Thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện theo tiêu chuẩn ECE R13

29 939 4
Thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện theo tiêu chuẩn ECE R13

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

Hiện nay vấn đề về giao thông đường bộ đang là vấn đề được rất nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Trong các phương tiện giao thông đường bộ thì ô tô là phương tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà nó còn là một phương tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành thấp.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu . 2 Chương I. Những vấn đề chung và hệ thống phanh cho ô tô 4 1.1. Vấn đề chở hàng siêu trường . 4 1.2. Giới thiệu chung về xe HINO 5 1.3. Hệ thống phanh của xe HINO FF3H . 7 Chương II. Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và phương pháp tính .22 2.1. Các thông số của xe HINO FF3H sau khi đã thay đổi . 22 2.2. Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán . 23 2.3. Kiểm tra theo ECE với tỉ số phân chia lực phanh cũ 33 2.4. Xác định tỉ số mới với xe kéo dài theo tiêu chuẩn ECE .34 2.5. Đề xuất phương án cải tạo 35 Chương III. Kiểm nghiệm hệ thống phanh . 37 3.1. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh trước. 37 3.2. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh sau 55 3.3. Kết luận khả năng đáp ứng của cơ cấu phanh cũ 69 Chương IV. Thiết kế cải tiến 70 4.1. Cơ sở cho việc cải tiến . 70 4.2. Thiết kế lại van điều khiển thuỷ lực . 70 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 Kết luận chung . 75 Tài liệu tham khảo . 77 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay vấn đề về giao thông đường bộ đang là vấn đề được rất nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Trong các phương tiện giao thông đường bộ thì ô tô là phương tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà nó còn là một phương tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành thấp. 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 này đã đáp ứng được nhu cầu vận tải trong nước và cũng đáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế. Tuy nhiên do nhu cầu chuyên biệt của từng điều kiện công tác, chúng ta đang cần đưa ra được xe có kích thước lớn, một trong số đó là xe chở cột điện. Hiện nay số nhà máy có khả năng sản xuất cột điện lớn chỉ nằm ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Với tốc độ đô thị hoá ở nước ta đòi hỏi phải có xe chuyên dụng vận chuyển từ nhà máy đến nơi tập kết và lắp đặt. Thông thường xe chở cột điện được dùng để vận chuyển trên các tuyến đường dài liên tỉnh như từ thành phố Hồ Chí Minh đi miền Trung hoặc từ Hà Nội đi miền Trung, vì vậy nhu cầu về xe thân dài là rất cần thiết. Khi kéo dài thân xe để phù hợp với mục đích vận chuyển, nhiều tính năng của xe đã bị thay đổi nên không còn đáp ứng được các tiêu chuẩn như trước, vì vậy cần phải kiểm tra tính toán và có thể một số bộ phận phải thiết kế lại. Trong các bộ phận của xe thì hệ thống phanh đóng một vai trò hết sức quan trọng vì nó liên quan đến vấn đề an toàn chuyển động của xe và vấn đề an toàn giao thông, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh mạng và tài sản con người. Trên cơ sở đó em được giao đề tài: “Thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện theo tiêu chuẩn ECE R13”. 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 Nội dung đề tài bao gồm: - Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ô tô. - Tiêu chuẩn ECE R13, cơ sở lý luận và phương pháp tính. - Tính toán, kiểm nghiệm bền cơ cấu phanh. - Thiết kế cải tiến. Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Sau hơn ba tháng 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 thầy giáo Nguyễn Khắc Trai 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 16 tháng 5 năm 2004 Sinh viên thực hiện Nguyễn Tiến Vũ Linh 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 CHƯƠNG I NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VÀ HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ 1.1. VẤN ĐỀ CHỞ HÀNG SIÊU TRƯỜNG: Luật Đường bộ của Việt Nam đã quy định với tất cả các loại xe, kích thước vật được chở trên xe không được vượt quá kích thước bao ngoài của xe. Vấn đề chở hàng dài hiện nay có 3 phương án sau: + Nối thêm rơ moóc: + Gác vật dài lên đầu xe (với những vật không dài hơn kích thước xe): + Kéo dài thân xe đảm bảo hàng không vượt ra ngoài kích thước xe: 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 Cột điện cỡ lớn được chế tạo với chiều dài 10m nên phương án được chọn là phương án 3. Xe cơ sở thiết kếxe HINO. Hiện nay ở Việt Nam đã lắp ráp các xe sát xi hoàn chỉnh và đang được dùng để chuyển đổi mục đích sử dụng. Nội dung đề tàithiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe này nhằm tạo nên phương tiện chuyên chở chuyên dùng, đảm bảo an toàn giao thông. Để chở được cột điện 10 m, thân xe được kéo dài 1,2 m. Sau khi kéo dài, xe phải đảm bảo điều kiện an toàn giao thông, cụ thể là hệ thống phanh phải được thiết kế theo tiêu chuẩn ECE R13. 1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XE HINO: HINO là một hãng xe lớn có uy tín của Nhật Bản, chuyên sản xuất các loại xe vận tải có công thức bánh xe là 4x2 với cầu sau chủ động. Hiện nay chúng ta đang cần chuyển đổi một số loại xe sang chuyên dụng. Trên cơ sở những xe đã được lắp ráp ở Việt Nam phục vụ cho việc chuyên chở vật dài, em đã chọn series FF3H. Mẫu xe F là tiêu chuẩn mới của hãng HINO. Công nghệ hiện đại kết hợp với thiết kế tiên tiến đã mang lại cho HINO F tính năng mạnh mẽ cùng sự thoải mái và dễ dàng khi điều khiển. Các đặc điểm cơ bản:  Tải trọng tối đa đạt 14,2 tấn.  Động cơ: Xe FF 3H sử dụng loại động cơ Diesel HO7D, 6 máy thẳng hàng, được bố trí dưới buồng lái. Công suất cực đại đạt 195 mã lực (ở số vòng quay 2900 v/ph). Mô men xoắn cực đại đạt 500 N.m (ở số vòng quay 1700 v/ph). Dung tích xi lanh 7412 cc.  Ly hợp: là loại ly hợp ma sát khô, một đĩa.  Hộp số chính: sáu số tiến, một số lùi, có đồng tốc từ số 2 đến số 6.  Các đăng: là loại các đăng khác tốc kép. 6 Hino HINO C D B 5050 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44  Bánh xe: sử dụng loại lốp có săm Radial.  Hệ thống lái: cơ khí có trợ lực thuỷ lực.  Hệ thống phanh: Hệ thống phanh thuỷ lực điều khiển bằng khí nén loại có 2 dòng độc lập. Hình dáng cơ bản của xe được trình bày trên hình 1.1 Hình 1.1 Hình dáng chung của xe HINO FF3H 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 Bảng thông số tính năng kỹ thuật của xe Hino FF 3H ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT ĐƠN VỊ FF3H Chiều dài cơ sở mm 5050 Tổng trọng tải kG 14200 Tự trọng xe kG 4300 Động cơ Công suất cực đại Mô men xoắn cực đại Đường kính, hành trình Piston Dung tích xi lanh Mã lực N.m mm cc Động cơ Diesel HO7D 6 máy thẳng hàng 195 – (2900 v/ph) 500 – (1700 v/ph) 110 x 130 mm 7412 Hộp số Sáu số tiến, một số lùi, đồng tốc từ số 2 đến số 6 Hệ thống lái Trợ lực thuỷ lực, dễ điều khiển Hệ thống phanh Hệ thống phanh thuỷ lực điều khiển bằng khí nén, 2 dòng Kích thước bao ngoài (B x C x D) mm 8720 x 2440 x 2610 Cỡ lốp 10.00 20 R – 14PR Tốc độ cực đại Km/h 112 Khả năng vượt dốc tan (θ)% 27.3 Cabin Cabin lật với cơ cấu thanh xoắn và thiết bị khoá an toàn dễ điều khiển Thùng nhiên liệu lít 115 1.3. HỆ THỐNG PHANH CỦA XE HINO FF3H: - Đặc điểm chung: là loại dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén có 2 dòng độc lập. Cơ cấu phanh trước và sau đếu sử dụng loại tang trống với các guốc phanh đối xứng nhau qua tâm và xi lanh thuỷ lực đóng vai trò điều khiển guốc phanh. Phanh tay đặt ở trục thứ cấp của hộp số chính, dẫn động cơ khí. 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 1.3.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh xe Hino FF 3H: Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống phanh Đường đậm : Đường ống dẫn khí Đường mảnh : Đường ống dẫn dầu Đường đứt nét : Có thể được trang bị thêm 1. Đồng hồ báo áp suất 2. Cơ cấu phanh bánh trước 3. Van kiểm tra 4. Van an toàn 5. Bình chứa khí nén cho dòng phanh sau 6. Bình chứa khí nén cho dòng phanh trước 7. Bình chứa khí nén chung (để tách nước) 8. Công tắc đèn cảnh báo áp suất thấp (450 kPa hoặc nhỏ hơn) 9. Bộ điều chỉnh áp suất 10. Bộ phận sấy khô khí nén 11. Bình chứa dầu phanh 12. Công tắc đèn cảnh báo mức dầu phanh 13. Van điều khiển thuỷ lực 14. Công tắc đèn cảnh báo mòn 15. Cơ cấu phanh sau 16. Van điện từ 17. Xi lanh điều khiển phanh động cơ 18. Van điều khiển khí nén 19. Công tắc đèn phanh 20. Máy nén khí 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 - Cấu tạo: Qua sơ đồ cấu tạo, ta có thể nhận thấy hệ thống phanh được chia thành ba cụm chính: + Phần cung cấp khí nén: Gồm máy nén khí, các bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khí nén trước khi cung cấp khí nén vào các bình chứa và các van một chiều. + Phần điều khiển bằng khí nén: Các đường ống dẫn khí từ các bình chứa khí nén qua van điều khiển khí nén 18 và đến van điều khiển thuỷ lực 13. Qua van điều khiển thuỷ lực, áp suất khí nén chuyển thành áp suất dầu. + Phần dẫn động thuỷ lực: Gồm bình chứa dầu 11 cung cấp dầu cho xi lanh 13. Các đường ống dẫn dầu truyền áp suất thuỷ lực từ xi lanh 13 đến các xi lanh công tác trên các cơ cấu phanh bánh xe. - Nguyên lý hoạt động: Máy nén khí 20 được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí nén vào bình 7 qua van kiểm tra 3. Áp suất trong bình 7 được xác định qua đồng hồ 1 đặt trong buồng lái. Khi mới bắt đầu khởi động động cơ, áp suất trong bình 7 còn thấp, đèn 8 sáng. Sau vài phút, áp suất trong bình 7 đã đủ mức cần thiết, đèn 8 tắt báo hiệu phanh đã sẵn sàng và xe có thể khởi hành. Bộ điều chỉnh áp suất khí 9 có tác dụng điều chỉnh mức áp suất cho phép trong bình 7. Nếu áp suất trong bình 7 vượt quá mức điều chỉnh thì 9 mở ra cho khí nén từ bình 7 về ngược lại máy nén khí 20, giảm sự tiêu hao công suất cho máy 20. Vì một lý do nào đó mà áp suất trong bình 7 vọt lên quá cao thì một lượng khí nén sẽ được xả ra thông qua van an toàn 4. Khí nén từ bình 7 được chia làm 2 dòng riêng biệt cấp vào bình 5 và 6 qua các van kiểm tra 3. Khi phanh, người lái tác động lên bàn đạp phanh, van phanh 18 mở cung cấp khí nén từ bình 5 và 6 đến các van điều khiển thuỷ lực 13. Các van điều khiển thuỷ lực 13 chuyển áp suất khí nén thành áp suất dầu phanh truyền đến các xi lanh công tác tại các 10 [...]... LUẬN VÀ CÔNG THỨC TÍNH TOÁN: ECEtiêu chuẩn chung của Châu Âu trong đó ECE R-13 là tiêu chuẩn cho hệ thống phanh Vấn đề phân chia lại lực phanh đối với xe không trang bị ABS được nói riêng trong phụ lục 10 Ở đây ta chỉ đề cập đến mục 2 của phụ lục 10 dùng cho xe 2 cầu Với xe 2 cầu: 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 Với tất cả các loại ôtô thì giá trị hệ số bám ϕ ∈ 0,2÷0,8 phải thoả... Ôtô K44 HINO Hình 2.1 Xe chở cột điện Từ đó tính được toạ độ trọng tâm: Khi xe không tải: Trọng lượng xe: G0 = 6720 (kG) Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: a0 = 3,4325 (m) Chiều cao trọng tâm xe: hg0 = 0,9793 (m) Khi xe đầy tải: Trọng lượng xe: Gtt = 14220 (kG) Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: att = 4,4333 (m) Chiều cao trọng tâm xe: hgtt = 1,5978 (m) 2.2 TIÊU CHUẨN ECE, CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ... lý làm việc: + Khi không phanh: Dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các má phanh được giữ chặt không cho bung về phía trống phanh + Khi phanh: Áp suất dầu trong xi lanh tăng tạo áp lực trên piston đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh Khi các má phanh đã tiếp xúc với trống phanh, áp lực dầu tăng cao tạo nên mô men phanh hãm bánh xe lại + Khi thôi phanh: lò xo 7 kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban... chính, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 - Ưu điểm: Do cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua tâm nên khi xe chuyển động tiến, cả 2 má phanh đều là má xiết, đạt hiệu quả phanh cao Guốc phanh trước và guốc phanh sau làm việc như nhau nên 2 má phanh mòn đều trong quá trình sử dụng - Nhược điểm: Khi xe lùi các guốc phanh làm việc... sau của cơ cấu phanh 1 xi lanh bố trí đối xứng trục, vì vậy mà hiệu quả phanh khi xe lùi sẽ giảm đi đáng kể, thấp hơn 2 lần khi xe tiến Tuy nhiên khi xe lùi vận tốc thường nhỏ, do đó vẫn đảm bảo mô men phanh cần thiết 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 1.3.5 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh sau: Hình 1.6 Kết cấu cơ cấu phanh sau 1 2 3 4 5 6 7 8 Guốc phanhphanh Xi lanh... tốc trọng trường (g=10 m s 2 ) 2.2.1 Đối với tất cả mọi chế độ tải trọng của ôtô (kiểm tra từ chế độ không tải đến chế độ đầy tải của xe) hệ số tận dụng trọng lượng bám ở cầu trước phải lớn hơn ở cầu sau η1 > η2 2.2.2 Cho loại ôtô N1 (xe con trên 8 chỗ, xe tảixe chở người) - Với mọi cách phân chia lực phanh nằm trong vùng 0,15 ÷ 0,5 của hệ số bám: η1 > η2 - Nếu thoả mãn điều kiện sau đây: ξ = 0,15... lượng do người lái tạo ra thông qua bàn đạp phanh chỉ dùng để mở van điều khiển khí nén Năng lượng tạo nên áp lực dầu thể hiện qua máy nén khí Các guốc phanh được điều khiển bằng áp suất thuỷ lực - Ưu điểm: Hệ thống này kết hợp được ưu điểm của cả phanh khí và phanh dầu cụ thể là độ nhạy cao, hiệu suất lớn, phanh được đồng thời các bánh xe , điều khiển nhẹ nhàng - Nhược điểm: có kết cấu phức tạp, giá... lại, ngăn không cho khí trong các dòng phanh thoát ra ngoài Áp suất dòng phanh sau và dòng phanh trước được giữ ở một mức độ nhất định, tương ứng với áp suất dầu ở trạng thái rà phanh + Khi dòng phanh trước bị hỏng: Giả sử dòng phanh trước bị hở, khí nén ở dòng phanh sau được ngăn cách với dòng phanh trước bởi piston 4, đảm bảo cho dòng phanh sau vẫn hoạt động bình thường + Khi dòng phanh sau bị hỏng:... giữa má phanh và trống phanh ở vị trí cách đầu trên của má phanh 30 mm bằng 0,25 mm và cách đầu dưới của má phanh 25 mm bằng 0,12 mm 22 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 CHƯƠNG II TIÊU CHUẨN ECE CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH 2.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA XE HINO FF3H SAU KHI ĐÃ THAY ĐỔI: Các thông số của xe HINO FF 3H:  Chiều dài cơ sở : 6,250 (m)  Tải trọng cầu trước : 25850 (N)  Tải trọng... Mâm phanh 21 Lỗ kiểm tra khe hở Đệm giữ guốc phanh Đai ốc Lò xo hồi vị ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44 Cơ cấu phanh sau có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như của cơ cấu phanh trước Tuy nhiên do mô men phanh cầu sau lớn hơn cầu trước nên xi lanh công tác, guốc phanh và chiều rộng má phanh cơ cấu phanh sau lớn hơn của cơ cấu phanh trước Ngoài ra, khi cần kiểm tra khe hở giữa má phanh . th ng phanh ph i đư c thi t k theo ti u chu n ECE R13. 1.2. GI I THI U CHUNG VỀ XE HINO: HINO là m t h ng xe l n c uy t n c a Nh t B n, chuy n s n xu t. đư c d ng để chuy n đ i m c đ ch sử d ng. N i dung đề t i là thi t k c i t o h th ng phanh cho xe n y nhằm t o n n phư ng ti n chuy n ch chuy n d ng,

Ngày đăng: 01/05/2013, 10:23

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan