ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO XE TẢI

85 1.3K 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO XE TẢI

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO XE TẢI Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Đức Trung Sinh viên thực hiện : Lê Đình Thành Lớp : CKGTCC Khóa : 44 Hà Nội - 20 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 1 Mục lục Lời nói đầu 3 Chơng I : Tổng quan về hệ thống phanh 4 I. công dụng, phân loại , yêu cầu 4 1. Công dụng 4 2. Phân loại 4 3. Yêu cầu 5 II. Kết cấu , nguyên lý làm việc của hệ thống phanh 5 1. Cấu tạo chung 5 2. Cơ cấu phanh 7 2.1 . Kết cấu chung 7 2.2. Cơ cấu phanh guốc 7 2.3. Cơ cấu phanh đĩa 11 2.4. Cơ cấu phanh dừng 12 3. Dẫn động phanh 13 3.1. Dẫn động phanh chính kiểu cơ khí 13 3.2. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực 13 3.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén 26 3.4. Trợ lực phanh 27 4. Điều hoà lực phanh 32 Chơng II : Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống phanh 36 2.1. Giới thiệu xe cơ sở 36 2.2. Lựa chọn phơng án thiết kế 37 2.3. Phân tích kết cấu hệ thống phanh 38 Chơng III : tính toán thiết kế hệ thống phanh 45 3.1. Xác định toạ độ trọng tâm của ôtô 45 3.2. Xác định mômen phanh cần thiêt sinh ra ở các cơ cấu phanh 46 3.3. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh 48 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 2 3.3.1. Tính toán cơ cấu phanh sau 48 3.3.1.1. Xác định góc và bán kính của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh 48 3.3.1.2. Xác định các lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phơng pháp hoạ đồ 49 3.3.1.3 Tính toán xi lanh bánh xe 52 3.3.1.4. Kiểm tra hiện tợng tự xiế 53 3.3.1.5. Xác định kích thớc của má phanh 53 3.3.1.6. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh 55 3.3. 2. Cơ cấu phanh trớc 56 3.3.2.1. Xác định kích thớc tấm ma sát 56 3.3.2.2. Tính toán đờng kính xilanh bánh xe 56 3.3.2.3. Kiểm tra áp suất tác dụng lên má phanh 57 3.3.2.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh 57 3.4. Tính toán thiết kế dẫn động phanh 58 3.4.1. Xác định các thông số cơ bản 58 3.4.2. Thiết kế bộ trợ lực phanh loại chân không 60 3.5. Thiết kế bộ điều hoà lực phanh theo tải trọng 64 3.5.1. Xác định đờng đặc tính lý tởng của bộ điều hoà lực phanh 64 3.5.2. Xác định đờng đặc tính điều chỉnh của bộ điều hoà lực phanh 67 3.5.3. Xác định các thông số kết cấu của bộ điều hoà lực phanh 69 3.6. Kiểm tra bền một số chi tiết 72 3.6.1. Kiểm tra bền guốc phanh 72 3.6.2. Kiểm tra bền trống phanh 81 Kết luận 83 Tài liệu tham khảo 84 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 3 Lời Nói Đầu Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế nớc ta thì ngành công nghiệp ôtô cũng có những bớc phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng tăng của nhân dân . Tuy nhiên, hệ thống giao thông đờng bộ cha phát kịp sự phát triển, phù hợp với sự vận chuyển của các phơng tiện đi lại. Chính vì thực tế đó mà vấn đề đặt ra cho các nhà khoa học nói chung cũng nh các kỹ s nghành ôtô nói riêng phải nghiên cứu thiết kế, chế tạo ra những chiếc ôtô không những đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, tính năng an toàn cao mà còn phải đạt hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng đợc nhu cầu của ngơì sử dụng. Song song với việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo các hệ thống, các cụm tổng thành, chi tiết trên ôtô thì việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống phanh ôtô là một trong những vấn đề quan trọng nhất. Với nội dung, yêu cầu của đồ án tốt nghiệp, em đã tập trung nghiên cứu, tính toán : Đề tài này có nhiệm vụ Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải 750KG. Muốn vậy, hệ thống phanh thiết kế phải đảm bảo có hiệu quả phanh cao nhất, khi phanh phải êm dịu, thời gian tác dụng phanh là ngắn nhấtTrong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và đợc sự hớng dẫn giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn : Nguyễn Đức Trung và các Thầy trong bộ môn ôtô . Song do khả năng và trình độ của em có hạn nên không tránh khỏi sai sót. Kính mong các thầy giáo tham gia góp ý kiến, để đồ án của em đợc hoà thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn, các thầy, cô giáo trong Bộ môn Cơ khí ôtô, Khoa cơ khí trờng Đại học Giao thông vận tải đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này. Sinh viên Lê Đình Thành Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 4 Chơng I : Tổng quan về hệ thống phanh I. Công dụng , phân loại , yêu cầu 1. Công dụng Hệ thống phanh có tác dụng giảm tốc độ chuyển động , dừng và giữ ôtô ở trạng thái đứng yên Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao đợc năng suất vận chuyển. Trên ôtô sự phanh xe đợc tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh. Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh. H hỏng trong hệ thống phanh thờng kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô. Các h hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh. 2. Phân loại Theo mục đích sử dụng , hệ thống phanh trên ôtô đợc phân thành : + Hệ thống phanh chính ( phanh chân ) + Hệ thống phanh dừng ( phanh tay ) + Hệ thống phanh dự phòng Theo các bộ phận của cơ bản của hệ thống phanh ngời ta phân loại nh sau : + Theo cơ cấu phanh : Phanh guốc , phanh đĩa , phanh dãi + Theo dẫn động phanh : dẫn động khí nén , dẫn động thuỷ lực , dẫn động thuỷ - khí , dẫn động cơ khí , dẫn động điện . Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 5 3. yêu cầu Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau: + Quảng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiểm . Muốn có quảng đờng phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại + Phanh êm dịu trong bất kì mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh + Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn + Thời gian nhạy cảm bé nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn + Phân bố momen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoặc toàn trọng lợng bản thân khi phanh với bất kỳ cờng độ nào + Không có hiện tợng tự siết phanh khi ôtô máy kéo chuyển động tịnh tiến hoặc khi quay vòng + Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt + Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe + Có khả năng phanh khi đứng trong thời gian dài II . Kết cấu , nguyên lý lm việc của hệ thống phanh 1. Cấu tạo chung Trên ôtô thờng có các hệ thống phanh sau : phanh chính , phanh dừng và phanh dự phòng + Phanh chính phải là một hệ thống hoàn chỉnh , độc lập với các hệ thống phanh khác . Nó có nhiệm vụ giảm tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô đang chuyển động khi cần thiết . Hệ thống phanh này đợc điều khiển bằng chân và thờng đợc dẫn động bằng khí nén hoặc thủy lực + Phanh dừng có nhiệm vụ giữ cho ôtô ở trạng thái dừng trong thời gian dài , nó phải có khả năng giữ cho ôtô đỗ đợc trên độ dốc nhất định ( Tuỳ theo tiêu chuẩn qui định ) . Phanh dừng thờng đợc dẫn động bằng cơ khí , điều khiển bằng tay Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 6 + Phanh dự phòng có nhiệm vụ thay thế tạm thời cho phanh chính khi hệ thống phanh này bị sự cố trên đờng . Phanh dự phòng và phanh dừng có thể sử dụng chung một hệ thống . Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô đợc mô tả trên hình 1.1. Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính: - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô. - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp thủy -khí mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí. Hình 1.1 Hệ thốn g p hanh trên ôtô Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 7 Nếu là đẫn động thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn. 2. Cơ cấu phanh 2.1 Kết cấu chung Kết cấu của cơ cấu phanh dùng trên ôtô tùy thuộc bởi vị trí đặt nó (phanh ở bánh xe hoặc ở truyền lực), bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến hành phanh. Cơ cấu phanh ở bánh xe thờng dùng loại guốc và gần đây trên các xe con hiện đại ngời ta thờng sử dụng phanh đĩa (có thể ở cầu trớc, cầu sau, hoặc cả hai cầu) 2.2 Cơ cấu phanh guốc ( phanh trống) a> Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng về một phía A A B B B-B 7 8 9 1 2 3 4 5 8 11 11 10 9 Hình 1.2: Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về 1 phía. Cơ cấu phanh gồm có đĩa 2 đợc gắn lên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh 4 đợc đặt trên các chốt lệch tâm 11. Dới tác dụng của lò xo 3 các má phanh đợc ép chặt vào các cam lệch tâm 9 và ép các đầu tựa làm các piston ở trong xilanh 1 sát lại gần nhau. Xilanh 1 đợc gắn chặt trên đĩa 2. Giữa các piston của xilanh 1 có lò xo nhỏ để ép các piston luôn luôn sát vào các guốc phanh. Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 8 Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh. Để cho các má phanh hao mòn đều hơn nên ở các guốc phanh đằng trớc gắn má phanh dài hơn vì hiệu quả phanh của má trớc theo kiểu bố trí nh trên sẽ lớn hơn nhiều so với má sau. Để giữ cho các guốc phanh có hớng chuyển dịch ổn định trong mặt phẳng thẳng đứng, trên đĩa 2 có gắn các tấm hớng 6. Khi tác dụng vào bàn đạp phanh chất lỏng với áp suất cao truyền đến xilanh 1 tạo nên lực ép trên các piston và đẩy các guốc phanh 4 ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh đợc tiến hành . Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 3 sẽ kéo các guốc phanh 4 trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình kết thúc. b> Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về 2 phía Hình 1.3: Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về hai phía Cơ cấu phanh có hai ống xilanh riêng rẽ ở hai guốc phanh. Mỗi guốc phanh đợc quay quanh chốt lệch tâm 1, bố trí đối xứng với đờng trục của cơ cấu phanh. Nhờ bố trí xilanh làm việc và chốt lệch tâm đối xứng nh vậy cho nên hiệu quả phanh của hai má phanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kỳ chiều nào. Khi trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ (ô tô tiến) thì hiệu quả phanh tốt, nhng khi quay ngợc chiều kim đồng hồ (ô tô lùi) thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng hai lần. Nhợc điểm này không quan trọng lắm đối với ô tô có trọng lợng nhỏ nh ô tô Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44 9 du lịch chẳng hạn, hơn nữa khi ô tô chạy lùi tốc độ cũng thấp cho nên yêu cầu mômen phanh ít hơn. Loại phanh này thờng dùng ở bánh trớc của ô tô du lịch khi cần đạt hiệu quả phanh lớn với kích thớc cơ cấu phanh nhỏ. c> Cơ cấu phanh guốc loại bơi Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trợt (hình 1.4.b).Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b). - Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: ở loại này một đầu của guốc phanh đợc tựa trên mặt tựa di trợt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trợt của pittông. Cơ cấu phanh loại này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. - Loại hai mặt tựa tác dụng kép: ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. [...]... thành của hệ thống phanh - Chỉ bố trí bộ điều hoà lực phanh tĩnh nên có nhiều hạn chế khi làm việc Phơng án này chỉ dùng cho các xe có yêu cầu đặc biệt đối với hệ thống phanh Kết luận : Trên cơ sở phân tích các phơng án dẫn động phanh ta chọn phơng án dẫn động thuỷ lực bố trí kiểu TT làm phơng án dẫn động cho xe tải 750 KG e> Xi lanh chính : + > Xi lanh chính một buồng : Nguyên lý hoạt động : Bơm phanh. .. đáng kể - Có độ an toàn cao SV: Lê Đình Thành 19 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung - Có thể sử dụng bộ điều hoà lực phanh theo tải trọng, có khả năng làm việc thích hợp hơn + Nhợc điểm: - Kết cấu phức tạp gây khó khăn cho việc kiểm tra, tháo lắp, bảo dỡng và sửa chữa - Nâng cao giá thành của hệ thống phanh Mỗi dòng dẫn động ba bánh xe , hai bánh xe ở cầu trớc và một bánh xe. .. phanh Mỗi dòng đều dẫn động cho cả bốn bánh xe cầu trớc và cầu sau ( Ta có sơ đồ HH ) Sơ đồ dẫn động nh sau : 4 3 8 2 12 1 9 11 14 13 10 6 Hình 1.15 : Sơ đồ bố trí dạng HH 1 Bàn đạp phanh 7,14 Bánh sau 2 Bộ trợ lực chân không 8 Trống phanh SV: Lê Đình Thành 21 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung 3 Bình dầu phanh 9,10 Đờng dầu 4 Đĩa phanh 11,13 Bộ điều hoà lực phanh tĩnh 5 Bánh... một dòng chỉ dẫn động cho các bánh xe cầu trớc ( sơ đồ HT ) Sơ đồ bố trí nh sau : 5 7 4 3 8 2 12 1 9 10 11 6 Hình 1.13: Sơ đồ bố trí dạng HT 1 Bàn đạp phanh 7 Bánh sau 2 Bộ trợ lực chân không 8 Trống phanh 3 Bình dầu phanh 9 Đờng dầu tới xilanh phanh trớc 4 Đĩa phanh 10 Đờng dầu tới xilanh phanh sau 5 Bánh trớc 11 Bộ điều hoà lực phanh theo tải trọng 6 Cụm xilanh phanh 12 Xilanh phanh hai buồng Nguyên... cơ cấu phanh và dẫn động phanh - Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số SV: Lê Đình Thành 12 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung - Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí đợc bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đợc điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh. .. vì vậy còn gọi là phanh tay Phân loại phanh dừng - Theo kết cấu của cơ cấu phanh: Loại phanh trống, loại phanh đĩa - Theo cách bố trí : Bố trí ở bánh xe, bố trí ở hệ thống truyền lực Hình 1.8 Các kiểu bố trí phanh dừng 3> Dẫn động phanh 3.1 Dẫn động phanh chính kiểu cơ khí Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí có u điểm kết cấu đơn giản nhng không tạo ra mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của... động phanh chính bằng thuỷ lực Phanh dầu thì lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các đờng ống Dẫn động phanh thuỷ lực đợc dùng ở phanh chính của đa số xe con, xe tải nhỏ, xe khách ít chỗ Vì lực ở cơ cấu phanh phụ thuộc vào lực đạp phanh, do lực SV: Lê Đình Thành 13 Lớp CKGTCC K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung đạp phanh của ngời lái có hạn nên không thể dùng trên xe. .. xilanh bánh xe, đẩy hai piston 4 đi về hai phía, đẩy hai guốc phanh 2, 12 ép sát vào trống phanh làm bánh xe ngừng quay Khi thả chân khỏi bàn đạp phanh 6 các lò xo hồi vị 1 kéo guốc phanh ép dầu từ các xilanh phụ 3 theo các đờng ống dẫn 11, 8, 5 về xilanh chính Má phanh tách khỏi trống phanh -Ưu điểm cơ bản của dẫn động thuỷ lực là: phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc... không để thiết kế trợ lực phanh 4> Điều hoà lực phanh : Quá trình phanh xe đều dẫn tới hiện tợng tăng tải trọng tác dụng lên cầu trớc , giảm tải trọng ở cầu sau Sự phân bố lực phanh cần thiết phải đảm bảo mối quan hệ giữa lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh và lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe Thực hiện đợc yêu cầu này sẽ nâng cao hiệu quả phanh giảm mài mòn lốp , tăng khả năng điều khiển xe và nâng... Nhợc điểm : Kết cấu cồng kềnh, nhiều cụm, điều chỉnh các cụm khó, giá thành đắt, không thể phanh liên tục trong thời gian ngắn 3.4> Trợ lực phanh: Để tạo cho ngời lái xe không phải tác dụng một lực lớn vào bàn đạp phanh ngời ta bố trí và thiết kế các bộ phận trợ lực phanh Ngày nay trên các xe hiện đại có thiết kế nhiều hệ thống điều khiển để giảm nhẹ cờng độ lao động cho ngời lái , làm cho ngời lái . , hệ thống phanh trên ôtô đợc phân thành : + Hệ thống phanh chính ( phanh chân ) + Hệ thống phanh dừng ( phanh tay ) + Hệ thống phanh dự phòng Theo các bộ phận của cơ bản của hệ thống phanh. này có nhiệm vụ Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải 750KG. Muốn vậy, hệ thống phanh thiết kế phải đảm bảo có hiệu quả phanh cao nhất, khi phanh phải êm dịu, thời gian tác dụng phanh là ngắn nhấtTrong. của hệ thống phanh 1. Cấu tạo chung Trên ôtô thờng có các hệ thống phanh sau : phanh chính , phanh dừng và phanh dự phòng + Phanh chính phải là một hệ thống hoàn chỉnh , độc lập với các hệ

Ngày đăng: 02/10/2014, 11:04

Từ khóa liên quan

Trích đoạn

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan