Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế tính toán, hệ thống phanh, cho xe tải 11 tấn MỤC LỤCMỤC LỤC1LỜI NÓI ĐẦU3CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ51.1Công dụng, phân loại, yêu cầu61.1.1Công dụng61.1.2Phân loại61.1.3Yêu cầu71.2Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống phanh81.2.1Cơ cấu phanh91.2.2Dẫn động phanh151.3Cấu tạo và nguyên lý hoạt động một số chi tiết điển hình221.3.1Xi lanh chính221.3.2Bộ trợ lực phanh261.3.3Máy nén khí và bộ điều chỉnh áp suất271.3.4Van phân phối dẫn động 2 dòng29CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU XE CƠ SỞ342.1Giới thiệu hệ thống phanh xe tham khảo HYUNDAI – 11 tấn 3 chân342.1.1Giới thiệu xe tham khảo thông số kỹ thuật342.2Giới thiệu về hệ thống phanh xe Hyundai 11 tấn362.2.1Sơ dồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Hyundai – 11 tấn362.2.2Kết cấu và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống372.2.3Lựa chọn phương án thiết kế48CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN – THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH513.1Tính toán cơ cấu phanh513.1.1Xác định mô men phanh theo điều kiện bám513.1.2Xác định lực tác dụng lên guốc phanh543.1.3Kiểm tra hiện tượng tự xiết603.1.4Xác định kích thước của má phanh613.1.5Tính bền một số chi tiết643.2Tính dẫn động phanh773.2.1Tính toán phần dẫn động thủy lực773.2.2Tính toán phần dẫn động khí nén80CHƯƠNG 4 QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHẾ TẠO CHI TIẾT THIẾT KẾ924.1Phân tích924.1.1Chức năng làm việc của chi tiết934.1.2Điều kiện làm việc934.2Phương pháp chế tạo phôi934.3Các nguyên công cơ bản93CHƯƠNG 5 – HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH VÀ BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA1015.1Hướng dẫn sử dụng hệ thống phanh1015.1.1Khi xe chưa nổ máy1015.1.2Khi xe nổ máy1015.1.3Khi xe chạy trên đường1015.1.4Chú ý khi sử dụng1025.2Điều chỉnh hệ thống phanh1025.2.1Điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp1025.2.2Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống1025.2.3Xả không khí( xả air) trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực1035.3Những hư hỏng của hệ thống phanh trong quá trình sử dụng1045.3.1Khi đạp phanh bị hẫng104KẾT LUẬN CHUNG111TÀI LIỆU THAM KHẢO112
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Ngành ôtô - máy kéo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nói chung và giao thông vận tải nói riêng, nó quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát triển của nền kinh tế của một quốc gia. Ngày nay các phương tiện vận tải ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại, đặc biệt là ngành ôtô đã có những vượt bậc đáng kể. Các thành tựu kỹ thuật mới như điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ôtô. Ở nước ta hiện nay, các xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là của nước ngoài, được lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ, các loại xe trên rất đa dạng về chủng loại mẫu mã cũng như chất lượng. Trong các loại xe trên thì xe tải đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế đất nước. Xe tải phục vụ chủ yếu trong các ngành khai khoáng, xây dựng,vận tải hàng hoá. Với đặc thù của địa hình Việt Nam với 70% diện tích là đồi núi. Đường xá thường là khó khăn có nhiều dốc cao và dài, trong khi đó xe lại thường xuyên chở quá tải. Do đó yêu cầu phải có một hệ thống phanh tốt đảm bảo an toàn quá trình vận tải, đồng thời nâng cao được hiệu quả phanh và độ ổn định khi phanh. Trên cơ sở đó em được giao đề tài: “Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho xe tải 11 tấn”. Nội dung đề tài bao gồm: - Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ôtô. - Lựa chọn phương án thiết kế. - Tính toán, thiết kế hệ thống phanh. - Quy trình công nghệ gia công chi tiết pittông khí dạng màng của bầu phanh chính 1 Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Sau hơn 15 tuần thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn ThS.Phạm Huy Hường và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Hà Nội, Ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực hiện Ngô Bình Trọng 2 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ Phanh là hệ thống an toàn chủ động quan trọng trên ô tô. Sự phanh ô tô được tiến hành bằng cách tạo ra ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm chi liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh (guốc phanh) hay giữa đĩa phanh với má phanh. Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe ô tô: Hình 1.1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh trên ô tô 3 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1 Công dụng - Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ô tô ở một vị trí nhất định. Thông thường quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ra ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe. Như vậy, động năng chuyển động của xe được biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền ra môi trường xung quanh. 1.1.2 Phân loại Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh Theo đặc điểm điều khiển được chia thành: - Phanh chính( phanh chân), dùng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe khi xe đang chuyển động. - Phanh phụ (phanh tay): dùng để giữ nguyên xe tại vị trí đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng. - Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ): dùng để tiêu hao bớt 1 phần động năng của ô tô khi tiến hành phanh lâu dài. Theo kết cấu của cơ cấu phanh được chia ra: - Cơ cấu phanh tang trống. - Cơ cấu phanh đĩa. - Cơ cấu phanh dải. Theo dẫn động phanh được chia thành: - Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí. - Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực. - Hệ thống phanh dẫn động bắng khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực. Theo mức độ hoàn thiện của cơ cấu phanh Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh: - Bộ điều chỉnh lực phanh( điều hòa lực phanh). - Bộ chống hãm cứng bánh xe( hệ thống phanh có ABS). 4 Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh như hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô… nhằm hoàn thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh. 1.1.3 Yêu cầu Các yêu cầu cơ bản về kết cấu của hệ thống phanh: - Phải nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào, khi tiến hành phanh gấp thì phải đảm bảo quãng đường phanh là ngắn nhất (gia tốc phanh là cực đại). - Hiệu quả phanh cao nhưng vẫn phải êm dịu để đảm khi phanh xe chuyển động với gia tốc chậm dần đều để giữ chuyển động ổn định của xe. - Điều khiển phanh nhẹ nhàng và thuận lợi đối với cả phanh chân và phanh tay. - Hệ thống phanh cần đảm bảo độ nhạy trong phản ứng. Hiệu quả phanh không thay đổi giữa các lần phanh. - Đảm bảo tránh hiện tượng bó cứng phanh dần tới xe bị trượt lết trên đường. - Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến nhau. - Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh hưởng tới sự làm việc, tuổi thọ của các chi tiết, cơ cấu xung quanh. - Cơ cấu phanh phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế khi gặp hư hỏng. - Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh. - Có khả năng giữ ô tô đứng yên ngay cả khi trên nền đường dốc. - Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống phanh trong mọi trường hợp sử dụng, ngay cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng. 1.2 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống phanh Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả như sau: 5 Hình1.2 Hệ thống phanh trên ôtô Qua sơ đồ cấu tạo cho chúng ta thấy trên hệ thống phanh bao gồm hai phần chính + Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tiêu hao động năng ôtô trong quá trình phanh. Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ôtô. Hiện nay thường dùng cơ cấu phanh dạng ma sát (khô hoặc ướt) tạo ra ma sát giữa hai phần: quay và không quay. + Dẫn động phanh: là tập hợp các chi tiết dùng để truyền năng lượng từ cơ cấu điều khiển đến các cơ cấu phanh và điều khiển quá trình truyền năng lượng này trong quá trình truyền với mục đích phanh bánh xe với các cường độ khác nhau. Trên ôtô sử dụng các phương pháp điều khiển trực tiếp hay gián tiếp. Điều khiển trực tiếp là quá trình tạo tín hiệu điều khiển, đồng thời trực tiếp cung cấp năng lượng cần thiết cho hệ thống phanh để thực hiện sự phanh. Năng lượng này trong quá trình truyền với mục đích phanh xe với cường độ khác nhau. Điều khiển gián tiếp là quá trình tạo nên tín hiệu điều khiển còn năng lượng do cơ cấu khác đảm nhận. 1.2.1 Cơ cấu phanh Trên xe ôtô người ta thường sử dụng cơ cấu phanh dạng tang trống hoặc cơ cấu phanh đĩa. a) Cơ cấu phanh tang trống Cơ cấu phanh tang trống được phân chia phụ thuộc vào : - Theo dạng bố trí guốc phanh: đối xứng qua trục đối xứng, đối xứng qua tâm quay, các cơ cấu phanh tự lựa bơi, guốc phanh tự cường hoá. - Theo phương pháp truyền năng lượng điều khiển: phanh thuỷ lực, phanh khí nén, phanh tay Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục 6 Hình1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục - Trong hình 1.3a là cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục điều khiển bằng xi lanh khí nén. Hình 1.3b là cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục điều khiển bằng xi lanh thủy lực. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục được dùng phổ biến trên cơ cấu phanh của cầu trước và cầu sau cho ô tô con, ô tô tải với hệ thống phanh thủy lực và khí nén. - Cấu tạo chung của cơ cấu phanh này là hai chốt cố định có bố trí chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên điều chỉnh bằng trục cam ép( hình a ) hoặc bằng cam lệch tâm ( hình b ). Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 7 Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 1. Ống nối; 5. Phớt làm kín; 2. Vít xả khí; 6. Piston; 3. Xilanh bánh xe; 7. Lò xo guốc phanh; 4. Má phanh; 8. Tấm chặn. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.4 . Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm. Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ. Cơ cấu phanh guốc loại bơi 8 Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại bơi Guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt. Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi : loại mặt tựa tác dụng đơn( hình 1.5.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.5.b). - Loại mặt tựa tác dụng đơn: Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của piston. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước 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 piston và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa 9 Hình 1.6 Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai. Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn( hình 1.6.a ); cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép( hình 1.6.b ). - Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh tự động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt di trượt của piston xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. - Cơ cấu phanh tự cường tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. b) Cơ cấu phanh đĩa 10 [...]... Phanh tay Dẫn động liên hợp Phanh xả Bầu hơi có sử dụng lò xo Tốc độ tối đa 130km/h Dung tích bình nhiên liệu 400lit 2.2 Giới thiệu về hệ thống phanh xe Hyundai 11 tấn 2.2.1 Sơ dồ bố trí chung của hệ thống phanh xe Hyundai – 11 tấn 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8 16 15 14 13 11 12 8 11 12 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh xe Hyundai – 11 tấn 12345678- Van phanh tay Cơ cấu phanh bánh trước Máy nén khí... động phanh dầu) Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực 13 Hình 1.10 Cấu tạo chung Bao gồm các bộ phận chính: 1 Bàn đạp phanh 2 Trợ lực phanh 3 Xi lanh phanh chính 4 Càng phanh đĩa 5 Má phanh đĩa 6 Đĩa phanh 7 Phanh trống 8 Má phanh guốc Cấu tạo gồm 3 phần chính: dẫn động phanh, cơ cấu phanh và trợ lực phanh Dẫn động bố trí trên khung xe gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính, đường dầu phanh. .. để dừng xe ( đỗ xe ) trên dốc hoặc trên đường bằng Hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, khi người lái dời khỏi xe Cơ cấu phanh tay Về cấu tạo phanh dừng cũng bao gồm hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh 12 - 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 - Dẫn động phanh của hệ thống phanh. .. sử dụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thủy lực và khí nén Loại dẫn động này thường được áp dụng các xe ôtô tải trung bình và ôtô tải lớn Van phanh Bình khí xả ra ngoài Bình chứa dầu Xi lanh chính Bình chứa dầu Máy nén khí Xi lanh bánh xe xi lanh bánh xe Trống phanh Trống phanh Xi lanh chính Guốc phanh Bánh xe trước Đường khí 17 Guốc phanh Đường dầu Bánh xe sau Hình 1.13 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh. .. xylanh phanh của cơ cấu phanh, dầu đẩy piston chuyển động đẩy hai guốc phanh có má phanh áp sát vào tang trống( ép má phanh vào đĩa phanh ) thực hiện quá trình phanh bánh xe do trống phanh( đĩa phanh ) gắn liền với moayơ bánh xe Khi thôi phanh, lò xo kéo hai má phanh về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo các piston sẽ về vị trí ban đầu ép dầu trở lại buồng dầu của xylanh phanh chính Hệ thống phanh. .. dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn - gọi là phanh tay Phân loại 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 1.9 Các phương án bố trí phanh tay 1.2.2 Dẫn động phanh Trên ô tô dẫn động phanh thường là thủy lực hoặc khí nén, cũng có khi kết hợp cả thủy lực với khí nén… a) Dẫn động phanh. .. áp suất cao tại một dòng phanh được ngăn cách với dòng phanh còn lại nhờ piston 4 và các phớt cao su bao kín, đảm bảo dòng phanh có ap suất vẫn hoạt động 32 CHƯƠNG 2 : GIỚI THIỆU XE CƠ SỞ 2.1 Giới thiệu hệ thống phanh xe tham khảo HYUNDAI – 11 tấn 3 chân 2.1.1 Giới thiệu xe tham khảo- thông số kỹ thuật 33 Hình 2 Hình ảnh xe tham khảo thực tế Với xe các thông số kỹ thuật của xe như sau: Hãng sản xuất... đồng hồ 8 Khi phanh người lái đạp bàn đạp phanh đồng thời mở đường khí nén từ van phanh 4, khí nén từ bình chứa 3 qua van phân phối 4 đến các bầu phanh 5,6 Màng của bầu phanh bị ép qua cơ cấu dẫn động làm cam phanh 9 quay Vấu cam tỳ vào đầu guốc phanh, ép guốc phanh sát vào trống phanh thực hiện quá trình phanh So sánh giữa phanh dầu và phanh khí: Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ lớn... trên má phanh phụ thuộc vào đường kính xylanh phanh Muốn có lực phanh ở các bánh xe khác nhau chỉ cần thay đổi kết cấu xylanh phanh - Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh theo yêu cầu Hiệu suất cao, độ nhạy tốt Kết cấu đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô Không thể cho tỷ số truyền lớn vì tỷ lệ với lực bàn đạp Có hư hỏng thì hệ thống làm... chuyển Khi piston 11 óng van 22 bù dầu 14, khoang II được làm kín, áp suất trong khoang II tăng dần Từ 2 của ra của xi lanh chính, dầu được dẫn tới các xi lanh bánh xe Các piston của xi lanh bánh xe đảy guốc phanh áp sát vào trống phanh, áp suất dầu trong hệ thống bắt đầu tăng cao, tạo ra lực phanh ở các guốc phanh Khi nhả bàn đạp phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị ở cơ cấu phanh, bàn đạp phanh và các . phanh cho xe tải 11 tấn . Nội dung đề tài bao gồm: - Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ôtô. - Lựa chọn phương án thiết kế. - Tính toán, thiết kế hệ thống phanh. - Quy trình công nghệ gia công. một hệ thống phanh tốt đảm bảo an toàn quá trình vận tải, đồng thời nâng cao được hiệu quả phanh và độ ổn định khi phanh. Trên cơ sở đó em được giao đề tài: Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho. liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh (guốc phanh) hay giữa đĩa phanh với má phanh. Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe ô tô: Hình 1.1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh trên ô tô 3 1.1