Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Lời nói đầu Trong năm gần với phát triển kinh tế nớc ta ngành công nghiệp ôtô có bớc phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu lại vận chuyển hàng hoá ngày tăng nhân dân Khi nói đến phát triển ngành công nghiệp ôtô, tất nhiên gắn liền với cải tiến cụm tổng thành xe, số cã hƯ thèng phanh, mét nh÷ng hƯ thèng rÊt quan trọng với loại phơng tiện Bởi mà năm gần, nhà thiết kế ®· c¶i tiÕn hƯ thèng phanh ®i rÊt nhiỊu, nh»m nâng cao tính an toàn trình phanh ôtô Với hệ sinh viên nh chúng em việc nghiên cứu tiếp cận với công nghệ đại việc không đợc chậm trễ Vì vậy, em đà đợc giao nhiệm vụ khai thác tìm hiểu kết cấu nh nguyên lý làm việc cụm tổng thành thuộc hệ thống phanh xe Vios 1.5 (2007) hÃng Toyota Trong trình làm đồ án, thân đà cố gắng đợc hớng dẫn giúp đỡ, bảo tận tình thầy giáo song khả trình độ có hạn nên không tránh khỏi sai sót Kính mong thầy giáo bạn tham gia góp ý kiến, để đồ án em đợc hoà thiện Em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn, giúp đỡ, bảo tận tình thầy giáo Phạm Tất Thắng nh thầy Bộ môn Cơ khí ôtô, Khoa khí trờng Đại học Giao thông vận tải để em hoàn thành đợc đồ án Sinh viên Đỗ Tiến Mạnh SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Chơng 1: Tổng quan hệ thống phanh 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống phanh 1.1.1 C«ng dơng cđa hƯ thèng phanh HƯ thèng phanh dïng để giảm tốc độ chuyển động ô tô dừng hẳn đến tốc độ theo yêu cầu ngời lái Ngoài hệ thống phanh giữ cho ô tô máy kéo dừng ngang dốc thời gian lâu dài cố định xe thời gian dừng xe (phanh tay) Đối với ô tô máy kéo hệ thống phanh đóng vai trò quan trọng đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn tốc độ cao dừng xe tình nguy hiểm nhờ mà nâng cao đợc suất vận chuyển, tăng đợc tính động lực 1.1.2 Phân loại hệ thống phanh Hệ thống phanh đợc phân loại theo cách sau đây: Theo công dụng: - Hệ thống phanh (phanh ch©n) - HƯ thèng phanh dõng (phanh tay) - HƯ thèng phanh phơ - HƯ thèng phanh dù phßng Theo kÕt cÊu cđa hƯ thèng phanh: - C¬ cấu phanh guốc - Cơ cấu phanh đĩa - Cơ cấu phanh đai Theo phơng thức dẫn động phanh: - Dẫn động khí - Dẫn động thủy lực - Dẫn động khí nén - Dẫn động hỗn hợp - Dẫn động có trợ lực SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Theo mức ®é hoµn thiƯn hƯ thèng phanh: - HƯ thèng phanh có hệ thống điều hoà - Hệ thống phanh có hƯ thèng ABS, BA, EBD 1.1.3 Yªu cÊu cđa hƯ thống phanh Để nâng cao hiệu phanh trình làm việc hệ thống phanh phải đảm bảo yêu cầu sau: - Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh với trờng hợp nguy hiĨm - Cã hiƯu qu¶ phanh cao nhÊt ë tất bánh xe trờng hợp nghĩa phải tạo đợc lực phanh lớn nhất, đồng thời cho tất bánh xe - Hoạt động êm dịu, đảm bảo hoạt động ôtô phanh, phanh hệ thống phanh không gây tiếng ồn, tiếng gõ phải có mômen phanh nh bánh xe trục ôtô để tránh tợng lệnh lực phanh - Điều khiển nhẹ nhàng để giảm bớt cờng độ lao động ngời lái: cấu tạo hệ thống cho lực đạp phanh ngời lái nhỏ nhất, tạo đợc lực phanh tới bánh xelà lớn Để đảm bảo yêu cầu hệ thống phanh có lắp thêm trợ lực( trợ lực chân không, trợ lực khí nén trợ lực thuỷ lực) - Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với trờng hợp nguy hiểm - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám phanh với cờng độ - Không có tợng tự xiết phanh nhả phanh tức thời ngời lái đạp phanh Nếu không nguy hiểm trình ôtô chuyển động - Cơ cấu phanh phanh phải thoát nhiệt tốt: thực chất trình phanh sử dụng lực ma sát sinh cấu phanh để tạo mômen cản chuyển động quay bánh xe, xét mặt lợng hệ thống phanh làm biến đổi động ôtô thành nhiệt cấu phanh Khi phanh nhiệt độ sinh cấu phanh cao Do cấu phanh phải có khả truyền nhiết tốt SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng - Giữ đợc tỉ lệ thuận lực bàn đạp đòn điều khiển với lực phanh bánh xe: tức hệ dẫn động phanh phải có tỷ số truyền ổn định Tạo cảm giác yên tâm cho lái xe đạp phanh - Có hệ số ma sát phần quay má phanh cao ổn định điều kiện sử dụng - Có khả phanh ôtô đứng thời gian dài - Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dỡng sữa chữa 1.2 Một số cấu phanh đợc dùng ôtô hiƯn 1.2.1 C¬ cÊu phanh tang trèng C¬ cấu phanh tang trống có guốc phanh có điểm đặt riêng rẽ phía có lực dẫn động Cấu tạo chung cấu phanh hai chốt cố định có bố trí chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh phía dới, khe hở phía điều chỉnh trục cam ép ( hình a) cam lệch tâm (hình b) Hình 1.1 Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt riêng rẽ phía lực dẫn động Cơ cấu phanh tang trống có guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ hai phía có lực dẫn động Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm đợc thể hình 1.2 Sự đối xứng qua tâm đợc thể m©m phanh cïng bè trÝ hai chèt guèc phanh, SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống chúng đối xứng với qua tâm Mỗi guốc phanh đợc lắp chốt cố định mâm phanh có chốt lệch tâm để ®iỊu chØnh khe hë phÝa d−íi cđa m¸ phanh víi trống phanh Một phía pittông tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía má phanh trống phanh đợc điều chỉnh cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thờng có dẫn động thuỷ lực đợc bố trí cầu trớc ôtô du lịch ôtô tải nhỏ Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ hai phía có lực dẫn động èng nèi; VÝt x¶ khÝ; Xilanh bánh xe; Má phanh; Phớt làm kín; Piston; Lò xo guốc phanh; Tấm chặn Cơ cấu phanh guốc loại bơi Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc loại bơi SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Guốc phanh không tựa chốt quay cố định mà hai tựa mặt tựa di trợt Có hai kiểu cấu phanh loại bơi: loại mặt tựa tác dụng đơn ( hình 1.3.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.3.b) - Loại mặt tựa tác dụng đơn: Một đầu guốc phanh đợc tựa mặt tựa di trợt phần vỏ xi lanh, đầu lại tựa vào mặt tựa di trợt piston Cơ cấu phanh loại thờng đợc bố trí bánh xe trớc ôtô du lịch ôtô tải nhỏ - Loại hai mặt tựa tác dụng kép: loại xi lanh bánh xe có hai piston hai đầu guốc tựa hai mặt tựa di trợt hai piston Cơ cấu phanh loại đợc sử dụng bánh xe sau ôtô du lịch ôtô tải nhỏ Cơ cấu phanh guốc tự cờng hoá Cơ cấu phanh guốc tự cờng hoá có nghĩa phanh bánh xe guốc phanh thứ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai Có hai loại cấu phanh tự cờng hoá: cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn (hình 1.4.a); cấu phanh tự cờng hoá tác dụng kép (hình 1.4.b) Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc tự cờng hoá - Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn: loại có hai đầu hai guốc phanh đợc liên kết với qua hai mặt tựa di trợt cấu điều chỉnh tự động Hai đầu lại hai guốc phanh đợc tựa vào mặt tựa di trợt vỏ xi SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng lanh bánh xe tựa vào mặt di trợt piston xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại thờng đợc bố trí bánh xe trớc ôtô du lịch ôtô tải nhỏ đến trung bình - Cơ cấu phanh tự cờng tác dụng kép: có hai đầu hai guốc phanh đợc tựa hai mặt tựa di trợt hai piston xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đợc sử dụng bánh xe sau ôtô du lịch ôtô tải nhỏ đến trung bình 1.2.2 Cơ cấu phanh đĩa Các phận cấu phanh đĩa bao gồm: - Một đĩa phanh đợc lắp với moayơ bánh xe quay bánh xe - Một giá đỡ cố định dầm cầu có đặt xi lanh bánh xe - Hai má phanh dạng phẳng đợc đặt hai bên đĩa phanh đợc dẫn ®éng bëi c¸c piston cđa c¸c xi lanh b¸nh xe Có hai loại cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định loại giá đỡ di động - Loại giá đỡ cố định( hình 1.5.a ): Trên giá ®ì bè trÝ hai xi lanh b¸nh xe ë hai phía đĩa phanh Trong xi lanh có piston, mà đầu tì vào má phanh Một đờng dầu từ xi lanh đợc dẫn đến hai xi lanh bánh xe - Loại giá đỡ di động( hình 1.5.b): Loại giá đỡ không bắt cố định mà di trợt ngang số chốt bắt cố định dầm cầu Trong giá đỡ di động ngời ta bố trí xi lanh bánh xe với piston tì vào má phanh Má phanh phía đối diện đợc gá trực tiếp giá đỡ Hình 1.5 Kết cấu cấu phanh dạng đĩa SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Hình 1.6 Các loại cấu phanh dạng đĩa 1.3 Dẫn động phanh 1.3.1 Dẫn ®éng c¬ khÝ DÉn ®éng phanh c¬ khÝ bao gåm nhiều loại nh: loại đòn kéo, loại cáp, loại cần kéo cấu điều khiển cấu phanh.Dẫn động khí đợc dùng cho phanh tay Hình 1.7 Các loại điều khiển phanh dừng SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng 1.3.2 Dẫn ®éng phanh thủ lùc (HƯ thèng phanh dÇu): CÊu tạo: ( Hình 1.9 ) Hình 1.8 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực Bàn đạp phanh; 2.Trợ lực phanh; Xi lanh phanh chính; 4.Càng phanh đĩa; 5.Má phanh đĩa; 6.Đĩa phanh; 7.Phanh trống; 8.Má phanh guốc Cấu tạo dẫn động phanh thuỷ lực gồm: dẫn động phanh trợ lực phanh Dẫn động bố trí khung xe gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính, đờng dầu phanh Cơ cấu phanh đặt bánh xe gồm: xylanh phanh, guốc phanh, lò xo hồi vị, trống phanh( đĩa phanh) Bộ trợ lực có tác dụng làm giảm nhẹ lực tác dụng ngời lái lên bàn đạp phanh Nguyên lý làm việc: Khi phanh, ngời lái đạp lên bàn đạp phanh qua hệ thống đòn bẩy đẩy piston xylanh phanh dịch chuyển đẩy dầu buồng xylanh theo đờng ống dầu tớí xilanh phanh bánh xe áp suất dầu lớn tác động lên má phanh ép má phanh vào đĩa phanh trống phanh tạo trình phanh Khi phanh, lò xo kéo hai má phanh vị trí ban đầu, dới tác dụng lò xo piston vị trí ban đầu ép dầu trở lại buồng dầu xylanh phanh Hệ thống phanh dầu có đặc điểm lực má phanh phụ thuộc vào đờng kính xylanh phanh Muốn có lực phanh bánh xe khác cần thay đổi kết cấu xylanh phanh SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 10 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Ưu, nhợc điểm, phạm vi sư dơng cđa hƯ thèng phanh dÉn ®éng thủ lực - Phanh đồng thời bánh xe với phân bố lực phanh theo yêu cầu - Hiệu suất cao, độ nhạy tốt - Kết cấu đơn giản, đợc sử dụng rộng rÃi loại ôtô - Không thĨ cho tû sè trun lín v× tû lƯ víi lực bàn đạp - Có h hỏng hệ thống làm việc hiệu - Hiệu suất thấp nhiệt độ môi trờng thấp - Phanh dầu đa số bố trí xe con, xe tải nhỏ trung bình 1.3.3 Hệ thống phanh dẫn động khí nén (phanh khí ) Cấu tạo Hình 1.9 Hệ thống phanh dẫn động khí nén 1- Máy nén khí; 2- Bình lắng nớc dầu; 3- Bình khí nén; 4- Van phanh; 5,6- Bầu phanh cho cấu; 7- Bàn đạp phanh; 8- Đồng hồ áp suất; 9- Cam quay; 10- Guèc phanh; 11- Tang trèng phanh Nguyên lý làm việc : Máy nén khí cung cấp khí nén đợc dẫn động từ động bơm khí nén qua bình lắng đến bình chứa khí nén 3, áp suất đợc khống chế qua đồng hồ Khi phanh ngời lái đạp bàn đạp phanh đồng thêi më ®−êng khÝ nÐn tõ van phanh 4, khÝ nén từ bình chứa qua van phân phối đến bầu phanh 5,6 Màng bầu SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 78 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Bệ thử phanh lăn quán tính dẫn động động điện(B) Gồm hai cụm lăn với bánh đà đặt riêng rẽ dới bánh xe trục, lăn nhận truyền động từ động điện dẫn động quay bánh xe ôtô Bệ loại có khả kiểm tra lực phanh cầu, chi phí trình thử nhỏ, không ô nhiễm môi trờng, đợc sử dụng phổ biến xí nghiệp Nguyên lý làm việc tất loại bệ thử quán tính có sử dụng lực bám bánh xe với bề mặt tựa chất nh Sau đa xe vào bệ thử , tăng tốc ( động điện động ôtô ) Để xe đạt đợc tốc độ từ 50 70 Km/h đạp phanh đột ngột đồng thời cắt côn( ngắt động điện) Khi vùng tiếp xúc bánh xe với lăn( băng tải) xuất lực quán tính ngợc chiều lực phanh Sau thời gian bánh xe ngừng quay Trong trờng hợp quÃng đờng phanh xác định máy đếm số vòng quay lăn kể từ bắt đầu phanh, dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian quay Trên loại bệ thử phanh lăn quán tính co thể đo mô men phanh theo mô men phản lực xuất trục bệ thử đoạn bánh đà với lăn Do thí nghiệm không chất tải lên thùng xe phải có thiết bị khống chế lực bàn đạp giá trị Sao cho lực phanh không lớn lực bám Để đảm bảo đợc độ tin cậy kết chẩn đoán loại bệ thử lăn quán tính phải mô hình hoá đợc trình phanh thực tế ôtô đờng bệ thử phải tơng đơng Đây nhợc điểm dẫn đến loại bệ thử không chẩn đoán đợc cho nhiều loại xe c Bệ thử phanh quán tính không sử dụng lực bám Bệ thử quán tính không sử dụng lực bám cho phép đo trực tiếp mô men phanh cấu phanh, bệ kiểu gồm hai loại: + Loại bánh xe ôtô tựa lăn ( A ).Trong trờng hợp lăn có tác dụng đỡ bánh xe mà không tham gia thành phần bệ thử + Loại treo bánh xe hệ thống kích nâng ( B) SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 79 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng So với loại bệ thử lăn kiểu quán tính có sử dụng lực bám loại bệ thử có khả loại trừ đợc trợt bánh xe với lăn Khử đợc sai khác cản lăn đờng bệ thử Hình 4.5 Sơ đồ bệ quán tính để thử phanh không sử dụng lực bám ôtô Nguyên lý làm việc chung loại bệ thử nh sau: động điện kéo bánh xe ôtô quay đến tốc độ 50 70 Km/h sau đạp phanh đột ngột sau ngắt điện vào động Hiệu phanh xác định theo thời gian quay khối lợng quán tính kể từ phanh, gia tốc chậm dần quay trơn 4.2.2 Chọn phơng án thiết kế Chúng ta xác định đặc tính phanh ô tô phơng pháp: phơng pháp nhiều điểm phơng pháp điểm + Phơng pháp nhiều điểm nhằm mục đích xây dựng lại đờng đặc tính ôtô sau chế tạo thờng kèm với thiết bị thử dạng quán tính Phơng pháp thờng áp dụng cho phòng thí nghiệm viện nghiên cứu + Phơng pháp điểm nhằm mục đích xác định ®Ỉc tÝnh cđa xe sau mét thêi gian sư dơng giá trị giới hạn xác định đó, thờng giá trị cực trị ứng với phơng pháp thờng kiểm tra phanh bệ thử động lực kiểu lăn thờng sử dụng trạm kiểm định Với yêu cầu kiểm tra chất lợng phanh ôtô đạt giới hạn đảm bảo cho trình hoạt động ta kiểm tra chất lợng phanh ôtô trạng thái tĩnh Việc chọn loại bệ thử lăn dạng lực có số u điểm là: phù hợp điều kiện kü tht, kinh tÕ cđa n−íc ta, ®ång thêi cã khả thích ứng với loại SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 80 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng xe không đồng chủng loại, hình dáng, kích thớc đợc sử dụng nớc ta Bệ thử đáp ứng đợc yêu cầu: + Chi phí sản xuất, lắp ráp, sử dụng nhỏ + Thời gian thử nhỏ + §é tin cËy cao + ChiÕm diƯn tích nhỏ + Độ ổn định cao, không đòi hỏi trình độ vận hành cao + Tính vạn cao Con lăn đợc tạo gân để đảm bảo hệ số bám cần thiết Khung bệ đợc đặt đàn hồi đảm bảo chống rung động trình thử nghiệm Cơ cấu nâng hạ đợc dẫn động khí nén giúp xe vào bệ cách dễ dàng Chọn ôtô thử: Vios 1.5 Bảng Số TT Các thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị HK Số chỗ ngồi Trọng lợng thân G0 KG 1080 Trọng lợng toàn Ga KG 1495 Trọng lợng phân bố lên cầu trớc G1 KG 776 Trọng lợng phân bố lên cầu sau G2 KG 719 ChiỊu dµi toµn bé Lb mm 4300 ChiỊu rộng toàn Btb mm 1700 Bán kính bánh xe rbx mm 300 ChiÒu réng lèp B mm 185 VƯt sau b¸nh xe V2 mm 1460 Tû sè truyÒn lùc chÝnh i0 3.58 10 Tû sè tryÒn hép sè ë tay sè ih1 2.46 11 Công suất cực đại Nemax HP 107 12 Mô men xoắn cực đại Memax KGm 14.4 SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 81 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng 4.3 Kết cấu, nguyên lý làm việc bệ thử phanh dạng lực 4.3.1 Kết cấu Hình 4.6 sơ đồ bệ thử Cơ cấu nâng hạ; khớp nối; Hộp giảm tốc; Động điện; Bộ truyền xích; Con lăn; ổ lăn; Chốt lăn chống lệch bên; Cơ cấu căng xích Phần tử chủ yếu bệ thử hai cụm lăn đợc đặt dới bánh xe trục Bề mặt lăn có gân phủ bê tông để tăng khả bám.Nhờ truyền động xích lăn chủ động, tăng đợc trọng lợng bám, giảm đợc trợt thí nghiệm Hộp giảm tốc có vai trò nh khung cân Cơ cấu nâng hạ giúp ôtô khỏi bệ thử dễ dàng Giá trị lực hÃm đo đợc lớn phụ thuộc vào lực bám bánh xe với lăn 4.3.2 Nguyên lý làm việc bệ thử Bệ thử hoạt động theo nguyên tắc đo lực phanh bánh biến trở giá trị đo hiển thị đồng hồ Tiến hành thử phanh lần lợt cho phía phải trái khác Cho động điện làm việc dẫn động lăn, lực tác dụng bàn đạp phanh ô tô đạt giá trị cực đại Giá trị hiển thị đồng hồ đo tăng dần Khi có trợt lăn bánh xe có trợt bánh xe SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 82 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng tang phanh đồng hồ giá trị cực đại So sánh giá trị lực phanh đồng hồ với ngỡng cho phép , lớn đạt yêu cầu 4.4 Tính toán động học động lực học 4.4.1 Tính toán ®éng häc 4.4.1.1 KÝch th−íc cđa bƯ thư KÝch thớc lăn Đợc xác định theo điều kiện giảm cản lăn cho bánh xe chủ dộng Bán kính lăn d rbx = 0,935. H + 25,4 ⎟.λ0 ⎝ ⎠ λ0 : hƯ sè tÝnh ®Õn sù biÕn d¹ng cđa lèp xe, chän λ0 = 0,935 Víi H = B.0,6 = 185.0,6 = 111 (mm) ⇒ rbx = 0,935.(111 + 15 25,4) = 282(mm) rcl = ( 0,4 ÷ 0,6 ).rbx rcl=0,5 0,282 = 0,141 ( m ) Chiều dài toàn lăn Lcl= B + a Trong ®ã: a: HƯ sè an toµn chän a =300 ( mm ) B lµ bỊ réng cđa lèp Lcl = 185 + 2.300 = 785 ( mm ) Chän Lcl = 800 mm ChiỊu réng bƯ thư BBt=Knmax+2a= V2 +B +2a = 1460 +185 + 2.300= 2245 (mm) Trong : Kn.max khoảng cách max mép lốp V2: Chiều rộng vệt bánh xe SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 83 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Hình 4.7 Sơ đồ xác định bề rộng bệ thử Khoảng cách trục lăn Chọn loại bệ thử hai lăn song song đối xứng qua tâm bánh xe.Dựa vào điều kiện ổn định ôtô Acl = 2(Rbx + Rcl ) sin Để tự hÃm tg > ϕ ⇔ sin α ≥ ϕ 1+ϕ2 ϕ : HÖ số bám bánh xe lăn, chọn = 0,65 ϕ 0,65 → Acl ≥ 2( Rbx + Rcl ) = 2( 282 + 141) = 461,06( mm ) 1−ϕ + 0,65 ⇒ chän Acl = 480 (mm) Góc lệch lăn với b¸nh xe sin α = ACL 480 = = 0,567 2.(rcl + rbx ) 2.(141 + 282) VËy α=34,560 So sánh với điều kiện ổn định lăn: tg> 0,688 > 0,65 thoả mÃn điều kiện ổn định lăn SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 84 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Hình 4.8 Sơ đồ xác định góc lệnh 4.4.1.2 Tính ncl Với loại bệ thử đà chọn phanh lăn lực ,ta chọn Vthử =10% Vmax Theo thông số ôtô đà chọn Vmax =187(km/h)=52,18(m/s) ®ã Vthư =5,218 (m/s) Do ncl tÝnh theo (vòng/phút) nên ta có công thức sau: nbx = 30.Vthu 30.5,218 = = 176(v / p) 3,14.0,282 π rbx ncl Rbx 0,282 = = = → ncl = 2.176 = 352(v / p) Ta cã nbx Rcl 0,141 4.4.2 Tính toán động lực học Hình 4.9 Sơ đồ lực tác dụng bánh xe lên lăn Tính phản lực từ lăn Ta có : ∑Y = ↔ H = H2 = H = Z bx cos α G1 G1 = 776(kg ) Z bx = G0 : Träng l−ỵng không tải ôtô G1 7760 H1 = H = H = = = 2355( N ) cos cos 34,560 SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 85 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng - Mô men cản sinh lăn: Mcl = Pcl.Rcl = H.f.Rcl = 2355.0,018.0,141 = 5,977 (Nm) f hệ số cản lăn lấy 0,018 - Mômen phanh tác dụng lên trục lăn: Mp = Pp.Rcl = G1 7760 Rcl = 0,65.0,141 = 355,602( Nm) 2 - M«men phanh tác dụng lên trục bánh xe: Mp = Pp.Rbx = G1 7760 ϕ Rbx = 0,65.0,282 = 711,204( Nm) 2 Tính lực phanh cực đại lăn PP1max = H = H PP max = H ϕ = H ϕ Víi ϕ = 0,65 → p P1max = PP max = 2355 0,65 = 1530,75( N ) TÝnh c«ng suất cản trục lăn Theo phần động học cã Vth = 5,218 (m/s) Do ®ã ta cã: N Cl = PP V th N Cl = PP V th Ta cã N Cl = N Cl1 = N Cl = H ϕ Vth = 2355.0,65.5,218 = 7987,45(W ) Tính công suất máy ®iÖn h·m N N Md ≥ Cl η be Voi η be = ∏ η i Ta chän hiÖu suÊt cụm tổng thành nh sau: k = 0,99 HiƯu st ỉ bi ®ì HiƯu st bé trun xích Hiệu suất hộp giảm tốc Hiệu suất lăn → N Md ≥ η x = 0,92 η h = 0,87 η Cl = 0,9 7,98745 = 12,82(kw) 0,99 0,87.0,9 2.0,92 SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 86 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Vậy ta chọn động có công suất N Md 12,82( Kw) Theo Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập I Ta chọn động điện 4A160S4Y3, công suất N=15 kw, tốc ®é quay n=1460 vßng/phót, hiƯu st 89% 4.5 TÝnh chän hộp giảm tốc Ih= nmd/ncl=1460/352=4,14 Theo trang 43-Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí tập I I1=0,7332Ih0,6438=0,7332.4,14 0,6438=1,83 I2=4,14/1,83=2,26 Ta có tốc độ quay trục nh sau: Tốc độ quay trục I: n1 = 1460 (v/p) Tốc độ quay trục II: n2 = n1/I1 = 1460/1,83 = 797,81 (v/p) Tốc độ quay trục III: n3 = ncl = 352 (v/p) ã Xác định công suất trục Công suất trục I: NI =Ndc.k = 15.0,99 = 14,85 (Kw) Công suất trôc II: NII = NI.ηbr ηk = 14,85.0,96.0,99 = 14,113 (Kw) Công suất trục III: NIII = NII.br k = 14,113.0,96.0,99 = 13,413(Kw) Mômen trục hộp giảm tốc đợc xác định theo công thức: Mi=9,55.106.Ni/ni.( Với i = 1;2;3) Ta có: Mômen trục động cơ: Mđc = 9,55.106.Nđc/nđc = 98116,43 (Nmm) Mômen trục I: MI = 9,55.106.NI/n1 = 97135,27 (Nmm) Mômen trục II MII= 9,55.106.NII/n2 = 168936,4 (Nmm) Mômen trục III: MIII = 9,55.106.NIII/n3= 363903,83 (Nmm) Từ kết đà tính toán ta có bảng tổng hợp sau: SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 87 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Bảng Thông số Công suất(Kw) Động Trục I 15 Tû sè trun 14,85 Trơc II Trơc III 14,113 1,83 13,413 2,26 Sè vßng quay n (v/p) 1460 1460 797,81 352 Momen xo¾n (N.mm) 98116,43 97135,27 168936,4 363903,83 4.6 Tính toán, thiết kế thiết bị nâng hạ 4.6.1 Kết cấu thiết bị nâng hạ Thiết bị nâng hạ thực tế đa dạng ta chọn thiết bị nâng hạ loại khí nén, sơ đồ cấu tạo nh hình vẽ Hình 4.10 Cơ cấu nâng hạ vào Tấm đỡ vào; Con lăn; Tấm nâng; ống cao su ã Nguyên lý làm việc: Sau đà kiểm tra, đo ®¹c xong, ng−êi ®iỊu khiĨn sÏ ®iỊu khiĨn khÝ nÐn vào buồng khí cấu từ máy nén khí, áp suất buồng tăng làm cho ống cao su dạng ruột mèo chuyển động lên nâng bánh xe giúp xe vào bệ thử cách dễ dàng 4.6.2 Tính toán thiết kế Phân tích trạng thái chịu lực kích nâng: Khi kích nâng hoạt động, khí nén từ máy nén khí đến kích nâng, lực tác động vào phía bầu khí ruột mèo lớn trọng lựơng G cầu xe, làm cho cầu xe đợc đẩy lên Ngoài nhiệm vụ đẩy cầu xe Kích phải tạo phản lực đủ lớn N1, N2 để tạo lực phanh lăn SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 88 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Hình 4.11 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên lăn Do kết cấu đối xứng hai phản lực hớng tâm hai lăn N1 =N2 dẫn đến hai phản lực tiếp tuyến cấu phanh tác dụng lên lăn PP1= PP2 , tỉng hai hỵp lùc cđa hai lùc phanh theo phơng thẳng đứng không, để đơn giản cho việc tính toán, ta coi cán pittông chịu tác dụng nén lực chọn kết cấu hệ thống cần xi lanh nh hình vẽ Từ phân tích trên, nhận thấy để kích hoạt động bình thờng hệ thức sau phải thoả mÃn: Dt2 p ≥ G + N cos 45 (2-1) Trong : Dt-Đờng kính bầu chøa khÝ p-¸p st cđa khÝ nÐn p = 52,5 N/cm2 G-Là trọng lợng cầu ôtô tác dụng lên bÇu chøa khÝ G = G1/4 G = 7760/4 = 1940 N N1-Phản lực tác dụng từ phanh lên lăn Theo hệ số kinh nghiệm chọn N1= 1340 N SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 89 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng *Tính đờng kính xi lanh: Từ công thøc (2-1) ta cã G + 2.N cos 45 D p Thay có thông số vào công thức ta đợc: D 4.(1940 + 2.1340.0.7) = 9,62(cm) 3,14.52,5 Chän D = 10 cm * ThiÕt kÕ tÊm n©ng Ta chän tÊm n©ng cã kÝch th−íc nh− h×nh vÏ, vËt liƯu b»ng thÐp CT35 H×nh 4.12 KÕt cấu nâng - Tính toán bền nâng Coi nâng nh dầm ngang có lực tác dụng nh hình vẽ Chọn chiều dài nâng l = 80 cm Hình 4.13 Sơ đồ lực tác dụng lên nâng SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 90 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng G: trọng lợng ôtô tác dụng lªn tÊm (G = G1/2 = 7760/2 = 3880 (N)) X1 , X2: phản lực Xác định phản lực X1, X2 Lập phơng trình mômen cân điểm B Ta cã: X1.50 – G.25 = ⇒ X1 = G/2 = 1940 (N) X2 đợc xác định tơng tù, ta cã: X2 = X1 = 1940 (N) X¸c định mômen uốn tác dụng lên dầm + Đoạn EA, xét bên trái điểm A ta có mômen tác dụng lên đoạn là: Mx = X1.x (x = 015) Ta thÊy: Momen uèn nhá Mxmin = Momen uèn lớn Mxmax = 1940.15 = 29100 (N.cm) + Đoạn AO, xét bên phải điểm A Ta có mômen tác dụng lên đoạn là: Mx = X1.x (x = 0…25) Ta thÊy: M«men uèn nhá nhÊt Mxmin = M«men n lín nhÊt Mxmax = 1940.25 = 48500 (N.cm) Các đoạn OB BF đợc xác định tơng tự Biểu đồ momen tác dụng lên dầm đợc biểu diễn nh sau: Hình 4.14 Biểu đồ mômen tác dụng lên dầm Từ biểu đồ cho thấy nâng bền điểm O * Tính bền Để đảm bảo độ bền mà = M x max ≤ [∂ ] wx [∂ ] : øng suÊt cho phép vật liệu [ ] = SVTH: Đỗ Tiến Mạnh ch n Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 91 GVHD: Th.s Phạm TÊt Th¾ng Víi thÐp CT35 ta cã :σch = 320 N/mm2 n: hệ số dự trữ bền, n = ⇒ [∂ ] = 320 = 160 N / mm 2 Wx: Mômen chống uốn nâng Do kÕt cÊu tÊm n©ng chän, ta cã: Wx = 100.402/6 – 90.302/6 = 13166 (mm3) ⇒ ∂ m· = M x 485000 = = 36,83( N / mm ) wx 13166 Ta thÊy ∂ m· < [∂] nâng đảm bảo độ bền 4.7 Chọn cÊu ®o ghi HƯ thèng ®o ghi cđa bƯ thư hoạt động theo nguyên tắc đo lực phanh bánh xe ôtô biến trở, giá trị đo hiển thị đồng hồ Ta chọn thiết bị đo ghi gièng nh− trªn bƯ thư BANZAI BST – 150 N SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 Đồ án tốt nghiệp 92 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Kết luận Sau ba tháng, đợc giúp đỡ tận tình thầy giáo Th.s Phạm Tất Thắng thầy môn Cơ khí ôtô - Trờng đại học Giao thông vận tải, bạn lớp nỗ lực thân, em đà hoàn thành đề tài : "Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh xe Vios 1.5 " Đồ án em đạt đợc kết sau: - Giới thiệu tổng quan hệ thống phanh, đà phân loại đợc phận hệ thống phanh: cấu phanh, dẫn động phanh, trợ lực phanh Từ nêu lên cấu tạo nguyên lý hoạt động, u nhợc điểm loại - Nghiên cứu đợc kết cấu, nguyên lý làm việc cụm tổng thành hệ thống phanh, đặc biệt hƯ thèng phanh ABS kÕt hỵp víi hƯ thèng EBD BA - Nghiên cứu đợc số công tác chẩn đoán, bảo dỡng kỹ thuật hệ thống - Tính toán thiết kế bệ thử phanh Tuy nhiên thời gian làm đề tài có hạn, thời gian thực tế nên tránh khỏi sai sót nghiên cứu nh hiểu sâu kết cấu hệ thống phanh cần khai thác Em kính mong thầy, bạn đóng góp ý kiến để đồ án em đợc hoàn thiện Cuối cho em bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến toàn thể thầy giáo môn Cơ khí ôtô trờng đại học Giao thông vận tải đỡ giúp đỡ em năm học tập trờng Và đặc biệt cảm ơn thầy giáo Th.s Phạm Tất Thắng đà dành nhiều thời gian, tâm huyết hớng dẫn giúp đỡ tận tình, tỉ mỉ trình học tập hoàn thành đồ án tốt nghiệp em Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: Đỗ Tiến Mạnh Lớp Cơ khí ô tô A K44 ... bó cứng bánh xe ABS, hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD hệ thống hỗ trợ phanh gấp BA Tất lí đà tạo cho hệ thống phanh xe Vios 1.5 (2007) thật hoàn hảo Sơ đồ bố trí hệ thống phanh xe: Hình... Đồ án tốt nghiệp 28 GVHD: Th.s Phạm Tất Thắng Chơng 2: nghiên cứu kết cÊu, nguyªn lý lμm viƯc cđa hƯ thèng phanh trªn xe Vios 1.5 2.1 Tỉng quan vỊ hƯ thèng phanh xe Vios 1.5 Trên xe Vios 1.5( 2007)... thấy nặng 2.3 Cấu tạo nguyên lý làm việc ABS 2.3.1 Cấu tạo ABS: Cấu tạo hệ thống ABS gồm phần tử sau: + Cảm biến tốc độ bánh xe: đo tốc độ bánh xe bánh bánh xe, có cảm biến tốc độ bánh xe + Bộ điều