không, dòng, có điều hoà lực phanh Phanh tríc: §Üa Phanh sau: Tang trèng HƯ thèng treo Trớc Sau Giảm chấn Động Kiểu động Độc lập, lò xo trụ xoắn Nhíp Thủy lực, tác ®éng mét chiÒu Model: D4DB-d – Xylanh thẳng hàng – TURBO Euro Dung tÝch xi lanh TØ sè nén Công suất lớn Mômen xoắn lớn kgm/rpm cc 3,907 18:1 120/1300 30/2000 1.2.2 Sơ đồ hệ thống phanh đợc thể (hình 1.1) Hình2.6 Sơ dồ hệ thống phanh dẫn động dầu Bàn đạp phanh, Xilanh phanh chÝnh, Xilanh phanh b¸nh xe , Guèc phanh , §êng èng dÉn dầu,6 Phanh đĩa Cụm má phanh 1.2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh : Khi không phanh: Lò xo hồi vị kéo guốc phanh vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ đờng ống Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp 1, qua đẩy tác động vào pittông nằm xylanh 2, ép dầu xylanh đến đờng ống dẫn Chất lỏng với áp suất cao (khoảng Mpa) tác dụng vào pitông xylanh bánh xe pitông cụm má phanh Hai pitông thắng lực lò xo đẩy guốc phanh ép sát vào trống phanh thực phanh, hay ép sát má phanh vào thực trình phanh Khi phanh ngời lái tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị ép dầu từ xilanh bánh xe 3, xylanh phanh đĩa xilanh Sự làm việc dẫn động phanh thuỷ lực dựa quy luật thuỷ tĩnh áp suất sơ đồ dẫn động đợc truyền đến xi lanh phanh bánh xe nh nhau, lực đẩy lên guốc phanh phụ thuộc vào piston xi lanh công tác Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh, tất nhiên lực tác dụng lên piston xi lanh phanh chính, áp suất dẫn động lực đẩy lên má phanh tăng lên Do dẫn động phanh thuỷ lực tác bảo đảm đợc làm việc đồng thời cấu phanh, bảo đảm tỷ lệ lực tác dụng lên bàn đạp lực đẩy lên guốc phanh hay má phanh cấu phanh đĩa 1.3 TÝnh kiĨm tra c¸c cơm chi tiÕt chÝnh ( HTP ) xe Huyndai hd65: 1.3.1Xác định mô men cần có cấu phanh: Pj G Z2 Z1 O1 b a O2 L M« men phanh sinh cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc độ dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần giới hạn cho phép Với cấu phanh đặt trực tiếp tất bánh xe mô men phanh tính toán cần sinh cấu phanh cầu trớc là: M PT  m1.G1  rbx (1) Víi c¬ cÊu phanh đặt trực tiếp tất bánh xe mô men phanh tính toán cần sinh cấu phanh cầu sau là: M PS m2 G2  rbx (2) Trong ®ã : m1, m2: Hệ số phân bố lại trọng lợng phanh cầu trớc cầu sau m m2 1  J max hg g b J max hg g a 1  1  5,8.0,81 1,4 9,81.1,25 5,8.0,81 0,81 9,81.2,485 b - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trớc: b = 1,25(m) a- Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu sau: a = 2,485 (m) hg - ChiỊu cao träng t©m xe: hg = 0,81(m) g - Gia tèc träng trêng: g = 9,81(m/s2)  - HƯ sè b¸m cđa b¸nh xe víi mặt đờng = 0,6 rbx - Bán kính lăn cđa b¸nh xe ta cã: rbx ( B.0,6  d 25,4). ( 215.0,6  16 25,4).0,93 309( mm) G1,G2- Trọng lợng phân bố cầu trớc cầu sau: G1  G.b 3500.1,25  1171( KG ) L 3,735 G2  G.a 3500.2,485  2328( KG ) L 3,735 G- Trọng lợng ôtô đầy tải: G = 3500(KG) Thay giá trị vào (1), (2) ta đợc : Mômen phanh cần sinh cấu phanh tríc lµ : 1,25.1171 M PT  0,6.0,309 135,7 ( KGm ) Mômen phanh cần sinh cấu phanh sau là: M PS 2,485.2328 0,6.0,309 536,3 KGm 1.3.2Xác định góc bán kính () lực tổng hợp tác dụng lên má phanh: Góc (góc tạo trục ox với đờng qua tâm O với điểm đặt lực): tg  cos 21  cos 2 2  sin 21  sin 2 Víi: β1- gãc tính từ tâm chốt quay guốc phanh đến chỗ tán ma sát; 0- góc ôm ma sát; β2 = β1 + β0 B¸n kÝnh ρ cđa lùc tỉng hỵp:  2rt  cos 1  cos    02  sin   2 cos 1    sin  Víi: rt – b¸n kÝnh cđa tang trèng (t theo cỡ lốp xe, vành bánh xe, tham khảo xe tơng tự) rt = 130 (mm) a Má trớc: Theo xe tham khảo ta có:         '  15 ' 11 5 '   '  2  ' rad  130 Do ®ã: tg t'  cos 2.15  cos 2.130 0,2 2.2  sin 2.15  sin 2.130   t' 11,3  t'  2.130 cos15  cos130  2  sin 115  2.2 cos15  130  sin 115 150(mm) b M¸ sau:         tg t'  ''  15 ''  110 ''   ''   ,92( rad )  ''  125 cos 2.15  cos 2.125 0,23 2.1,92  sin 2.15  sin 2.125   t' 13  t'  2.130 cos15  cos125  2 1,92  sin 110  2.1,92 cos15  125 sin 110 148(mm ) 1.3.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh phơng pháp họa đồ: 1.3.3.1 Xác định góc cấu phanh: Khi đà chọn trớc thông số kết cấu (1, 2, 0, r1) tính đợc góc bán kính .Do ta xác định đợc hớng điểm đặt lực N1 (lực N1 hớng vào tâm 0) Gọi R lực tổng hợp hai lực N T Góc đợc xác định nh sau: tg  T  N Víi μ lµ hệ số ma sát ma sát với tang trèng, thêng μ = 0,3 Nh thÕ lµ chóng ta đá xác định đợc góc 16, 70 , nghĩa xác định đợc hớng R1 Góc má phanh trớc má phanh sau cã cïng hƯ sè ma s¸t nh a) X¸c định bán kính r0: Nh mômen phanh sinh cấu phanh sau bánh xe là: M p M p1  M p R1r0  R2 r0  R1  R2  r0 Trong ®ã bán kính r0 đợc xác định theo công thức: r0 Đối với má trớc: r0' 150 0,3  0,3 39,47(mm)  §èi víi m¸ sau: r0'' 148 0,3  0,3 38,94( mm) b ) Xây dựng họa đồ lực phanh: Phanh dÉn ®éng b»ng thđy lùc víi mét xi lanh công tác chung cho hai piston dẫn động guốc phanh trớc sau lực tác động b»ng nhau: Pt = P s = P Häa ®å đợc xây dựng cho guốc phanh Xác định thông số hình học cấu phanh vẽ sơ đồ theo tỉ lệ, vẽ lực P Tính góc bán kính , từ xác định điểm đặt lực R Tính góc vẽ phơng lực R Kéo dài phơng Rt P cắt O, kéo dài phơng P Rs cắt O Để xác định phơng U cần lu ý rằng, trạng thái cân tổng lực tác dụng lên guốc phanh 0: P R U Vì lực phải tạo thành tam giác khép kín Tức là, kéo dài lực chúng phải cắt điểm, điểm O O Để xác định phơng lực U cần nối O với O1 O với O2 Trên hình vẽ, lấy đoạn P đặt song song ngợc chiều Từ lực P dùng c¸c tam gi¸c lùc cho c¸c guèc phanh b»ng cách vẽ đờng song song với lực R U đà có họa đồ Ta có thông số: Cơ cấu phanh sau Má trớc 15 15 130 115 105 100 11,3 150 39,47 Thông số 0(độ) 1(®é) 2(®é) 0(®é) a (mm) c (mm) 0(®é)  (mm) r0 (mm) M¸ sau 15 15 125 110 105 100 13 148 38,94 Do ta có hoạ đồ lực phanh: o'' o' p p r'' n' T' r' u' r'' U'' p p o1 u' r' §o trùc tiÕp hình đoạn R R tính tỷ lÖ: k  R' R ''  104,3 2,213 47,13 o2 u'' Kết hợp ta có hệ phơng trình: ' ' '' ''   R r0  R r0  M  ' '' R  k R     ' p '   0,03894.R '' 0,03947.R  '  2, 213 R '' R Giải hệ phơng trình ta đợc: '  R  ''  R 98, 28 1722, 22( KG ) 778, 23( KG ) Trên họa đồ ta đo đợc giá trị R = 104,3 ta cã tû lÖ xÝch: 1722,22  16,5 KG / mm 104,3 Từ họa đồ lực phanh ta đo đợc: P = 31 (mm) ; U’= 76,7 (mm) ; U’’= 20,3 (mm) Ta tính đợc lực lại: P = 31×16,5 = 511,5 (KG) U’ = 76,7×16,5 = 1065,6 (KG) U’’= 20,3× 16,5 = 336,6 (KG) 1.3.4 KiĨm tra tợng tự xiết: a ) Đối với guốc trớc cấu phanh, quan hệ lực P M p cã d¹ng: Mp   t P c cos   a  c cos  t   sin  t    t BiÓu thøc trªn cho thÊy, nÕu: c cos  t   sin  t    t 0 th× M p Điều có nghĩa mô men phanh guốc phanh phía trớc trở nên vô lớn, tợng tự xiết Với điều kiện để xảy tợng tự xiết là:  c cos  t     t c sin t Với: c khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt, c = 100 (mm); t , t góc đặt bán kính lực tổng hợp đặt guốc phanh ' 11,3   ' 150( mm)   100 cos11,3    0,75 150  100 sin 11,3 Vậy tợng tự xiết xảy với guốc trớc cấu phanh cầu sau b) Đối víi gc sau cđa c¬ cÊu phanh ta cã: Tõ häa ®å ta cã thĨ thÊy  s  c sin s trờng hợp vËy: c cos  s    " sin s >0 Vậy với guốc sau không bao giê cã hiƯn tỵng tù xiÕt TÝnh toán cấu phanh trớc: Mômen phanh sinh cấu phanh loại đĩa quay đợc xác định nh sau: M p m. Q.Rtb Trong ®ã: m - Số đôi bề mặt ma sát Chọn m = Q - Lực ép, ép má phanh vào với đĩa phanh  - HƯ sè ma s¸t  =0,3 Rtb- Bán kính trung bình ma sát Rtb R1  R2 80  130  105(mm) 2 Q rtb R1, R2 bán kính bên bên ma sát Theo xe tham khao ta cã: R1 = 80(mm); R2 = 130(mm) Do ®ã: Q Mặt khác: Q p0 Mp m. Rtb 135,7 2153,97( KG ) 2.0,3.0,105 d n n - Số lợng ống xilanh làm việc Chọn n = p0 - ¸p st chÊt láng hƯ thèng p0 = 50  80 (KG/cm2) Chän p0 = 70 (KG/cm2) d Đờng kính xi lanh bánh xe Nên: Q Xét cân điểm A: = 0º, , φ’ = 10º, NZ1 + Pcosφ’ =  NZ1 = - 5115.cos10º, = - 5037,3 (N); QY1 + Psinφ’ =  QY1 = - 5115.sin10º, ≈ - 888,2 (N); MU1 = XÐt sù c©n b»ng điểm B: = 10, , = 71, NZ1 + Pcos(φ + γ) =  NZ1 = - 5115.cos(10º, +71º, ) ≈ - 800,2 (N); QY1 + Psin(φ + γ) =  NZ1 = - 5115.sin(10º, +71º, ) ≈ - 5052 (N); MU1 = - P[a - Rtcos(φ + γ)] = - 5115 [105 – 130cos(10º, +71º, )]10-3 - 433,1 (Nm) Sau tính đợc giá trị ta lập bảng sau: Vị trí A B NZ1(N) - 5037,3 - 800,2 QY1(N) - 888,2 - 5052 MU1(Nm) - 433,1 Lực mô men Xét cân cho đoạn dới ta có: NZ2 = - U1Ycosδ - U1Xsinδ QY2 = U1Ysinδ - U1Xcosδ Nz2 MU2 = - U1XCsin(β 0+α0) + U1YC[1 – cos(β0+α0)] (α0 + β0) Mu B Q y2 O C U1y U1x C Nưa díi gc phanh Trong ®ã: U1Y = U’.sin120 = 17209,5 sin120 ≈ 3578 (N) U1X = U’.cos120 = 17209,5 cos120 16833,4 (N) Tại điểm B: = 60 ; α0 + β0= 790  NZ2 = - 3578cos6º, - 16833,4sin6º, ≈ - 5318 (N)  QY2 = 3578sin6º, - 16833,4 cos6º, ≈ - 16367,2 (N)  MU2 = - 16833,4 0,1sin790 + 3578 0,1 (1 – cos790) -1362,9 (Nm) Tại điểm C: = 0, ; C =  NZ2 = - 16833,4 sin6º, - 3578cos6º, ≈ - 5318 (N)  QY2 = - 16833,4 cos6º, + 3578sin6º, ≈ - 16367,2 (N)  MU2 = Sau tính đợc giá trị ta lập bảng sau: Vị trí Lực mô men NZ2(N) QY2(N) MU2(Nm) B C - 5318 - 16367,2 -1362,9 - 5318 - 16367,2 Căn vào bảng ta vẽ đợc biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh tính bền P P Q N P M Tại điểm B có giá trị lớn nhất, ta xét điểm Xác định ứng suất điểm 1, 2, tiết diện hình chữ T guốc phanh Các số liệu điểm B: NZ2 = - 5318 (N) ; QY2 = - 16367,2 (N) ; MU2 = -1362,9 (Nm) Xét điểm (2): Điểm có khả gÃy nhiều nhÊt: R2 = 122 (mm) = 12,2 (cm) øng suÊt QY2 MU gây đợc tính toán nh sau: Rth  QY M U   1  F Wu  Ri  Víi: F - diƯn tÝch cđa tiÕt diƯn tÝnh to¸n:  F = F1 + F2 = 300 + 240 = 540 (mm2) = 5,4 (cm2) Rth- bán kính đờng trung hòa, Rth = 11,7 (cm) Ri- bán kính điểm xét, Ri = R2 = 12,2 (cm) Wu: M«men chèng n cđa vËt liệu Wu Jx ymax Jx: Mômen quán tính Xác định mômen quán tính jX: jx R R3  c3 12 C2  Y F2 R   R2  a 12  YC21F1 Các ký hiệu xem hình vẽ guốc phanh hình ch÷ T:  jX 122  96  63 125  122  1083     13 240   10 300 12 12 386000(mm ) 38, 6(cm ) ymax - Khoảng cách từ ®iĨm xa nhÊt ®Õn ®êng trung hoµ  ymax = Rth- R3 = 117 - 96 = 21 (mm) = 2,1 (cm)  Wu  Jx 38,  18, 4(cm3 ) ymax 2,1 QY: Lùc híng kÝnh theo phơng Y cắt QY = 16367,2 (N) Do ®ã:  16367,2 1362,9.100  5, 18,  11,    12,  3334, 7( N / cm )   øng suÊt tiÕp lùc NX g©y ra:  N X S X j X b Víi: b – chiỊu dÇy phÇn bị cắt, b = (mm) = 0,6 (cm) NX - lực cắt theo bảng trên, NX = NZ2 = 5318 (N) SX - mômen tĩnh phần bị cắt trục quán tính trung tâm, jX - mômen qu¸n tÝnh cđa tiÕt diƯn, jX = 38,6 (cm4) X¸c định mômen tĩnh tiết diện cắt SX: S X YdF Fc Với: Fc- diện tích phần bị cắt, Fc = 240 (mm2) = 2,4 (cm2) Y – täa độ trọng tâm phần bị cắt trục trung hßa, Y2 = 23 (mm) = 2,3 (cm) Suy ra: SX = Y2.Fc = 2,3.2,4 = 5,52 (cm3) Do ®ã:  5318 5,52 1267,5( N / cm ) 38, 0, Xét điểm (1): R1= 125 (mm) = 12,5 (cm) øng suÊt QY2 vµ MU gây đợc tính toán nh sau: 16367,2 1362,9.100  5, 18,  11,    12,5  3505( N / cm ) Xét điểm (3): R3 = 96 (mm) = 9,6 (cm) øng suÊt QY2 vµ MU gây đợc tính toán nh sau: 16367,2 1362,9  5, 18,  11,    9,   1256, 4( N / cm )   TiÕt diƯn ngang cđa gc phanh hình chữ T nên điểm (1) (3) có dF = SX=0 Tại điểm (1) (3) có SX = = Với kết tính toán ta lập đợc bảng sau: ... đồ hệ thống phanh đợc thể (hình 1.1) Hình2.6 Sơ dồ hệ thống phanh dẫn động dầu Bàn đạp phanh, Xilanh phanh chÝnh, Xilanh phanh b¸nh xe , Guốc phanh , Đờng ống dẫn dầu,6 Phanh đĩa Cụm má phanh. .. cấu phanh đặt trực tiếp tất bánh xe mô men phanh tính toán cần sinh cấu phanh cầu trớc là: M PT m1.G1 rbx (1) Với cấu phanh đặt trực tiếp tất bánh xe mô men phanh tính toán cần sinh cấu phanh. .. guốc phanh hay má phanh cấu phanh đĩa 1.3 TÝnh kiĨm tra c¸c cơm chi tiÕt chÝnh ( HTP ) xe Huyndai hd65: 1.3.1Xác định mô men cần có cấu phanh: Pj G Z2 Z1 O1 b a O2 L M« men phanh sinh cấu phanh