1.3.2 .Phân loại theo kết cấu
2.2. Tính tốn thiết kế hệ thống phanh trên cơ sở xe Toyota Innova 2009 23
2.2.4. Tính tốn dẫn động phanh
2.2.4. Tính tốn dẫn động phanh
2.2.4.1 Tính tốn các thơng số cơ bản
2.2.4.1 Tính tốn các thơng số cơ bản của dẫn độngcủa dẫn động
a. Tính đường kính xy lanh chính a. Tính đường kính xy lanh chính
Xét
Xét điều điều kiện kiện cân cân bằng bằng tại tại xy xy lanh lanh chính: chính: (2.20)(2.20) Trong đó:
Trong đó: Q
Q bd bd: lực tác động từ bàn đạp. Chọn Q: lực tác động từ bàn đạp. Chọn Q bd bd= 700 N= 700 N
ηη : hiệu suất truyền động thủy lực. Chọn: hiệu suất truyền động thủy lực. Chọn ηη = 0,92= 0,92 P
Pii : là áp suất dầu làm việc trong hệ thống, chọn p : là áp suất dầu làm việc trong hệ thống, chọn pii = 7MPa = 7MPa l, l
l, l’’: cánh tay đòn dẫn động bàn đạp. Theo xe tham khảo ta có: cánh tay địn dẫn động bàn đạp. Theo xe tham khảo ta có
ll ll' ' = = 300 300 50 50 D: đường kính xy lanh chính D: đường kính xy lanh chính Do đó: Do đó:
b. Hành trình làm việc của các piston trong xy lanh b. Hành trình làm việc của các piston trong xy lanh
Hành trình làm việc của các piston trong các xy lanh ở cơ cấu phanh cầu sau (x Hành trình làm việc của các piston trong các xy lanh ở cơ cấu phanh cầu sau (x22))
được
được tính tính như như sau: sau: (2.21)(2.21) Trong đó:
Trong đó:
: khe hở trung bình giữa má phanh và tang trống, : khe hở trung bình giữa má phanh và tang trống,
λ
λ : độ mịn đường kính cho phép của má phanh [: độ mịn đường kính cho phép của má phanh [ λ λ ] = 1 mm] = 1 mm a: khoảng cách từ tâm trống
a: khoảng cách từ tâm trống tới điểm đặt lực P. tới điểm đặt lực P. a = 105 a = 105 mmmm
c: khoảng cách từ tâm trống tới chốt định vị của má phanh c= 100 mm c: khoảng cách từ tâm trống tới chốt định vị của má phanh c= 100 mm
Cơ cấu phanh trước là phanh đĩa nên khe hở giữa má phanh và tang trống nhỏ nên Cơ cấu phanh trước là phanh đĩa nên khe hở giữa má phanh và tang trống nhỏ nên chọn x
Hành trình tồn bộ của bàn đạp đối với dẫn động phanh bằng chất lỏng được tính dự Hành trình tồn bộ của bàn đạp đối với dẫn động phanh bằng chất lỏng được tính dự trên cơ sở bỏ qua biến dạng đàn hồi của dẫn động chất lỏng và trên cơ sở tính thể tích trên cơ sở bỏ qua biến dạng đàn hồi của dẫn động chất lỏng và trên cơ sở tính thể tích chất lỏng cần ép ra khỏi xilanh chính.
chất lỏng cần ép ra khỏi xilanh chính.
Đối với ơ tơ có cơ cấu phanh đặt ở tất cả các bánh xe, hành trình bàn đạp được tính Đối với ơ tơ có cơ cấu phanh đặt ở tất cả các bánh xe, hành trình bàn đạp được tính theo cơng thức: theo cơng thức: (2.22) (2.22) Trong đó: Trong đó: δ
δ 00 : khe hở giữa thanh đẩy và piston ở xilanh chính: khe hở giữa thanh đẩy và piston ở xilanh chính
. Chọn
. Chọn δ δ 00 =1,5 mm=1,5 mm
dd11, d, d22, D: đường kính xilanh bánh trước, bánh sau và xi lanh chính, D: đường kính xilanh bánh trước, bánh sau và xi lanh chính
ηηbb : hệ số bổ sung khi phanh ngặt thể tích của dẫn động chất lỏng tăng lên: hệ số bổ sung khi phanh ngặt thể tích của dẫn động chất lỏng tăng lên
ηηbb==11,,0505÷÷1,11,1 . Chọn. Chọn ηηbb = 1,05.= 1,05.
Vậy S
Vậy S bd bd ¿¿ [S [S bd bd] =150(mm) thỏa mãn điều kiện.] =150(mm) thỏa mãn điều kiện.
2.2.4.2 Tính tốn thiết kế cường hóa chân khơng 2.2.4.2 Tính tốn thiết kế cường hóa chân khơng
a. Phân tích phương án trợ lực
a. Phân tích phương án trợ lực chân khôngchân không
Hiện nay trên ô tô hiện đại nhằm mục đích cải tiến các hệ thống giảm cường độ lao Hiện nay trên ô tô hiện đại nhằm mục đích cải tiến các hệ thống giảm cường độ lao động cho người lái, để người lái ít mắc những sai sót kỹ thuật khi xử lý, nâng cao an tồn động cho người lái, để người lái ít mắc những sai sót kỹ thuật khi xử lý, nâng cao an tồn khi chuyển động, ít xảy ra tai nạn giao thơng như thiết kế cường hóa lái, cường hóa khi chuyển động, ít xảy ra tai nạn giao thơng như thiết kế cường hóa lái, cường hóa phanh,
phanh, bộ bộ chống chống hãm hãm cứng cứng bánh bánh xe… xe… Vì Vì vậy vậy thiết thiết kế kế bộ bộ cường cường hóa hóa phanh phanh để để giảmgiảm cường độ lao động cho người lái là rất cần thiết.
cường độ lao động cho người lái là rất cần thiết. Thiết kế bộ cường hóa trợ lực chân khơng. Thiết kế bộ cường hóa trợ lực chân khơng.
Tí Tí i i c¸c b¸c¸c b¸ nh nh xexe KhÝtr KhÝtrêêii A A B B E E 9 9
Hình 2.10: Sơ đồ bộ trợ lực chân khơng Hình 2.10: Sơ đồ bộ trợ lực chân không
1. 1. Piston, Piston, xy xy lanh lanh chính chính 4. 4. Van Van chân chân khơng khơng 7. 7. Lọc Lọc khíkhí 2.
2. Đường Đường dẫn dẫn chân chân không không 5. 5. Van Van khí khí 8. 8. Thanh Thanh đẩyđẩy 3. 3. Van Van chân chân không không 6. 6. Van Van điều điều khiển khiển 9. 9. Bàn Bàn đạpđạp
-- Đặc điểm:Đặc điểm:
Sử dụng ngay đường chân không của đường ống nạp của động cơ, đưa chân không Sử dụng ngay đường chân không của đường ống nạp của động cơ, đưa chân không này vào khoang A của bộ trợ lực, cịn khoang B khi phanh được thơng với khí trời.
này vào khoang A của bộ trợ lực, cịn khoang B khi phanh được thơng với khí trời.
-- Nguyên l Nguyên lý hoạt độý hoạt độngng
Khi không phanh cần đẩy 9 dich chuyển sang bên phải kéo theo van số 6 và van số Khi không phanh cần đẩy 9 dich chuyển sang bên phải kéo theo van số 6 và van số 7 cũng chuyển động sang bên phải, van khí tỳ sát van điều khiển đóng đường thơng với 7 cũng chuyển động sang bên phải, van khí tỳ sát van điều khiển đóng đường thơng với khí trời, lúc này khoang A thông với khoang B qua hai cửa E và F đồng thời thơng với khí trời, lúc này khoang A thơng với khoang B qua hai cửa E và F đồng thời thơng với cửa nạp. Khơng có sự chênh áp giữa hai khoang A, B bầu trợ lực khơng làm việc.
cửa nạp. Khơng có sự chênh áp giữa hai khoang A, B bầu trợ lực không làm việc.
Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 9 dịch chuyển sang trái, đẩy các Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 9 dịch chuyển sang trái, đẩy các van số 6 và
van số 6 và số 7 sang trái. Van điều khiển tỳ số 7 sang trái. Van điều khiển tỳ sát vào van chân khơng thì dừng lại sát vào van chân khơng thì dừng lại cịn vancịn van khí vẫn tiếp tục dịch chuyển tách rời van điều khiển. Lúc đó đường thơng giữa cửa E và khí vẫn tiếp tục dịch chuyển tách rời van điều khiển. Lúc đó đường thơng giữa cửa E và cửa F được đóng lại và mở khí trời thơng với lỗ F, khi đó áp suất buồng B bằng áp suất cửa F được đóng lại và mở khí trời thơng với lỗ F, khi đó áp suất buồng B bằng áp suất khí trời, cịn áp suất buồng A bằng áp suất đường nạp (5N/cm
khí trời, cịn áp suất buồng A bằng áp suất đường nạp (5N/cm22). Do đó giữa buồng A và). Do đó giữa buồng A và buồng B
buồng B có có sự sự chênh lệch chênh lệch áp áp suất, suất, do do sự sự chênh lệch chênh lệch áp áp suất này suất này mà mà màng màng trợ trợ lực lực dịchdịch chuyển sang trái tác dụng lên piston 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái chuyển sang trái tác dụng lên piston 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và ép dầu tới các xilanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh.
và ép dầu tới các xilanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Nếu giữ chân ph
Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 9 vanh thì cần đẩy 9 và van khí 6 sẽ dừng lại cà van khí 6 sẽ dừng lại cịn piston 1 tòn piston 1 tiếp tục dịchiếp tục dịch chuyển sang trái do chênh áp. Van điều khiển 7 vẫn tiếp xúc với van chân khơng 5 nhờ lị chuyển sang trái do chênh áp. Van điều khiển 7 vẫn tiếp xúc với van chân khơng 5 nhờ lị
xo nhưng di chuyển cùng piston 1, đường thông giữa lỗ E và F vẫn được bịt kín. Do van xo nhưng di chuyển cùng piston 1, đường thông giữa lỗ E và F vẫn được bịt kín. Do van điều khiển 7 vẫn tiếp xúc với van khí nén 6 nên khơng khí bị ngăn khơng cho vào buồng điều khiển 7 vẫn tiếp xúc với van khí nén 6 nên khơng khí bị ngăn khơng cho vào buồng B. Vì thế mà piston 1 khơng dịch chuyển mà đứng nguyên ở vị trí phanh với lực tương B. Vì thế mà piston 1 khơng dịch chuyển mà đứng ngun ở vị trí phanh với lực tương ứng hiện tại.
ứng hiện tại.
Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 11 kéo bàn đạp phanh về vị trí ban đầu, lúc đó van6 Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 11 kéo bàn đạp phanh về vị trí ban đầu, lúc đó van6 bên phải được mở
bên phải được mở ra thông giữa ra thông giữa khoang A và khoang B khoang A và khoang B qua cửa E qua cửa E và F và F khi đó hệ khi đó hệ thốngthống phanh trở
phanh trở về vị trí về vị trí khơng làkhơng làm việc.m việc.
-- Ưu điểm: tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ Ưu điểm: tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm
làm
việc mà không ảnh hưởng tới công suất động cơ, vẫn đảm bảo được tải chuyên chở và tốc việc mà không ảnh hưởng tới công suất động cơ, vẫn đảm bảo được tải chuyên chở và tốc độ khi ô tô chuyển động.
độ khi ô tô chuyển động.
-- Nhược đi Nhược điểm: độ chểm: độ chân không kân không khi thiết khi thiết kế lấy là 5 Nế lấy là 5 N/cm/cm22 trong khi áp suất khí trời là trong khi áp suất khí trời là 10 N/cm
10 N/cm22, do đó độ chênh áp giữa hai khoang trợ lực là khơng lớn. Muốn có chênh áp lớn, do đó độ chênh áp giữa hai khoang trợ lực là khơng lớn. Muốn có chênh áp lớn hơn phải tăng tiết diện màng, do đó kích thước của bộ trợ lực tăng lên. Nên phương án hơn phải tăng tiết diện màng, do đó kích thước của bộ trợ lực tăng lên. Nên phương án này thích hợp với xe du lịch.
này thích hợp với xe du lịch.
b. Thiết kế bộ trợ lực chân không b. Thiết kế bộ trợ lực chân không
C C B B I I 1 19 9 118 8 117 7 116 6 1155 14 14 13 13 12 12 11 11 10 10 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 2 2 1 1 3 3 D D A A
Hình 2.11: Bộ trợ lực chân khơng Hình 2.11: Bộ trợ lực chân khơng
11.. VVít ít đđiềiều u cchhỉỉnnh h 7. 7. TThhân ân ttrưrướớc c ttrợ rợ llựực c 1133. . LLò ò xo xo hhồồi i vvan an kkhhíí 22.. PPhhớớt t tthhâân n ttrrợ ợ llựực c 88. . TTấấm m đđỡ ỡ llò ò xxo o 1144. . LLọọc c kkhhíí
33.. LLị ị xxo o mmàànng g 99. . TThhâân n vvaan n 1155. . LLò ò xxo o vvaan n đđiiềềuu khiển
khiển
44.. ỐỐnng g nnốối i 1100. . BBu u llôônng g 1166. . VVaan n đđiiềều u kkhhiiểểnn 55.. TThhâân n ssaau u ttrrợ ợ llựực c 1111. . PPhhớớt t tthhaan n vvaan n 1177. . VVaan n kkhhíí
66.. MMàànng g ttrrợ ợ llựực c 1122. . CCầần n đđiiềều u kkhhiiểển n 1188. . ĐĐĩĩa a pphhảản n llựựcc
Nguyên lý làm việc: Nguyên lý làm việc:
Trạng thái không đạp phanh: van nối 17 được nối với cần điều khiển van và bị kéo Trạng thái không đạp phanh: van nối 17 được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lị xo hồi van khí 13, van điều khiển 16 bị đẩy sang trái bởi van điều khiển sang phải do lị xo hồi van khí 13, van điều khiển 16 bị đẩy sang trái bởi van điều khiển 15 do đó van khí 17 sẽ tiếp xúc với van điều khiển 16 vì vậy khí từ bên ngồi qua lọc khí 15 do đó van khí 17 sẽ tiếp xúc với van điều khiển 16 vì vậy khí từ bên ngồi qua lọc khí và bị chặn lại khơng vào được buồng thay đổi áp suất D. Lúc này van chân không bị tách và bị chặn lại không vào được buồng thay đổi áp suất D. Lúc này van chân không bị tách ra khỏi van điều khiển 16 làm
ra khỏi van điều khiển 16 làm thơng các cửa thơng khí giữa buồng thay đổi áp thơng các cửa thơng khí giữa buồng thay đổi áp suất D vớisuất D với buồng áp suấ
buồng áp suất không đổi At khơng đổi A, do đó khơng có sự ch, do đó khơng có sự chênh lệch áp suất giênh lệch áp suất giữa buồng A và Dữa buồng A và D. Vì. Vì vậy piston trợ lực đẩy sang phải bởi lò xo màng.
vậy piston trợ lực đẩy sang phải bởi lò xo màng.
Trạng thái đạp phanh: khi đạp phanh cần điều khiển van đẩy van khí 17 dich chuyển Trạng thái đạp phanh: khi đạp phanh cần điều khiển van đẩy van khí 17 dich chuyển sang trái, van điều khiển 16 bị ép vào van khí bởi lị xo van điều khiển 15 và ép sát dần sang trái, van điều khiển 16 bị ép vào van khí bởi lị xo van điều khiển 15 và ép sát dần vào đến khi tiếp xúc với van chân khơng. Vì vậy đường thơng giữa hai khoang A và D vào đến khi tiếp xúc với van chân khơng. Vì vậy đường thơng giữa hai khoang A và D được đóng lại. Khi van khí 17 dịch chuyển tiếp sang trái nó sẽ tách ra khỏi van điều khiển được đóng lại. Khi van khí 17 dịch chuyển tiếp sang trái nó sẽ tách ra khỏi van điều khiển 16 do đó sẽ mở đường thơng khí trời với buồng áp suất thay đổi D. Như vậy áp suất trong 16 do đó sẽ mở đường thơng khí trời với buồng áp suất thay đổi D. Như vậy áp suất trong khoang A là áp suất họng hút còn áp suất trong khoang D là áp suất khí trời cho nên có sự khoang A là áp suất họng hút còn áp suất trong khoang D là áp suất khí trời cho nên có sự chênh áp giữa hai khoang này điều đó dẫn đến việc ép màng trợ lực sang trái đồng thời chênh áp giữa hai khoang này điều đó dẫn đến việc ép màng trợ lực sang trái đồng thời làm cho ty đẩy dich chuyển sang trái như vậy nó sẽ bổ xung lực tác dụng lên piston sơ làm cho ty đẩy dich chuyển sang trái như vậy nó sẽ bổ xung lực tác dụng lên piston sơ cấp trong xy lanh chính.
cấp trong xy lanh chính.
Trạng thái giữ chân phanh: nếu đạp phanh và dừng bàn đạp ở vị trí trung gian nào Trạng thái giữ chân phanh: nếu đạp phanh và dừng bàn đạp ở vị trí trung gian nào đó thì cần điều khiển van và van khí 17 sẽ dừng lại ty đẩy tiến them một chút nữa do tác đó thì cần điều khiển van và van khí 17 sẽ dừng lại ty đẩy tiến them một chút nữa do tác dụng của sự chênh áp, van điều khiển áp sát van khí. Do vậy ngăn khơng cho khơng khí