ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE BUS THACO HYUNDAI MOBIHOME HB120 SSL Đà Nẵng - 2012 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE BUS THACO HYUNDAI MOBIHOME HB120 SSL Sinh viên thực : Trần Thiên Tri Lớp : 10C4LT Giáo viên hướng dẫn : TS Lê Văn Tụy Giáo viên duyệt : ThS Nguyễn Việt Hải Đà Nẵng - 2012 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Trần Thiên Tri Lớp : 10C4LT Khóa Ngành Khoa : 2010 : Cơ khí Động lực : Cơ Khí Giao Thông TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE BUS THACO HYUNDAI MOBIHOME HB120 SSL CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU Catolog xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl tài liệu liên quan NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TỐN Tổng quan hệ thống phanh Tổng quan hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Thiết kế tính tốn hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Khảo sát kiểm nghiệm điều chỉnh lực phanh lắp xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Các hư hỏng biện pháp khắc phục hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Kết luận Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl PHẦN BẢN VẼ 10 Bản vẽ tổng thể xe Sơ đồ tổng thể hệ thống phanh Kết cấu cấu phanh trước Kết cấu cấu phanh sau Kết cấu máy nén khí Kết cấu tổng van phân phối khí nén hai ngăn Kết cấu van dẫn động phanh Đồ thị đường đặc tính cấu phanh Trạng thái phanh bình thường giảm áp suất phanh van điều chỉnh áp suất Trạng thái trì tăng áp suất phanh van điều chỉnh áp suất Tổng A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 A3 10 A3 Ngày giao nhiệm vụ : 07/03/2012 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 15/06/2012 THÔNG QUA BỘ MÔN ÔTÔ & MCT Ngày tháng năm 2012 TRƯỞNG BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS LÊ VĂN TỤY TS LÊ VĂN TỤY SINH VIÊN ĐÃ NỘP ĐỒ ÁN VỀ CHO KHOA Ngày tháng năm 2012 GIÁO VỤ KHOA NGUYỄN QUANG TRUNG Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Bảng ký hiệu viết tắt Tổng quan hệ thống phanh 11 1.1 Mục đích, ý nghĩa đề tài 11 1.2 Công dụng, yêu cầu, phân loại 12 1.2.1 Công dụng .12 1.2.2 Yêu cầu .12 1.2.3 Phân loại 14 1.3 Kết cấu loại hệ thống phanh 15 1.3.1 Cơ cấu phanh 15 1.3.1.1 Loại trống guốc .15 1.3.1.1.1 Trống phanh 16 1.3.1.1.2 Guốc phanh 17 1.3.1.1.3 Mâm phanh 18 1.3.1.1.4 Cơ cấu ép 19 1.3.1.2 Loại phanh đĩa 19 1.3.1.3 Cơ cấu phanh loại dãi .20 1.3.2 Dẫn động phanh .21 1.3.2.1 Phân loại dẫn động phanh .21 1.3.2.1.1 Dẫn động khí 21 1.3.2.1.2 Dẫn động điện 21 1.3.2.1.3 Dẫn động thủy lực 21 1.3.2.2 Các sơ đồ phân dịng 21 1.3.2.3 Phân tích đặc điểm loại dẫn động phanh 22 1.3.2.3.1 Dẫn động thủy lực 22 1.3.2.3.1.1 Dẫn động tác dụng trực tiếp 22 1.3.2.3.1.2 Dẫn động tác dụng gián tiếp 23 1.3.2.3.1.3 Dẫn động thủy lực dùng bơm tích 24 1.3.2.3.1.4 Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén 25 1.3.2.3.2 Dẫn động khí nén .26 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 1.3.2.3.2.1 Các sơ đồ thông dụng 26 1.3.2.3.2.2 Nguyên lý làm việc sơ đồ dẫn động phanh khí nén .27 1.3.2.3.2.3 So sánh dẫn động phanh rơ moóc đường hai đường .29 1.3.2.3.3 Dẫn động liên hợp 30 1.3.2.3.3.1 Dẫn động liên hợp điện khí nén .30 1.3.2.3.3.2 Dẫn động liên hợp thủy khí .31 1.4 Phân tích ưu nhược điểm hệ thống phanh .32 1.4.1 Cơ cấu phanh 32 1.4.1.1 Cơ cấu phanh loại trống guốc 32 1.4.1.2 Cơ cấu phanh đĩa 36 1.4.2 Phân tích ưu nhược điểm loại dẫn động phanh 36 1.4.2.1 Dẫn động thủy lực 36 1.4.2.2 Dẫn động khí nén 37 1.5 Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS ôtô 37 Tổng quan hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 44 2.1 Tổng thể xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 44 2.2 Các thông số kỹ thuật xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 44 2.3 Thành phần hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 46 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 46 2.3.2 Kết cấu phận hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 47 2.3.2.1 Cơ cấu phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 47 2.3.2.1.1 Cơ cấu phanh trước 47 2.3.2.1.2 Cơ cấu phanh sau .48 2.3.2.1.3 Bầu phanh trước 49 2.3.2.1.4 Bầu phanh sau 50 2.3.2.1.5 Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh tang trống .52 2.3.2.2 Các phận dẫn động phanh .52 2.3.2.2.1 Máy nén khí .52 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 2.3.2.2.2 Bộ tự động điều chỉnh áp suất 54 2.3.2.2.3 Bình chứa khí nén van an tồn 55 2.3.2.2.4 Van xả khí nhanh .49 2.3.2.2.5 Van tăng tốc .50 2.3.2.2.6 Van tự động đổi chiều dịng cấp khí hai ngã .50 2.3.2.2.7 Van phanh tay núm ấn (van phanh dừng) 51 2.3.2.2.8 Tổng van phân phối 2.3.2.2.9 Van điều khiển áp suất khí nén 2.3.2.2.9.1 Van ABS trạng thái đạp phanh nhỏ giới hạn trượt 2.3.2.2.9.2 Van ABS trạng thái nhả phanh 2.3.2.2.9.3 Van ABS trạng thái giữ phanh 2.3.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điện ABS xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 2.3.4 Các phần tử ABS xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 10 2.3.4.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc cảm biến tốc độ bánh xe 10 2.3.4.2 Bộ điều khiển trung tâm ECU .11 Thiết kế tính tốn hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl .13 3.1 Xác định tọa độ trọng tâm xe mô men phanh sinh cầu trước, cầu sau 13 3.2 Chọn loại sơ đồ hệ thống phanh .15 3.2.1 Chọn loại cấu phanh .15 3.2.2 Chọn sơ đồ dẫn động phanh .16 3.3 Tính tốn thiết kế cấu phanh 18 3.3.1 Kích thước cấu phanh 18 3.3.1.1 Bán kính bề mặt ma sát trống phanh .18 3.3.1.2 Chọn kích thước S, h , 1, 2 18 3.3.2 Tính tốn cấu phanh 18 3.3.2.1 Mô men phanh cấu phanh sinh lực ép yêu cầu 18 3.3.2.1.1 Mô men phanh cấu phanh cầu trước sinh 18 3.3.2.1.2 Mô men phanh cấu phanh cầu sau sinh 20 3.3.2.2 Tính tốn xác định bề rộng má phanh .21 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 3.3.2.3 Tính tốn xác định trọng lượng trống phanh 21 3.3.2.4 Tính tốn kiểm tra cơng trượt riêng .23 3.3.2.5 Kiểm tra áp suất làm việc má phanh .23 3.3.2.6 Kiểm tra tượng tự siết .24 3.4 Tính tốn dẫn động phanh 24 3.4.1 Hành trình dịch chuyển đầu guốc di động 24 3.4.2 Hành trình dịch chuyển cần đẩy bầu phanh 24 3.4.3 Lực đẩy yêu cầu bầu phanh .25 3.4.4 Đường kính bầu phanh 25 3.4.5 Thể tích bình chứa khí nén số lượng bình chứa khí nén .26 3.4.5.1 Thể tích bầu chứa khí bầu phanh cầu trước 26 3.4.5.2 Thể tích bầu chứa khí bầu phanh cầu sau .27 3.4.5.3 Tổng thể tích đường ống dẫn 27 3.4.5.4 Số bình chứa cho hệ thống phanh khí nén 28 3.5 Xây dựng đồ thị đặc tính phanh 28 3.5.1 Hệ số phân bố lực phanh lên trục bánh xe 30 3.5.2 Lực phanh riêng Pr=φbx 30 3.6 Chỉ tiêu đánh giá hệ thống phanh xe thiết kế .31 3.6.1 Gia tốc chậm dần phanh .32 3.6.2 Thời gian phanh .33 3.6.3 Quãng đường phanh 33 Khảo sát kiểm nghiệm điều chỉnh lực phanh lắp xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl .34 4.1 Khái niệm chung điều chỉnh lực phanh 35 4.2 Kết cấu nguyên lý làm việc điều chỉnh lực phanh Kamaz .35 4.3 Đặc tính điều chỉnh lực phanh Kamaz .37 4.4 Kiểm nghiệm lắp đặt điều chỉnh lực phanh Kamaz cho xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl .39 Các hư hỏng biện pháp khắc phục hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl .40 5.1 Khí nén khơng vào vào chậm bình chứa khí 40 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 5.2 Các van máy bị hở 41 5.3 Bầu phanh khơng kín 41 5.4 Phanh yếu 41 5.5 Phanh bị ăn đột ngột (phanh giật) .42 Kết luận 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl LỜI NÓI ĐẦU Nằm khung chương trình đào tạo kỹ sư ngành Cơ Khí Động Lực, đồ án tốt nghiệp coi học kỳ thức Vì mục đích việc làm đồ án tốt nghiệp để đáp ứng khung chương trình bên cạnh việc làm đồ án tốt nghiệp mang ý nghĩa kiểm tra kiến thức lý thuyết vận dụng vào thực tế Trong trình xây dựng đất nước theo hướng cơng nhiệp hóa, đại hóa nhu cầu giới hóa lớn Trong nhu cầu vận tải ôtô ngày phát triển theo quy luật xã hội tiến bộ, số lượng chủng loại ôtô tải khách ngày tăng Từ năm 80 kỷ XX, nước ta nhập loại tơ có kết cấu tiên tiến Sau năm 1990 đặc biệt kiện Liên Xô nước xã hội chủ nghĩa anh em Đông Âu bị sụp đổ, số lượng chủng loại ơtơ có kết cấu tiên tiến xuất xứ từ nước tư chủ nghĩa nước Đơng Á (Nhật Bản, Hàn Quốc) có hội để chiếm lĩnh thị trường Việt Nam Vì vậy, địi hỏi người cán kỹ thuật ôtô giai đoạn phải thích nghi Thấy tầm quan trọng nhà nước ta khuyến khích thành lập công ty liên doanh lắp ráp ngồi nước, để người Việt Nam có hội xâm nhập tìm hiểu cơng nghệ ơtơ nước tiên tiến Do mục đích khảo sát hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl khơng nằm ngồi chung Song trước sức ép chung tồn cầu về: Chất lượng, giá thành, đặc biệt viễn cảnh cạn kiện nguồn dầu mỏ an tồn giao thơng Trong nổ lực hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu trên, hệ thống phanh đóng vai trị đáng kể Để thấy rõ tiên tiến hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl, nên em mạnh dạn làm đề tài Thời gian đầu, thân bỡ ngỡ trước yêu cầu đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên nhờ giúp đỡ giáo viên hướng dẫn thầy khoa, xưởng tận tình giúp đỡ, với nổ lực thân tích cực tìm tịi thu thập kết thực tế, nên đáp ứng nhu cầu đặt đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên trình độ thân chưa rộng nhiều lĩnh vực, nên đồ án cịn nhiều thiếu sót Cuối cùng, em xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn, thầy khoa tạo điều kiện Đà Nẵng, ngày 15 tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực Trần Thiên Tri Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl K12 = (b  h g  bx ) (a h  bx ) = (1908,75  1640. bx) =1 (4241,25  1640. bx) (3.24a) Giải phương trình (3.24a) ta pr=φbx= 0,7 (3.24b) Quan hệ tỷ số mômen phanh lý thuyết K12 biến đổi theo hệ số bám, theo công thức (3.24) cho bảng 3.2 cịn tỷ số mơmen phanh thực tế cho bảng 3.2 với ký hiệu K12_T Bảng 3-2 Quan hệ tỷ số truyền mômen phanh K12 theo hệ số bám φ K 12 φ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 K12 0.51 0.57 0.64 0.72 0.80 0.89 0.99 1.10 1.22 K12-T 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Đồ thị biểu diễn tỷ số mônen phanh lý tưởng thực tế theo hệ số bám φ cho hình Giao điểm hai đường xác định giá trị hệ số bám phanh khẩn cấp φbx= 0,7 tính tốn (3.24b) Quan hệ tỷ số mơmen phanh theo hệ số bám 1.40 K12 lý tưởng 1.20 1.00 K12 thực tế 0.80 0.60 0.40 0.20 φ - 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 Hình 3-8 Quan hệ tỷ số truyền mơmen phanh K12 theo hệ số bám φ 3.6 Chỉ tiêu đánh giá hệ thống phanh xe thiết kế Giản đồ phanh nhận thực nghiệm qua giản đồ phanh phân tích thấy chất trình phanh Theo tài liệu tham khảo [2] 31 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Pp(N) j(m/s²) B A O t1 t2 t3 t4 t5 t(s) Hình 3-9 Giản đồ phanh Trong đó: t1: Là thời gian phản xạ người lái từ lúc thấy chướng ngại vật lúc tác dụng vào bàn đạp phanh t1= (0,3s ÷ 0,8)s Chọn t1= 0,3s t2: Là thời gian chậm tác dụng dẫn động phanh tức từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp phanh má phanh ép sát vào trống phanh thời gian phanh khí t2 = 0,3s t3: Thời gian tăng lực phanh tăng gia tốc chậm dần Thời gian phanh khí t3 = (0,5÷1)s ta chọn t3 = 0,5s t4: Thời gian phanh hoàn toàn ứng với lực phanh cực đại Trong thời gian lực phanh gia tốc chậm dần không đổi t5 : Thời gian nhả phanh, lực phanh giảm đến Thời gian có giá trị t5=(0,5÷2)s phanh khí 3.6.1 Gia tốc chậm dần phanh Gia tốc chậm dần phanh tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ôtô Ta có: jpmax =  P g i (3.25) Trong đó:  i : Hệ số tính đến ảnh hưởng trọng khối quay ôtô Theo tài liệu [2] ta chọn  i ≈1 Thay số liệu vào (3.25) ta được: jpmax =  P g 0,7 9,81 = = 6,867 (m/s2) i Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5658-1999 (xem bảng IX-2/trang 298 giáo trình “Lý Thuyết ƠTƠ Máy Kéo”) Đối với ơtơ tải đồn ơtơ có trọng lượng tồn lớn 80[kN] ơtơ khách có chiều dài tồn > 7,5[m] thì: Gia tốc chậm dần cực dại m/s2, không nhỏ [jmaxp] = 4,2[m/ s2] jpmax = 6,867 [m/s2] > [jmaxp] = 4,2[m/s2] Vậy đạt hiệu phanh 32 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 3.6.2 Thời gian phanh Thời gian phanh tiêu để đánh giá chất lượng phanh Thời gian phanh nhỏ chất lượng phanh tốt Ðể xác định thời gian phanh ta có: jpmax = dv =  P g dt  dt = dv  P g Tích phân giới hạn từ thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 tới thời điểm ứng với vận tốc v2 cuối trình phanh: v1 tpmin = v  v  dv =  P g P g  v2 Khi phanh ơtơ đến lúc dừng hẳn v2 = Do đó: tpmin = v1  P g (3.26) Trong : v1: Vận tốc ơtơ ứng với thời điểm bắt đầu phanh Mặt khác ta có: dv = j.dt v1 t2  dv    vo j max t.dt t2 v1 - vo =  j max t t 2 t2 v1  vo   j max t 2 j p max t 2 (3.27) vo = 30 (km/h) = 8,33 (m/s) Thay số liệu vào (3.27) ta được: v1 = 8,33  6,867.0,3 = 7,3 (m/s) Thay số liệu vào (5.26) ta được: tpmin = 7,3 = 1,06 (s) 0,7.9,81 Thời gian phanh thực tế là: = t1 + t2 + tpmin = 0,3 + 0,3 + 1,06 = 1,66 (s) Vậy thời gian phanh thực tế là: = 1,66 (s) 3.6.3 Quãng đường phanh Quãng đường phanh tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ơtơ Cũng mà tính kỹ thuật ôtô, nhà 33 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl chế tạo thường cho biết quãng đường phanh ôtô ứng với vận tốc bắt đầu phanh định Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ vo đến v1 Ta có : v  ds  ds  v.dt dt  j p max t  ds  vo   t 2   dt   Tích phân hai vế ta được: s1 t2  ds   so o  j t  vo  p max  t 2  s1 - so = v o t t2 o j p max t  s1 = so + vo.t2 -  dt   t j p max t = vo.t1 + vo.t2 - t2 o j p max t 2 (3 28) Thay số liệu vào ta được: s1 = 8,33.0,3 + 8,33.0,3 - 6,867.0,32 = 4,9 [m] Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối trình phanh: v2 = Tương tự quãng đường phanh ứng với vận tốc vo đến v1 ta được: s2 = v1 7,32 = = 3,9[m] 2. g 2.0,7.9,81 Quãng đường phanh thực tế là: sp = s1 + s2 = 4,9 + 3,9 = 8,78(m) Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5658-1999 (xem bảng IX-2/trang 298 giáo trình “Lý Thuyết ƠTƠ Máy Kéo”) Đối với ơtơ tải đồn ơtơ có trọng lượng tồn lớn 80[kN] tơ khách có chiều dài tồn > 7,5[m] [Sp]=11[m] Đối chiếu Sp tính tốn với [Sp] ta thấy: Sp = 8,78 [m] < [Sp]=11[m]: Vậy đạt hiệu phanh Khảo sát kiểm nghiệm điều chỉnh lực phanh lắp xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 34 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Việc tính tốn, thiết kế chế tạo điều chỉnh lực phanh phức tạp khơng thực tế tình hình nước ta Bởi thị trường nước ta có nhiều chủng loại xe có lắp đặt điều chỉnh lực phanh, điều chỉnh lực phanh có tính lắp lẫn cao xe có tải trọng tương đương giải rộng Chẳng hạn, hãng Bosch cung cấp điều chỉnh lực phanh khí nén loại tia áp dụng xe tải có tổng trọng lượng lên đến 14,3 tấn, nhà máy ôtô Kamaz cung cấp điều chỉnh lực phanh khí nén loại tia áp dụng xe tải họ Kamaz, Maz Hyundai 4.1 Khái niệm chung điều chỉnh lực phanh Quá trình phanh tiến hành tốt lực phanh gần xấp xỉ với lực bám, tức mômen sinh cấu phanh cần tương ứng với mômen bám bánh xe Có thể hiểu đơn giản là: Mơmen phanh sinh cấu phanh cần tỷ lệ với giá trị tải trọng thẳng đứng bánh xe phanh Điều đảm bảo cho bánh xe phanh trước trượt lếch hoàn toàn Quy luật tổng quát ra: Khi tăng cường độ phanh, tải trọng thẳng đứng đặt lên cầu trước tăng cao, tải trọng thẳng đứng cầu sau giảm Do vậy, cầu sau có nhiều khả dẫn đến bị trượt lết bánh xe Trên hệ thống phanh khí nén, giống hệ thống phanh thủy lực, áp suất khí nén dịng phanh cầu trước cầu sau khác Đa số ôtô có kết cấu sử dụng van phân phối với áp suất đưa cầu sau cầu trước Như khơng thích hợp với việc hạn chế lực phanh bánh xe cầu sau để tránh trượt lết Một số hệ thống sử dụng van phân phối hai dịng có áp suất khí nén dòng khác Mức độ thay đổi áp suất dịng phanh phụ thuộc vào lực bàn đạp, khơng phụ thuộc vào tải trọng thẳng đứng cầu xe Mặc dù chất lượng phanh trường hợp có cải thiện hơn, thích hợp số tình trạng thực tế phanh đường Ngày hệ thống phanh khí nén thường dùng loại van phân phối có áp suất dịng với điều hòa lực phanh 4.2 Kết cấu nguyên lý làm việc điều chỉnh lực phanh Kamaz Nguyên lý làm việc điều chỉnh lực phanh Khi có dịng khí p1 cấp từ tổng van phanh vào cửa I, khí nén tác dụng lên piston tỷ lệ điều chỉnh lực phanh làm cho dịch chuyển nhanh xuống phía Cần đẩy mở van cấp khí cho bầu phanh khí nén theo cửa II đến bầu phanh sau Mặt khác, khí nén thông qua khoang A tác dụng ngược lên phần diện tích hiệu dụng màng 13, đẩy piston chuyển động ngược trở 35 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl lên van xả khí đóng kín hồn tồn, xác định lượng khí định cấp vào bầu phanh sau Giá trị áp suất bầu phanh sau p2 phụ thuộc vào diện tích hiệu dụng màng 18 Diện tích hiệu dụng màng 18 phụ thuộc vào dịch chuyển tương đối rảnh hướng kính di động 17 gắn piston tỷ lệ so với gân hướng kính cố định 15 thân điều hồ Điều phụ thuộc vào vị trí cân piston xác định vị trí cần tương ứng với giá trị tải trọng tác dụng lên cầu sau thơng qua địn điều chỉnh 11 Hay nói cách khác, ứng với tải trọng phân bố lên cầu sau, thơng qua đặc tính hệ thống treo, làm cho địn điều chỉnh 11 có góc nghiêng so với phương nằm ngang Nhờ ngõng tựa, cần có vị trí tương ứng so với thân piston có vị trí cân ứng với vị trí có diện tích hiệu dụng màng 18 12 13 14 IV A B 15 16 17 18 C 19 D 20 II I 21 22 23 10 11 24 25 III Hình 3-10 Kết cấu điều chỉnh lực phanh Kamaz Cần van; Van xả khí; Piston; Lị xo đóng van cấp khí; Van cấp khí điều khiển; Cần đẩy; Piston tỷ lệ; Van cấp khí cho bầu phanh; Con lăn; 10 Trục cam; 11 Đòn điều chỉnh; 12 Lò xo mở van xả; 13 Màng cao su; 14 Van xả; 15 Gân hướng kính cố định; 16 Đế van cấp khí cho dịng điều khiển; 17 Rảnh hướng kính di động; 18 Màng cao su; 19 Vịng cao su làm kính; 20 Đế van xả; 21 Đế van cấp khí cho bầu phanh; 22 Đế gắn van cấp khí; 23 Lị xo đóng van cấp khí; 24 Cửa xả; 25 Vịng chặn I Đường khí từ tổng van đến; II Đường nối với bình khí nén cấp cho bầu phanh sau; III Đường xả khí nén; IV Đường nối với dịng khí nén cấp từ dòng điều khiển tổng van; A,B,C,D Các ngăn chứa khí 36 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Nếu gọi : - D2 đường kính hiệu dụng màng18 - D1 đường kính piston - D0 đường kính cần Ta có quan hệ áp suất p tác dụng piston áp suất p đến bầu phanh điều hoà đạt trạng thái cân bằng: p2  ( D12  D02 ) p1 ( D22  D02 ) - Khi D2 = D1 p2 = p1 ; lúc tải lớn (đầy tải) - Khi D2 > D1 p2 < p1 ; lúc xe non tải - Khi D2 đạt giá trị lớn (Dmax) áp suất đến bầu phanh bé nhất, xe chạy khơng tải H Hx D1 D2 Dmax Hình 3-11 Sơ đồ tính tốn hành trình Hx theo đường kính hiệu dụng màng Dx D1 Đường kính piston; D2 Đường kính hiệu dụng màng; Dmax Đường kính hiệu dụng cực đại màng; H Hành trình cánh di động; Hx Khoảng dịch chuyển cần đẩy 4.3 Đặc tính điều chỉnh lực phanh Kamaz Đặc tính điều chỉnh lực phanh thể mối quan hệ áp suất p2 theo áp suất vào p ứng với chế độ tải trọng tác dụng lên cầu sau Đặc tính điều chỉnh Kamaz đặc tính điều chỉnh kiểu tia Để xây dựng đặc tính điều chỉnh lực phanh, cần phải biết thông số điều hoà bảng 3-4 - Khi D2 = D1 p = p ; đặc tính có tia lập với trục hồnh góc 450 : đường số độ thị hình 3-11 Bảng 3-4 Các thông số điều chỉnh lực phanh Kamaz 37 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Kí hiệu(thứ ngun) Thơng số Giá trị Đường kính piston D1(mm) 45 Đường kính hiệu dụng màng Dmin(mm) 45 Đường kính hiệu dụng max màng Dmax(mm) 86 Đường kính cần mở van D0(mm) 12 Hành trình cánh di động H(mm) 18 Cánh tay đòn bên c1(mm) 18 - Khi tải trọng đặt lên cầu nhỏ hơn, đường kính hiệu dụng màng tăng, làm cho hệ số góc đường đặc tính giảm góc lập với trục hồnh (trục p1) giảm Khi không tải, D2 = Dmax hệ số góc đường đặc tính bé nhất; đường thấp hình 3-11 (đường số 2) Với thơng số điều hồ đo bảng 3-4 ta xác định hai đường đặc tính giới hạn điều chỉnh lực phanh Kamaz hình 3-11 Với thơng số trên, ta có hệ số góc k0 tia thấp là:  p  k p1  ( D12  D02 )  k   (D2  D2 ) max  Thế số , ta có : k0  (45  12 )  0,259 (86  12 ) Suy tia khơng tải lập với phương p1 góc 14,85 Áp suất p2 Quan hệ p s uất c điều hò a 2 Áp suất vào p1 0 Hình 3-12 Đặc tính điều chỉnh lực phanh điều hồ Kamaz Chú thích : + Đường thẳng ứng với p2 = p1 (hệ số góc ko = 1) + Đường thẳng ứng với p2 = 0,259.p1 (hệ số góc k0 = 0,259) 38 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 4.4 Kiểm nghiệm lắp đặt điều chỉnh lực phanh Kamaz cho xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Vì chọn điều chỉnh làm việc theo chế độ (chỉ tia đặc tính điều chỉnh) nên việc tính tốn lắp đặt điều chỉnh đơn giản Chúng ta tính mối liên kết địn điều chỉnh điều hồ với hệ thống treo mà cần tính góc đặt cho địn điều chỉnh ứng với chế độ chọn thiết kế nêu Để bảo đảm đặc tính điều chỉnh chọn, trước hết phải cần phải có đường kính hiệu dụng màng piston điều hoà tương ứng Đường kính hiệu dụng màng piston D2 xác định theo công thức: p2  Suy ra: ( D12  D02 ) p1  k t p1 ( D22  D02 ) p2 0,56   0,86 p1 0,65 kt= D2   45 ( D12  D02 )  D02 kt   122  12  48,3[ mm] 0,86 Với kết cấu điều chỉnh lực phanh Kamaz, ta có góc nghiêng giới hạn [] cánh tay địn c1 theo hành trình làm việc giới hạn cần điều khiển H là:  0,5.H  0,5.18    arctag  [] = arctag    26,57  18   c1  Trong ta có khoảng dịch chuyển cần đẩy Hx tương ứng với đường kính hiệu dụng Dx = D2 = 48,3mm là: Hx= H Dx  D1  Dmax  D1   18 48,3  45  1,5 [mm] 86  45 Như vậy, ta có góc nghiêng cần thiết địn điều khiển  ứng với đường kính hiệu dụng D2 = 48,3mm là:  0,5.H  H x   0,5.18  1,5    arctag    22,62 c 18       arctag  Nghĩa ta cần định vị cần điều khiển điều hồ vị trí có góc lệch dương (nghiêng lên trên) so với phương nằm ngang góc  = 22,62 Để lắp điều hoà lên xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl, ta việc lắp thêm điều hoà Kamaz nối tiếp sau van tăng tốc cho đường ống từ điều hoà đến hai bầu phanh giống đường ống, bán kính uốn ống nối mềm Như ta có sơ đồ hệ thống phanh sau cải tạo sau: 39 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 24 15 16 17 14 18 13 19 7a 12 11 7b 10 25 13 19 ECU 18 14 17 15 20 21 22 23 Hình 3-13 Sơ đồ hệ thống phanh sau cải tạo Máy nén khí; Bộ điều chỉnh áp suất; Bộ tách ẩm làm khơ khí nén; Van bảo vệ bốn đường; 5,6,7a,7b Các bình chứa khí nén; Đồng hồ áp suất khí nén; Cụm van đổi chiều xả khí nhanh; 10.Van tăng tốc; 11 Tổng van phân phối khí nén; 12 Van xả khí nhanh; 13,19 Các van điều chỉnh áp suất khí nén; 14,18 Các cảm biến tốc độ bánh xe trước sau; 15 Các bầu phanh trước; 16.Van phanh dừng; 17 Bầu tích kết hợp bầu phanh sau; 20 Van đóng mở đường thải; 21 Van điện từ điều khiển phanh chậm dần; 22 ECU; 23 Đèn báo ABS; 24 Bánh xe; 25 Bộ điều chỉnh lực phanh Các hư hỏng biện pháp khắc phục hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 5.1 Khí nén khơng vào vào chậm bình chứa khí Nguyên nhân phương pháp khắc phục trường hợp bị rị khí, cụ thể trường hợp sau: - Hỏng ống mềm ống dẫn, trường hợp ta khắc phục cách thay ống bị hỏng - Lỏng mối bắt chặt chổ nối ống dẫn, ống mềm đầu nối ống, thay chi tiết hỏng mối nối bịt kín - Bình chứa khí nén bị hở, ta phải tiến hành thay bình chứa để đảm bảo an toàn - Bộ điều chỉnh áp suất điều chỉnh sai Sử dụng vít điều chỉnh để điều chỉnh điều chỉnh áp suất, cần thiết thay điều chỉnh áp suất 40 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl - Tắc ống dẫn đoạn từ điều chỉnh áp suất đến khối van bảo vệ Xem xét ống dẫn, cách tháo ống dẫn, thổi khí nén áp suất cao, ống có chổ bị cơng, gãy thay ống 5.2 Các van máy bị hở Các van bị hở làm giảm áp suất hệ thống dẫn động phanh Nguyên nhân việc độ kín mịn tự nhiên van Vì vậy, qua quảng đường chạy từ (40.000÷50.000)km phải tháo nắp đậy máy nén để kiểm tra độ kín van, độ làm piston, lị xo đế van Những van khơng đảm bảo độ kín phải rà lại đế, đế bị mài mịn nhiều phải thay Những van phải rà tạo vành tiếp xúc liên tục 5.3 Bầu phanh khơng kín Bầu phanh bị hở thường màng chắn bị rách Thời gian sử dụng màng chắn hai năm Sau thời gian này, dù màng chắn nguyên nên thay Cần phải kiểm tra độ kín khít bầu phanh vào kỳ bảo dưỡng nước xà phòng Việc kiểm tra tiến hành sau: - Nạp đầy khơng khí vào bầu phanh cách đạp lên bàn đạp phanh Bơi nước xà phịng lên mép bầu phanh, chổ bắt bulông, cán bầu phanh chổ nối ống dẫn Nếu chổ bị hở xuất bọt xà phòng Để khắc phục, phải siết chặt lại tất bulơng bắt nắp màng chắn Nếu rị, thay màng chắn 5.4 Phanh yếu Guốc phanh bị dính dầu làm giảm hệ số ma sát trống phanh guốc phanh làm giảm hiệu phanh Ta khắc phục cách: - Lấy guốc phanh ngâm vào két xăng (25÷35) phút, đánh bề mặt làm việc guốc bàn chải thép, phận khác phải rửa dầu lửa - Áp suất bầu phanh không đủ Áp suất bầu phanh khơng thấp (4÷5)kG/cm2 Áp suất khơng đủ bị rị khí khơng khí khơng vào bình chứa khí nén Vì trước cho xe chạy, người lái phải kiểm tra áp suất khơng khí hệ thống qua đồng hồ áp suất Tuyệt đối không tắt động xe xuống dốc dài, lượng khơng khí cần thiết để phanh cần nhiều bình chứa khơng đủ cấp động khơng làm việc Áp suất bình chứa thường bị giảm ép mạnh lên bàn đạp phanh, cịn áp suất bầu phanh lúc phải áp suất bình chứa, áp suất thấp có nghĩa hệ thống khí nén bị hỏng Thời gian giảm áp suất bầu phanh nhả bàn đạp không vượt giây 41 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Nắp máy nén khí bắt khơng chặt Nắp đậy máy nén khí q trình làm việc bị hỏng Do suất máy nén khí bị giảm áp suất hệ thống củng bị giảm xuống theo Qua lần bảo dưỡng kỹ thuật ôtô phải kiểm tra độ kín khít nắp đậy, cần thiết siết lại bulơng, lực siết phải (11,7÷16,6)Nm Phải siết chặt bulông tuần tự, từ từ, tay siết làm hai đợt : đợt đầu siết sơ bộ, đợt sau siết chặt Điều chỉnh toàn cụm phanh khơng đúng, việc điều chỉnh tồn cụm phanh tiến hành sau tháo phanh, thay guốc má phanh Khi tâm trống phanh tâm má phanh khơng trùng phải điều chỉnh Nếu điều chỉnh khơng làm cho hiệu phanh giảm xuống Tuyệt đối không để ôtô làm việc với phanh điều chỉnh không Trước điều chỉnh phanh, cần kiểm tra xem ổ bi moay bánh xe có xiết khơng, trường hợp cần thiết phải điều chỉnh lại Điều chỉnh cục cụm phanh bị sai lệch Trường hợp khe hở guốc trống phanh nhỏ cần phải tiến hành điều chỉnh cục bộ, không chúng bị mòn Phanh ăn bánh xe Phanh ăn bánh thường xảy trường hợp điều chỉnh phanh không Để tránh tượng cần phải điều chỉnh lại Má phanh trống phanh bị mòn Má phanh trống phanh bị mòn sớm quy định thường việc bảo dưởng không chu đáo phanh bánh xe Cần phải nhớ rằng, với phanh tốt đảm bảo an toàn vận hành Người lái xe phải biết điều chỉnh phanh kịp thời, làm phanh khỏi bụi bẩn kiểm tra độ bắt chặt tất chi tiết phanh Không cho phép dùng má phanh bị mòn nhiều, khoảng cách từ bề mặt má phanh tới đầu đinh tán nhỏ 0,5mm phải thay má Chú ý không để dầu nhờn vào guốc phanh, má phanh bị dính dầu khó phục hồi tính chất ma sát ban đầu băng cách lau hay rửa Khi bôi trơn trục cam nhả, trường hợp không tra mỡ thừa thải, mở thừa rơi vào má phanh 5.5 Phanh bị ăn đột ngột (phanh giật) Lò xo hồi vị bị gãy Lị xo hồi vị có độ cứng đảm bảo êm dịu phanh Nếu lị xo bị gãy guốc phanh luôn trạng thái giãn, không ép vào trống phanh Khi phanh, khí nén nạp vào bầu phanh, guốc bị ép tức thời vào trống phanh, gây phanh đột ngột Để khắc phục hư hỏng này, phải thay lò xo bị gãy lò xo loại hay có độ cứng tương tự Má phanh bị gãy Má phanh bị gãy bắt với guốc phanh khơng tốt Nếu tiếp tục sử dụng má phanh mà khoảng cách từ bề mặt tới đầu đinh tán 42 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl nhỏ 0,5mm làm gãy má phanh Má phanh bị gãy gây tượng kẹt phanh Phải thay má phanh bị mòn Hành trình tự bàn đạp phanh khơng quy định Trị số hành tự bàn đạp phanh phải nằm khoảng (10÷15)mm Khơng đảm bảo hành trình tự làm cho phanh bị dật Để khắc phục phải điều chỉnh lại hành trình tự bàn đạp Khe hở guốc phanh không quy định Nếu khe hở guốc phanh lớn mức quy định khơng để xe chạy Phải điều chỉnh lại khe hở cho quy định nhà chế tạo Kết luận Sau ba tháng tập trung làm việc nghiêm túc, cộng với hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn TS Lê Văn Tụy em hoàn thành xong đồ án Trong Đồ án mình, em giới thiệu nội dung hệ thống phanh nói chung hệ thống phanh dẫn động khí nén nói riêng, tiếp em sâu vào phân tích ngun lý hoạt động hệ thống phanh, cấu tạo nguyên lý hoạt động chi tiết chính, tính tốn thiết kế hệ thống phanh khí nén xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl cuối phân tích nguyên nhân hư hỏng biện pháp khắc phục hư hỏng Nhìn chung, hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl có phần phức tạp việc phân tích tìm hiểu có phần khó khăn Nhưng bù lại nhờ có trang bị ABS nên hiệu phanh cao Nó nâng cao tính ổn định dẫn hướng phanh Đợt thực tập tốt nghiệp vừa em nghe trình bày quan sát, tìm hiểu tổng quan chi tiết hệ thống phanh khí nén Đây hội thực tế tốt để em hiểu sâu tổng quan chi tiết hệ thống phanh sau kiến thức học tập trường giúp cho đồ án hoàn thiện Tuy nhiên, thời gian làm đồ án có hạn mà khối lượng cơng việc nhiều, thân em tìm hiểu cố gắng nhiều công việc tránh khỏi sai sót lần phải giải khối lượng công việc tương đối lớn phức tạp, mong thầy cô thông cảm Cuối em xin chân cảm ơn thầy giáo hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian làm đồ án, thầy cô giáo khoa Cơ Khí Giao thơng trang bị cho em kiến thức thời gian trường 43 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Khắc Trai “Cấu tạo gầm ôtô tải, ôtô buýt” Hà Nội Nhà xuất GTVT Năm 2007 [2] TS Lê Văn Tụy “Tính tốn thiết kế hệ thống phanh ôtô” Tài liệu nội khoa Cơ khí Giao Thơng-ĐHBK.ĐH-Đà Nẵng [3] Nguyễn Hữu Cẩn – Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài – Lê Thị Vàng “Lý thuyết ôtô máy kéo” Hà Nội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 1998 [4] TS Nguyễn Hồng Việt “Tính tốn thiết kế ôtô” Tài liệu nội khoa Cơ khí Giao Thơng-ĐHBK.ĐH-Đà Nẵng [5] TS Nguyễn Hồng Việt “Chun đề ơtơ” Tài liệu nội khoa Cơ khí Giao Thông- ĐHBK-ĐH Đà Nẵng [6] Phan Tiến Bé “Hệ thống điều khiển ôtô” Trung tâm dạy nghề Phan Tiến Bé: 563 Trần Cao Vân - Đà Nẵng Năm 2005 [7] Trang web “www hyundaiauto.com.vn” [8] Các ôtô chủng loại có kết cấu tương tự như: Hướng dẫn bảo dưỡng Daewoo Bus [9] Sách “Hướng dẫn sử dụng khung, gầm ôtô Hyundai Aero Express; Hyundai Aero Space” 44 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 45 ... 45 Thiết kế hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 2.3 Thành phần hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống phanh xe Bus Thaco. .. xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Thiết kế tính tốn hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl Khảo sát kiểm nghiệm điều chỉnh lực phanh lắp xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120. .. xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 44 2.3 Thành phần hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai Mobihome Hb120 Ssl 46 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống phanh xe Bus Thaco Hyundai