Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén trên xe tải 3,5 tấn Ngày nay ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, sự mạnh mẽ và vẻ đẹp của chiếc xe thể hiện sự lịch lãm tạo ra phong cách cho người chủ sử dụng. Tính tiện nghi cho người dùng và sự thân thiện với môi trường sống chung quanh là hai tiêu chí đặt ra hàng đầu mà tất cả các cường quốc về công nghiệp ôtô đều phải dựa vào đó để nghiên cứu phát minh để có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1 1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 5 1.1.1.Công dụng 5 1.1.2 Phân loại 5 1.1.3 Yêu cầu 6 1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh .6 1.3 Cơ cấu phanh .7 1.3.1 Cơ cấu phanh tang trống 7 1.3.2 Cơ cấu phanh đĩa 11 1.3.3 Phanh dừng (phanh tay) 14 1.4 Dẫn động phanh 15 1.4.1 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực 15 1.4.2 Dẫn động phanh chính bằng khí nén 18 1.4.3 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ khí kết hợp .18 Chương 2:KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI 2.1 Giới thiệu về xe tham khảo xe Forland FD350 20 2.2 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén 21 2.3 Các bộ phận của hệ thống phanh .22 2.3.1 Cơ cấu phanh 22 2 3.2 Dẫn động phanh 23 2.3.3 Phân tích kết cấu 25 2.3.3.1 Cơ cấu phanh 25 2.3.3.2Dẫn động phanh 27 Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI 3.1 Các thông số kĩ thuật của xe tham khảo Forland FD350 35 3.2 Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh .35 3.3 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh dạng tang trống 38 3.4 Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh .41 3.5 Kiểm tra hiện tượng tự xiết .43 3.6 Xác định chiều rộng má phanh .44 3.7 Kiểm nghiệm má phanh 45 3.8 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh 46 3.9 Tính bền một số chi tiết trong hệ thống 47 3.9.1 Tính bền trống phanh .48 3.9.2 Tính bền chốt guốc phanh .49 3.10.Thiết kế, tính toán hệ thống điều khiển dẫn động phanh 49 3.11 Tính toán van điều khiển 51 3.11.1 Sơ đồ tính toán 51 3.11.2 Tính toán buồng trên 52 3.11.3 Tính toán buồng dưới 54 3.12 Thiết kế tính toán van chấp hành 54 3.13 Kết cấu van chấp hành 61 3.14 Tính toán tiết diện của Van điện từ 62 3.15 Tính toán lực từ cuộn dây trong van chấp hành 63 CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH 4.1 Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa… .…… ….67 GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 1 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.2 Chẩn đoán xe………………………………………………………………… …… .69 4.3 Quy trình bảo dưỡng sửa chữa…………………………………………… .70 KẾT LUẬNVÀ KIẾN NGHỊ ……………… ………………… …… 75 GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 2 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Từ khi xã hội loài người bắt đầu bước vào thời kỳ hiện đại thì phương tiện di chuyển của con người ngày càng trở nên hiện đại hơn, đa dạng hơn về cả phương thức cũng như nguyên lý làm việc Trên không thì có kinh khí cầu, tàu lượn, máy bay, tàu vũ trụ.trong môi trường nước thì có ca nô, tàu thủy, tàu ngầm Trên bộ thì có tầu hỏa, tầu điện, ôtô xe máy Trên đường bộ thì ôtô là phương tiện có rất nhiều ưu điểm nổi trội: đó là sự cơ động, tính an toàn tiện nghi Năm 1860 chiếc ô tô đầu tiên sử dụng động cơ đốt trong đã ra đời.Sự ra đời của ô tô sử dụng động cơ đốt trong đã thách thức các phương tiện vận tải thô sơ thời bấy giờ và ngày càng thúc đẩy ngành vận tải đường bộ phát triển.Thông qua nhu cầu tiêu thụ, lưu lượng vận chuyển của hàng hóa của các phương tiện giao thông là có thể đánh giá mức độ phát triển về kinh tế của một đất nước Trước vấn đề bức thiết đó, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, ngành sản xuất chế tạo ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn đáp ứng khả năng vận chuyển, tốc độ, an toàn cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao Ngày nay ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, sự mạnh mẽ và vẻ đẹp của chiếc xe thể hiện sự lịch lãm tạo ra phong cách cho người chủ sử dụng Tính tiện nghi cho người dùng và sự thân thiện với môi trường sống chung quanh là hai tiêu chí đặt ra hàng đầu mà tất cả các cường quốc về công nghiệp ôtô đều phải dựa vào đó để nghiên cứu phát minh để có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn Tuy đất nước ta còn nghèo và nền kinh tế còn đang trên đà phát triển xong trong những năm gần đây đảng và nhà nước ta cũng đã chú trọng phát triển nghành ôtô để theo kịp với sự phát triển của thế giới Nhằm nâng cao khả năng tư duy cho sinh viên và khả năng hiểu biết về tính toán thiết kế mà em được giao nhiệm vụ “Tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén trên xe tải 3,5 tấn” Em biết Hệ thống phanh là hệ thống quan trọng và rất phức tạp, đặc biệt do ngày nay hệ thống giao thông tốt, xe hiện đại có vận tốc chuyển động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh nhằm đảm bảo tính an toàn cao cho sự chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 3 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong phần tính toán và thiết kế này em dựa chủ yếu vào số liệu của xe tải THACO Forland FD350, các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tính toán thiết kế Do lần đầu làm quen với thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp em còn có những mảng kiến thức em chưa được nắm vững nên mặc dù em đã cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan song bài làm của em không thể tránh được những sai sót Em rất mong được sự hướng dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em củng cố thêm kiến thức và hiểu sâu hơn, nắm vững kiến thức mà em đã học hỏi được Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Chót đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao Vĩnh Yên, ngày 3 tháng 4 năm 2021 Sinh viên thực hiện Đức Phạm Văn Đức GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 4 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1 1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 1.1.1.Công dụng Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn xe ôtô hoặc giữ ôtô đứng yên trên đường có một độ dốc nhất định 1.1.2 Phân loại * Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau: - Hệ thống phanh chính (phanh chân) - Hệ thống phanh dừng (phanh tay) - Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ) * Theo kết cấu của cơ cấu phanh Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa * Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh được chia ra - Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí - Hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực - Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực - Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá *Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh có bộ điều hoà lực phanh * Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe ABS GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 5 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1.3 Yêu cầu Hệ thống phanh trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu sau: Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh là ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động ôtô - Điều khiển nhẹ nhàng, có nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp phanh hay đòn điều khiển không lớn - Dẫn động phanh có độ nhạy cao - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng hết khả năng bám của bánh xe khi phanh ở những cường độ khác nhau - Không có hiện tượng tự xiết khi phanh - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt - Có hệ số ma sát giữa trống phanh và các má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng - Giữ được tỉ lệ thuận giữa trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe - Có khả năng phanh ôtô khi ôtô đỗ trên dốc trong thời gian dài 1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả như sau: Hình1.1: Hệ thống phanh trên ôtô Qua sơ đồ cấu tạo cho chúng ta thấy trên hệ thống phanh bao gồm hai phần chính GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 6 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP + 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 1.3 Cơ cấu phanh Trên xe ôtô người ta thường sử dụng cơ cấu phanh dạng tang trống hoặc cơ cấu phanh đĩa 1.3.1 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 tang trống đối xứng qua trục GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 7 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.2: Cơ cấu phanh tang trống đối xứng trục quatâtrục Cơ cấu phanh đối xứng qua trục có nghĩa là hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng được thể hiện trên hình 1.2 Trong đó sơ đồ hình 1.2a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh: Sơ đồ 1.2b là loại sử dụng xi lanh thuỷ lực để ép guốc phanh vào trống phanh Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa mà phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép -Nguyên lý làm việc: Ma sát trong cơ cấu phanh khi phanh được tạo ra do má phanh áp vào tang trống, có được điều đó là do đầu dưới của hai má được định vị bởi chốt xoay còn đầu trên có thể bung ra tựa như bản lề và áp vào tang trống dưới tác dụng của cam ép hoặc cụm pitông-xylanh của cơ cấu phanh - Ưu, nhược điểm: Cấu tạo của cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục là khá đơn giản, việc bảo dưỡng sửa chữa không phức tạp Do vậy, nó mang tính kinh tế.Tuy nhiên, do đặc trưng của cơ cấu phanh loại này là má phanh làm việc nhiều hơn nên má phanh mòn không đều Ngoài ra, đối với loại sử dụng cụm xylanh thuỷ lực thì do lực tác dụng lên hai má không đều nhau nên khi chế tạo một guốc dài hơn(guốc xiết) một guốc ngắn hơn(guốc nhả) Mặt khác, do má phanh sẽ bám không đều lên tang trống cho nên loại này hiệu quả phanh không cao Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 8 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 1.3: Cơ cấu phanh tang trống đối xứng tâm 1: xylanh; 2: ốc xả khí; 3: cam lệch tâm; 4: ốc xả khí; 5: chốt định vị Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3 sự đối xứng qua tâm ở đây thể 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 nhau tâm Mỗi guốc phanh được lắp thêm một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạch 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 Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường được dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ - Ưu, nhược điểm: Cơ cấu phanh dạng này có hiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanh đều là guốc xiết khi xe tiến.Tuy nhiên, cơ cấu phanh dạng này sẽ phức tạp hơn dạng trên do phải bố trí thêm đường ống dẫn động thuỷ lực và cụm xylanh cơ cấu phanh.Và nó vẫn mang khuyết điểm của cơ cấu phanh đối xứng qua trục đó là sự mòn không đều giữa hai đầu má phanh 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 trượt Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi loại hai mặt tựa tác dụng đơn loại hai mặt tựa tác dụng kép + Loại hai mặt tựa tác dụng đơn GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 9 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 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 trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pitông Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ Hình 1.4 :Cơ cấu phanh guốc loại bơi + Loại hai mặt tựa tác dụng kép Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pitông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pitông cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ – Ưu, nhược điểm: Với kết cấu phanh loại bơi thì hai má phanh có hiệu quả tương đối giống nhau khi tiến cũng như lùi.Mặt khác, sự khắc phục khe hở giữa má phanh với trống phanh là nhanh chóng hơn và hơn thế nữa là má phanh tiếp xúc với tang trống đều hơn nên mang lai hiệu quả phanh cao hơn.Tuy nhiên, kết cấu loại này phức tạp, gây khó khăn trong việc bảo dưỡng, sửa chữa 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 1.5 a) cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép (Hình 1.5 b) GVHD:NGUYỄN VĂN CHÓT 10 SVTH:PHẠM VĂN ĐỨC