đồ án môn họg thiết ké tính toán ô tô đề tài thiết kế tính toán phanh ô tô

Bộ GIÁO DỤG VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌG SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌG THIẾT KÉ TÍNH TỐN Ơ TƠ NGHÀNH: GƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GHUYÊN NGÀNH: Gơ ĐIỆN TỬ Ô TÔ TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ TÍNH TỐN PHANH Ơ TƠ Sinh viên thực hiện: Đặng Văn Thanh Giảng viên hướng dẫn: Lê Anh VŨ Hưng yên, năm 2021 Mục Lục Ghương 1: TỒNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1.1 1.2 1.3 GÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHẦN LOẠI HẸ THỐNG PHANH KẾT GẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN TƠ GÁG HỆ THỐNG PHANH HIỆN ĐẠI .26 Ghương 2: Gơ SỞ LÝ THUYẾT 36 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 XE THAM^HẢQ ^^ : ^.^ 36 THỐNG sô KY THUẬT THẺO ĐÊ BĂÌ 38 XÁC ĐỊNH GÁC THÔNG số KY THUẬT CƠ BẢN 38 Tính tốn thiết kế xy lanh .39 Tính tốn thiết kế đĩa phanh 40 Tính tốn thiết kế xy lanh phanh bánh xe 41 Tính tốn thiết kế trợ lực phanh .43 Hành trình piston xy lanh .45 Hành trình bàn đạp phanh .46 Tính bền đường ống dẫn động phanh 47 2.11 Tính tốn kiểm tra nhiệt độ cấu phanh 48 Ghương 3: THIẾT KẾ TÍNH TỐN PHANH Ồ TỒ 49 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Xác định mô men phanh sinh cấu phanh 49 Tính tốn thiết kế xy lanh 50 Lực trợ lực tạo 51 Tính tốn thiết kế đĩa phanh 52 Tính tốn thiết kế xy lanh phanh bánh xe 52 Tính tốn thiết kế trợ lực phanh 54 Hành trình piston xy lanh .57 Hành trình bàn đạp phanh 58 Tính bền đường c>ng dẫn động phanh 59 Tính tốn kiểm tra nhiệt độ cấu phanh 59 LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triễn to lớn tất ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa hành khách Nên ô tô trở thành phương tiện chủ yếu, phổ biến đễ chuyên chở hàng hóa hành khách, sử dụng rộng rãi lĩnh vực đòi sống kinh tế, xã hội người Hệ thống phanh ô tô phận quan trọng xe, đảm bảo cho tơ chạy an tồn nhiều tốc khác nâng cao vận tốc trung bình tơ Mặt khác, nhị có hệ thống phanh nên tơ có thễ giảm vận tốc hay dừng đỗ điều kiện đường xá giao thông Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm: bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu phanh cao, tính ổn định xe, điều chỉnh lực phanh đễ tăng tính an tồn cho tơ vận hành Trong đồ án thiết kế ô tô em giao nhiệm vụ: “TÍNH TỐN THIẾT KỂ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ”.Có thễ tham khảo loại xe HONDA CIVIC nhằm tính tốn số thong số chính: Xylanh phanh, mơ men phanh, cấu phanh, trợ lực phanh, kích thước đường kính màng Mặc dù cố sắng, thờLgian, kịếnAhức kinh nghiêm thực„tế có hạn nên 111™ lẩm^đo án se khơng tránh thiếu sót Em mong thầy góp ý, bảo tận tâm đễ kiến thức em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Anh VŨ, Thầy mơn tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đồ án Sinh viên thực Đặng Văn Thanh Ghương 1< TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1.1 CÔNG DỤNG, YÊU GẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THÔNG PHANH 1.1.1 GÔNG DỤNG ❖ Hệ thống phanh có chức giảm vận tốc chuyển đông xe, dừng hẳn giữ xe đỗ vị trí định ❖ Đối với ôtô hệ thống phanh cụm quan trọng nhất, bảo đảm cho ơtơ chạy an tồn tốc độ cao, nâng cao suất vận chuyển (tức tăng tốc độ trung bình xe) 1.1.2 PHÂN LOẠI 1.1.2.1 Theo cơng dụng: ❖ Hệ thống phanh (phanh chân) ❖ Hệ thống phanh dừng (phanh tay) ❖ Hệ thống phanh dự phòng ❖ Hệ thống phanh rà hay chậmdần (phanh động cơ, thủy lực điện từ) sử dụng xe cỡ lớn và’ dốc dài 1.1.2.2 Theo kết cấu cấu phanh: ❖ Hệ thống phanh với cấu phanh guốc ❖ Hệ thống phanh với cấu phanh đĩa 1.1.2.3 Theo dẫn động phanh: ❖ Hệ thống phanh dẫn động khí ❖ Hệ thống phanh dẫn động thủy lực ❖ Hệ thống phanh dẫn động khí nén ❖ Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực-khí nén ❖ Hệ thống phanh điện xu thời đại 1.1.2.4 Theo khả nẫng điều chỉnh mômen phanh cấu phanh: Theo khả điều chỉnh mô men phanh cấu phanh có hệ thống phanh với điều hòa lực phanh 1.1.2.5 Theo trợ lực ❖ Hệ ❖ thống phanh có trợ lực Hệ thống phanh khơng có trợ lực 1.1.2.6 Theo khả nẫnk chống bó cứng bánh xe phanh: Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh có hệ thống phanh với bơ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS) 1.1.3 YÊU CẦU -Làm việc bền vững, tin cậy - Có hiệu phanh cao phanh đột ngột với cuờng đô lớn truờng hợp nguy hiểm -Phanh êm dịu truờng hợp khác, để đảm bảo tiên nghĩ an toàn cho hành khách hàng hóa - Giữ cho tơ máy kéo đứng yên cần thiết thời gian không hạn chế -Đảm bảo tính Ốn định điều khiển ô tô máy kéo phanh - Không có tuợng tự siết phanh bánh xe dịch chuyển thẳng đứng quay vòng -Hệ số ma sát má phanh trỗng phanh cao Ốn định điều kiện sửdụng - Có khả thoát nhiệt tốt - Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ * hệĐểthống có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động truờng hợp, phanh ô tô máy kéo có tối thiễu ba loại phanh - Phanh làm việc: Phanh phanh chính, sử dụng thuởng xuyên tất chế độ chuyển động, thuởng đuợc điền khiển đạp nên gọi phanh chân - Phanh dự trữ: Dùng để phanh truờng hợp phanh bị hỏng - Phanh dừng Cịn gọi phanh phụ, dùng để giữ xe đứng yên chỗ dừng xe không làm việc thuờng đuợc điều khiển tay nên gọi phanh tay - Phanh chậm dần : Trên ô tô - máy kéo tải trọng lớn nhu xe tải có trọng luợng toàn lớn 12 tấn, xe khách có trọng luợng tồn lớn xe làm việc vùng đồi núi, thuờng xuyên phải chuyển động xuống dốc dài, cịn phải có phanh thứ tu phanh chậm dần Phanh chậm dần đuợc dồng để phanh hêndục,jẵi cho tốc đồ ô; tô vàxmáykéo không Tăngquá giới hạn cho phép xuống dốc để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước dừng hẳn Gác loại phanh dừng có bơ phận chung kiêm nghiệm chức Nhưng phải có hai bô điều khiển dẫn đông độc lập ❖ Để có hiệu phanh cao phải u cầu ❖ DẦn động phanh phải có độ nhạy lớn. Phân phối mô men phanh páanhxc phải đảm bảo tận dụng toàn trọng lượng bám để tạo lực ❖ Trong trường hợp cần thiết, cỏ thể dùng phận trợ lực hay dùng dẫn động nên bơm thủy lực d hat e tăng hiệu phanh xe có trọng lượng tồn lớn ❖ Để trình phanh êm dịu để người lái cảm giác điều khiển cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cấu đảm bảo tỷ lệ thuận lực tác dụng lên đạp đòn điều khiển với lực phanh tạo bánh xe, đồng thời khơng có tượng tự siết phanh ❖ pĐểl4ảmlỊ^ả-106 - 2,4.106= 5,6.106 (N/m2) Hệ số cường hoá tỉnh sau : f = £p 8.106 « 3,33 Pi 2,4.10 Yêu cầu cường hóa thiết kế ỉà ỉn phải đảm bảo hệ số cường hoá m Givic) Ta xây dựng đường đặc tính cường hố sau: Đồ thị bơ cường hóa lực phanh BỘ cường hỏa phanh thiết kế phải đảm bảo hệ số cường hoa tính 3.6.2 Xác định kích thước màng cường hóa Đe tạo lực tác dụng lên đẩy piston thuỷ lực phải cỏ độ chênh áp buống A buồng B tạo nên áp lực tác dụng lên piston Xét cân màng ta cỏ phương trình sau : Qc F3 (PB - PA ) - Plx F3 AP - Plx Trong đỏ : Ap - Độ chênh áp phía trước phía sau màng A = 0,5FG / cmd = 0,05.10: E / m2 p F3 - Diện tích hữu ích màng (m2) Plx - Lực lo xo ép màng Chọn Plx 150 (N) (Tham khảo xe Honda Civic) Qc - Lực tác dụng lên piston thuỷ lực tính theo cơng thức : Qc=CJ Với: F1 - Diện tích piston xylanh pc - áp suất _ ndo Q,Q26 trợ _ lực phanh —4 = 5,31.1Q m tạo ra, pc 5,56.106 (N/m2) q - hiệu suất dẫn đông thuỷ lực, q 0,95 — Q = 5,6.1Q6Q5,51.1Q4 - 313Q,1(E) g Từ phương trình cân màng ta có : Qg + ] Ap 3130,1 +150 —_ _ 0,05.10: 2, _———ffl 0,065(rn Vậy ta có đường kính màng : - Q, 287m = 287mm Dm m Như màng bơ cường hố có giá trị 287 mm để đảm bảo áp suất cường hoá cực đại pc 3.7 Hành trình pỉston xy lanh Hành trình xy lanh lực cho piston dịch chuyển phải có lớn đủ, để khơng gian phía trước piston mà piston chiếm chơ q trình dịch chuyển phải lớn tống thể tích dầu vào xi lanh làm việc cấu phanh Ta có phương trình sau: , TTc WQQ^— = r x1+—1T2.x2 „ n D2 _ 7Ĩc Zì L 4 ■db 2.(d12 x1+ d22.x9) Trong đó: So - Khoảng cách dịch chuyển piston xi lanh X1,X2 - Khoảng dịch chuyển piston xy lanh làm việc bánh xe chọn: X1 X2 (mm) ) di, d2 - đường kỉnh xy lanh phanh bánh xe trước sau D - Đường kỉnh xỉ lanh chỉnh, D = 26 (mm) ^ b - Hệ số bể sung khỉ phanh ngặt, ~ 1,05 2 ^7X (c1 X1 + c2 %2) 2.(53 + 53 7) W o = -d b = -2 - 1,05 26 (mm) 3.8 Hành trình bàn đạp phanh 2 «126,82 Hành trình tồn bàn đạp đốỉ vớỉ dẫn động phanh chất lỏng tỉnh sở sơ qua bỉến dạng đàn hỗỉ dẫn động chất lỏng sở tỉnh tỉch chất lỏng cần ép khỏỉ xỉ lanh chỉnh Đốỉ vớỉ ơtơ có cấu phanh đặt tất bánh xe hành trình bàn đạp h tỉnh sau : ' Ị.dỉ x, + 2.c 2 x2 l Trong : di - Đường kỉnh xỉ lanh phanh bánh trước, d = 54 mm d2 - Đường kỉnh xỉ lanh phanh bánh sau, d2 = 54 mm x1 - Hành trình pỉston xỉ lanh phanh cấu phanh bánh trước Chọn xi = (mm) x2 - Hành trình pỉston xỉ lanh phanh cấu phanh bánh sau Chọn x2 = (mm) So - Khe hở gỉữa pỉston xỉ lanh chỉnh đẩy nốỉ vớỉ bàn đạp; So=1,5+2(mm), chọn So= 2(mm) D - Đường kỉnh xỉlanh phanh chỉnh; D = 26 (mm) ^b - Hệ số bể sung, khỉ phanh ngặt tỉch dẫn động chất lỏng tăng lên * = 1,05 : 1>10 , chọn Vb= u l, l‘ - Các kỉch thước đon bàn đạp chọn l = 300(mm); l= 80(mm) (Tham khảo xe Honda Cỉvỉc) (2.542.7 + 2.542.7 ì _80_ ^h=L 26 1,1 + 2J.300 « 35,96(mm) Hành trình cực đại bàn đạp phanh ó tó khơng q 150 (mm) Do thoả mãn hành trình bàn đạp phanh 3.9 Tính bền đường ốnk dẫn đỘnk phanh Đường ống dẫn đông phanh chịu áp suất lớn tới 100 KG/cm2 Khỉ tỉnh cỏ thể coi đường ống dẫn dầu loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu cỏ chiều dài lớn ứng suất vỏng tỉnh sau: X t s _ p.R t Trong đỏ: p - áp suất bên đường ống, p = 80 KG/cm2 R - Bán kỉnh bên đường ống dẫn, R = (mm) = 0,3 (cm) s - Chiều dày ống dẫn, s = 0,5 (mm) = 0,05 (cm) 80.0,3 ơ| 4 480 (KG / cm ) 0,05 + Cắt ống mặt phẳng vuông gỏc với trục ống ứng suất pháp " tác dụng lên thành vỏ ống phải cân với áp suất chất lỏng tác dụng lên diện tích mặt cắt ngang ống p.R _ơt_ 480 2_L ơn - ^ v: t 2s = 240 (KG/cm2) XX ^n + ơ2 V2402 + 4802 536,65 (KG/ ) Đường ống làm hợp kim đồng cỏ So sánh thấy ơỵ ~ = 2600 (KG/cm2) Như đường ống dẫn đơng đủ bền 3.10 Tính toán kỉểm tra nhiệt độ cấu phanh Trong q trình phanh tơ, tồn bơ đơng nang khối lượng chuyển đông ôtô chuyển hỏa thành nhiệt cấu phanh Mọt phần lượng nhiệt nung nỏng chi tiết cấu phanh mà chủ yếu đĩa phanh, phần cỏn lại tỏa ngồi khơng khỉ Trong trường hợp phanh ngặt, thời gian phanh ngắn nên lượng nhiệt tỏa ngồi khơng khỉ nhỏ, bỏ qua được, mức gia tăng nhiệt độ đĩa phanh so với mơi trường bên ngồi xác định sau: ? = GỊ^ < [r] 2.g.mt.c Trong đó: T - Sự tăng nhiệt độ đĩa phanh môi trường so với môi trường không khỉ V1 - Tốc độ ô tô bắt đầu trình phanh V2 - Tốc độ tơ kết thủc trình phanh df - Khối lượng đĩa phanh Chọn: mt 30 kg (tham khảo xe Honda Civic) c - Nhiệt dung riêng vật liệu làm đĩa phanh phanh, gang thép: c 500 (J/kg) Với vi= 30 (km/h) 8, 33 (m/s) V2= mức gia tăng nhiệt độ cho phép: Suy ra: 13920.(8,339 -0) T—— ,, — — 3,28 < \T I 2.9,81.30.500 Cơ cấu phanh đảm bảo thoát nhiệt tốt [ r ]=15° KÉT LUẬN Hệ thống phanh dâu trợ lực chân không đặc biệt hệ thống phanh dâu trợ lực chân không Đồ án thiết kế tính tồn phanh có tham khảo xe HONDA CIVIC đễ thực việc tính tốn hệ thống, thông số kỹ thuật vẽ kèm theo, có thễ kễ đến : Mơmen phanh Mơmen Đường phanh kính Lực bàn câu câu xylanh đạp trước: 1141N sau : 686N : 26mm : 1231,14N CCP Trợ lực: Dm=287mm Đồ án thực đủ nhiệm vụ đề tài hoàn chỉnh Tuy nhiên , tính tốn hệ thống phanh chưa thật đủ như: & Tính đủ kết cấu phân trợ lực điều khiễn &■■ Thực nghiệm tiêu hệ thống phanh: *> & gia tốc & quãng đường * lực phanh riêng thời gian phanh Những phân hướng mở rộng đề tài có thêm điều kiên thời gian ... THÔNG số KY THUẬT CƠ BẢN 38 Tính tốn thiết kế xy lanh .39 Tính tốn thiết kế đĩa phanh 40 Tính tốn thiết kế xy lanh phanh bánh xe 41 Tính tốn thiết kế. .. Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đuợc bố trí bánh xe nhằm tạo mô men hãm bánh xe phanh ô tô * Dan đông phanh: Dan đông phanh dùng để truyền khuyêch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cấu phanh. .. thống phanh a) Cơ cấu phanh bánh xe Cơ cấu phanh bô phận sinh mô men phanh chuyển đông ô tô thành dạng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng) Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cấu phanh