Đặc tính kỹ thuật của hệ thống phanh ôtô điện H- 123docz.net

Cơ cấu phanh trước và sau đều là loại trống guốc có cơ cấu ép bằng xylanh kép và có hai điểm tưa cố định của guốc được bố trí cùng phía với các thông số kỹ thuật sau:

Ðường kính tang trống : 161 [mm]

Bề rộng má phanh : 26 [mm]

Bề dày má phanh : 5 [mm]

Khoảng cách từ tâm bánh xe đến đường tâm điểm tỳ : h’’= 60 [mm] Khoảng cách từ tâm của xylanh công tác đến tâm điểm tỳ : h = 120 [mm] Khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm tỳ : s = 63 [mm] Góc ôm của má phanh guốc trước : β = 1170

Góc đặt má phanh guốc trước : α1 = 210

α2= 1380

Góc ôm của má phanh guốc sau : β = 1170

Góc đặt má phanh guốc sau : α1 = 210

α2= 1380

Thông số kĩ thuật của xylanh chính :

Ðường kính xylanh chính : dc = 17 [mm]

Hình 2-4 Sơ đồ tính cơ cấu phanh trống guốc. P- Lưc ép do áp suất dầu trong xy lanh

N- Lưc pháp tuyến T- Lưc ma sát

2.2.4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt dộng của hệ thống phanh trên ô tô điện Hitachi

Hệ thống phanh trên ô tô điện Hitachi gồm :

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Gồm cơ cấu phanh và dẫn động phanh.

- Phanh dừng: Phanh điện từ.

a. Hệ thống phanh chính trên ô tô điện Hitachi

Cấu tạo hệ thống phanh chính ô tô điện Hitachi gồm có hai phần : - Cơ cấu phanh loại trống guốc.

- Dẫn động phanh thủy lưc, trợ lưc điện.

Hình 2-5 Hệ thống phanh chính trên ô tô điện Hitachi.

1- Cơ cấu phanh; 2-Xylanh chính; 3-Tín hiệu truyền đến motor trợ lưc; 4-Tín hiệu từ cảm biến vị trí cam trên càng quay; 5-Chốt truyền tùy động;

6-Tín hiệu từ công tắc hành trình; 7- Công tắc hành trình; 8-Thanh đẩy; 9-Bộ chia dòng; 10-Bàn đạp phanh; 11-Càng trợ lưc; 12-Thanh liên kết;

13-Lò xo tỳ; 14-Càng quay; 15-Cảm biến vị trí cam quay; 16-Motor trợ lưc và bộ giảm tốc.

ECU 10 12 13 14 15 1 2 3 6 7 9 16 11 4 5 8

Nguyên lý làm việc:

- Khi phanh : Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh (10) dịch chuyển sang trái làm mở công tắc hành trình (7), tín hiệu được truyền đến ECU, từ ECU sẽ xuất ra tín hiệu làm quay motor điện, qua bộ giảm tốc (16), quay càng (14), thông qua thanh liên kết (12) làm quay càng trợ lưc (11), tỳ vào chốt tùy động (5) trên thanh đẩy và qua đó tạo nên một lưc phụ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính (2), ép dầu theo các ông dẫn đi đến các xylanh bánh xe để thưc hiện quá trình phanh. Với mỗi vị trí bàn đạp phanh, sẽ ứng với một vị trí ở cam trên càng quay, thông qua cảm biến vị trí (15), sẽ truyền tín hiệu về ECU, ECU sẽ xử lý rồi truyền tín hiệu đến motor trợ lưc để tạo ra lưc trợ lưc hợp lý.

- Khi nhả phanh : bàn đạp phanh (10) trở về vị trí ban đầu, làm đóng công tắc hành trình (7), ECU sẽ không xuất ra tín hiệu làm quay motor trợ lưc nữa, nhờ vào chốt tùy động trên thay đẩy (8) sẽ kéo càng trợ lưc về, thông qua thanh liên kết đưa càng quay về vị trí ban đầu.

b. Hệ thống phanh dừng trên xe điện Hitachi:

A A A - A TL 1:1 1 2 3 5 4 6 7 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

1-Nam châm điện; 2-Mâm ép 1; 3-Tấm ma sát 1; 4-Tấm ma sát 2; 5-Mâm ép 2; 6- Đĩa khóa; 7- Lò xo hồi vị

Hệ thống phanh dừng trên ô tô điện Hitachi được tích hợp với ly hợp điện từ, và có nguyên lý làm việc như sau:

Khi khóa ở vị trí ON, hoặc khi không bật công tắc phanh dừng, lúc đó có một nguồn điện tới nam châm điện (1), hút mâm ép (2) và tấm ma sát (3) tách ra khỏi mâm ép (5), lúc này đĩa khóa liên kết với trục ra của động cơ điện mới có thể quay được và ô tô mới có thể chuyển động.

Khi khóa ở vị trí OFF, hoặc khi bật công tắc phanh dừng, lúc đó không có nguồn điện tới nam châm điện nữa, các lò xo hồi vị (7) đẩy mâm ép (2) và tấm ma sát (3) tỳ chặt đĩa khóa (6) với tấm ma sát (4) trên mâm ép (5), khóa cứng trục ra của động cơ điện, nhờ vậy mà ôtô có thể đứng yên so với mặt đường khi ôtô đứng trên dốc hoặc khi không có người lái.

2.2.4.3. Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống phanh ô tô điện Hitachi a. Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trưc tiếp tạo ra lưc cản và làm việc theo nguyên lý ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ô tô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài

Cơ cấu phanh trước và sau trên ô tô điện Hitachi đều là loại tang trống có cơ cấu ép bằng xylanh kép và có hai điểm tưa cố định của guốc được bố trí cùng phía. Đây là loại cơ cấu phanh tang trống đơn giản nhất và có tính thuận nghịch nhưng không cân bằng. Mô-men ma sát được tạo ra bởi các guốc có giá trị khác nhau do tính chất tách/siết của các guốc đối với tang trống phụ thuộc chiều quay của bánh xe.

2 1 9 7 6 5 4 3 8 12 10 A A B B 15 13 14 A-A TL 2:1 B-B TL 1:1 18 17 16 21 20 19 22 11

Hình 2-7 Cơ cấu phanh.

1-Lò xo hồi vị; 2-Chốt tỳ cố định; 3-Càng phanh dừng; 4-Má phanh; 5-Chi tiết dẫn hướng guốc phanh; 6-Chốt khóa; 7-Guốc phanh; 8-Mâm phanh; 9-Xylanh công tác; 10-Thanh đẩy; 11-Cam tư động điều chỉnh khe hở; 12-Lò xo tỳ;

13-Piston; 14-Nút chắn bụi; 15-Thân xylanh; 16-Chén chận; 17-Lò xo tỳ; 18-Cuppen; 19-Vít nối ống; 20-Đường ống dẫn dầu; 21-Nắp che vít xả khí;

Nguyên lý làm việc:

- Khi người lái đạp bàn đạp phanh, dầu được đẩy từ xylanh chính đến các xylanh công tác (9). Dầu có áp lưc cao sẽ tác dụng lên piston (13) trong xylanh công tác ép guốc phanh (7) vào trống phanh. Khi các má phanh (4) của guốc phanh sát vào mặt của tang phanh, lưc ma sát xuất hiện. Nếu bánh xe chuyển động thì lưc ma sát này sinh ra momen chống lại chiều chuyển động của bánh xe, như vậy quá trình phanh thưc hiện.

- Khi người lái xe nhả bàn đạp phanh, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị (1), các má phanh của guốc phanh được tách ra khỏi bề mặt của tang phanh, giữa má phanh và tang phanh không có lưc ma sát do vậy không cản trở chuyển động của bánh xe, quá trình phanh không xảy ra.

Bộ phận điều chỉnh khe hở: khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, để cho phanh nhả được an toàn, khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết,… Để tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.

1 2

4 3

Hình 2-8 Cơ cấu tư động điều chỉnh khe hở

1-Thanh liên kết; 2-Guốc phanh; 3-Cam tư động điều chỉnh khe hở; 4-Lò xo tỳ Trên cơ cấu phanh ô tô điện Hitachi có bộ phận điều chỉnh khe hở tư động với nguyên lý làm việc như sau:

- Khi phanh: Các guốc phanh (2) sẽ dịch chuyển ép vào trống phanh, xoay vành răng (3) và tách ra khỏi thanh liên kết (1).

- Khi nhả phanh: Lò xo hồi vị kéo các guốc phanh về, đồng thời xoay vành răng và đẩy vào ăn khớp với thanh liên kết. Khi má phanh bị mòn, hành trình xoay của vành răng khi phanh tăng lên, trong khi hành trình xoay trở về là không đổi. Vì vậy mà khe hở giữa guốc phanh và má phanh được điều chỉnh tư động.

b. Xylanh chính

Xi lanh phanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lưc tác động của bàn đạp thành áp suất thủy lưc. Xylanh chính có hai buồng chứa hai piston tạo ra áp suất thủy lưc trong đường ống phanh của hai hệ thống. Sau đó, áp suất thủy lưc tác động lên càng phanh đĩa hoặc các xi lanh phanh của phanh tang trống.

Thân xi lanh được đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ bù, lỗ thông qua, đồng thời đây cũng là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác.

Mỗi buồng của xi lanh chính có một piston, mỗi piston có một lò xo hồi vị riêng. Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm, phía đầu làm việc có gờ cố định, gioăng làm kín, trên mỗi piston có khoan lỗ và có khoang chứa dầu để bù dầu trong hành trình trả. Phía đuôi của piston, khoang thứ nhất có hốc để chứa dầu cần đẩy.

Cúp pen làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển trong xi lanh cùng với piston có tác dụng làm kín khi dầu có áp suất cao ở hành trình nén.

Khi đạp bàn đạp phanh, lưc đạp truyền qua cần đẩy vào xi lanh chính để đẩy piston trong xi lanh này. Lưc của áp suất thủy lưc bên trong xi lanh chính được truyền qua các đường ống dầu phanh đến từng xi lanh phanh.

6 7 8 9 2 1 4 10 11 17 5 3

Hình 2-9 Xylanh chính.

1-Lò xo hồi vị piston số 2; 2-Bulong hãm; 3-Piston số 2; 4-Lò xo hồi vị piston số 1; 5-Piston số 1; 6-Vòng làm kín; 7-Xylanh; 8-Cửa vào; 9-Cửa bù; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Nguyên lý làm việc :

- Khi không đạp phanh: Cuppen của piston 1 (5) và 2 (3) nằm giữa cửa vào (8) và cửa bù (9) làm cho xilanh và bình dầu (11) thông nhau. Piston 2 bị lưc của lò xo hồi vị (1) đẩy sang trái nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm (2).

- Khi đạp phanh: Piston 1 dịch sang phải, cuppen của nó bịt kín cửa bù , bịt đường thông nhau giữa xilanh và bình chứa. Nếu piston 1 bị đẩy tiếp thì sẽ làm tăng áp suất dầu trong xilanh, áp suất này tác dụng lên xylanh công tác bánh trước. Do cũng có một áp suất dầu như thế tác dụng lên piston 2, piston 2 hoạt động giống hệt như piston 1 và tác dụng lên các xylanh công tác bánh sau.

- Khi nhả bàn đạp phanh: Các piston bị áp suất dầu và lưc lò xo hồi vị đẩy về vị trí ban đầu. Tuy nhiên do dầu không chảy từ xilanh bánh xe về ngay lập tức nên áp suất dầu trong xilanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo thành độ chân không). Kết quả là dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xilanh qua cửa vào qua rất nhiều khe hở trên đỉnh piston, van sao và qua chu vi của cuppen. Sau khi piston trở về vị trí ban đầu thì dầu từ xilanh bánh xe dần dần trở về bình chứa qua xilanh chính và các cửa bù. Các cửa bù cũng điều hòa sư thay đổi thể tích dầu trong xilanh do nhiệt độ thay đổi. Vì vậy nó tránh cho áp suất dầu không bị tăng trong xilanh khi không đạp phanh.

Chương 3. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ ĐIỆN HITACHI

3.1. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM CƠ CẤU PHANH

3.1.1. Xác định mô-men phanh yêu cầu

1800 b a hg G4 Ga G3 G1 G2 840 X Y

Hình 3-1 Sơ đồ phân bố khối lượng trên ô tô.

G1- Trọng lượng bản thân cầu trước; G2- Trọng lượng bản thân cầu sau; G3- Trọng lượng hành khách băng ghế trước;

G4- Trọng lượng hành khách băng ghế sau; Ga- Trọng lượng toàn bộ; a,b- Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc; hg- Chiều cao trọng tâm. Tọa độ trọng tâm C của ô tô được xác định theo công thức:

1 . n i i i C G x X G = = ∑ (3.1) Trong đó: G1 = 1863,9[N] G2 = 2648,7[N] G3 = 2.60.9,81=1177,2 [N] G4 = 2.60.9,81=1177,2 [N]

XG1 = 1800 [mm] XG3 = 840 [mm] XG2 = XG4 = 0 [mm] Thay vào công thức (3.1) ta có:

XC = 633 [mm] = b

a = 1800 - b = 1800 - 633 = 1167[ mm] hg = bo/2= 465 [mm]

Với hệ thống phanh không trang bị kiểm soát và điều chỉnh độ trượt bánh xe (ô tô không có trang bị hệ thống chống hãm cứng ABS Anti - look Brake System, hay trang bị hệ thống phanh điều khiển điện tử EBS - Electronic Brake System) thì hệ số bám khi phanh khẩn cấp phải đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất với gia tốc chậm dần lớn nhất mà các bánh xe không bị trượt.

Hệ số bám khi phanh đặc trưng cho cường độ phanh lớn nhất có thể; hay chính là lưc phanh riêng Pr = φbx mà bước tính toán kiểm nghiệm phải đi tìm lại đối với hệ thống phanh đã thiết kế.

Với: Ga =6867 [ KG] L0 =1800 [ mm ] Hg = 465 [ mm ] a = 1167 [ mm ] b = 633[ mm ]

Thì ta có lưc pháp tuyến tác dụng lên các bánh xe trước/ sau khi phanh khẩn cấp được xác định theo hệ số bám lớn nhất có thể có như sau:

( g bx) a bx b h L G G . .ϕ . 2 0 1 = + (3.2) ( g bx) a bx a h L G G . .ϕ . 2 0 2 = − (3.2b) Trong đó : hg: Chiều cao trọng tâm của ô tô .

ϕbx: Hệ số bám giữa lốp với mặt đường khi ô tô được phanh khẩn cấp.

Suy ra mô-men phanh yêu cầu (theo hệ số bám lớn nhất có thể có) ở mỗi bánh xe trước/sau khi phanh khẩn cấp là :

. .

2 2. .

bx bx bx bx

M =G R ϕ (3.3b)

Trong đó : Rbx = 0,2 [m] là bánh kính làm việc trung bình của bánh xe. Thế các thông số đã biết trừ hệ số bám khi phanh φbx chờ phải tìm, ta có:

( ) 1 0 6867 . . . . (633 465. ). .0, 22 2. 2.1800 a bx g bx bx bx bx bx G M b h R L ϕ ϕ ϕ ϕ = + = + = 265,46φbx + 195,14φbx2 (3.4) ( ) 2 0 6867 . . . . (1167 465. ). .0, 22 2. 2.1800 a bx g bx bx bx bx bx G M a h R L ϕ ϕ ϕ ϕ = − = − = 489,91φbx - 195,14φbx2 (3.4b)

Bảng biến thiên mô-men phanh ở các cơ cấu phanh bánh xe trước/sau thay đổi theo hệ số bám được cho trên bảng 3-1.

Bảng 3-1 Bảng tính giá trị mô-men phanh bánh xe trước/sau theo hệ số bám (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

φbx 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Mbx1 28.50 60.90 97.20 137.41 181.51 229.52 281.44 337.25 Mbx2 47.04 90.18 129.41 164.74 196.17 223.70 247.32 267.04 Đồ thị biểu diễn quan hệ mô-men phanh của cơ cấu phanh bánh xe sau Mbx2

và cơ cấu phanh bánh xe trước Mbx1 biến đổi theo hệ số bám φbx được cho trên đồ thị hình 3-2.

Hình 3-2 Đồ thị biểu diễn sư biến thiên mô-men Mbx1 và Mbx2 = f(φbx)

3.1.2. Hệ số phân bố lực phanh lên các trục bánh xe

Từ đây ta có tỷ số quan hệ mô-men giữa cầu sau và cầu trước được xác định bằng: 1 12 2 . . g bx bx bx g bx b h M K M a h ϕ ϕ + = = − 633 465 1167 465 bx bx ϕ ϕ + = − (3.5)

Tỷ số này sẽ được xác định cụ thể theo cơ cấu phanh của ô tô điện Hitachi; từ đó cho phép ta xác định được các thông số làm việc của hệ thống và các chỉ tiêu

Mbx1

BIẾN THIÊN MÔ-MEN TRƯỚC/SAU THEO HỆ SỐ BÁM Mbx

φ b

Đồ thị biểu diễn mối quan hệ phân bố mô-men phanh của cơ cấu phanh bánh xe sau Mbx2 biến đổi theo mô-men phanh của cơ cấu phanh bánh xe trước Mbx1 được cho trên đồ thị 3-3.

Hình 3-3 Đồ thị biểu diễn quan hệ mô-men Mbx2 = f(Mbx1)

3.1.3. Xác định mô-men phanh mà cơ cấu phanh sinh ra

Thưc tế mô-men phanh ở các bánh xe được tạo ra là do các thông số cơ cấu phanh sinh ra dưới tác dụng của áp suất trong hệ thống khi thưc hiện phanh.

Với các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh ô tô điện Hitachi đã có như trên, thì mô-men phanh do cơ cấu phanh sinh ra dưới tác dụng của áp suất được xác định cụ thể theo kiểu và loại cơ cấu phanh như sau:

3.1.3.1. Xác định mô-men phanh do cầu trước sinh ra

Kiểu cơ cấu phanh ở cầu trước là kiểu trống guốc với hai guốc có cùng chung cơ cấu ép là xylanh kép.

Đây là loại cơ cấu phanh kiểu tang trống đơn giản nhất, có tính đối xứng về phương diện kết cấu qua mặt phẳng đối xứng thẳng đứng. Tuy nhiên mô-men ma

Đặc tính kỹ thuật của hệ thống phanh ôtô điện Hitachi

Mục lục