Đang tải... (xem toàn văn)
Thế nhưng quan hệ “nhân quả” của chúng như thế nào? Chắc chắn sẽ có nhiều điều thú vị khi bạn tìm hiểu về nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ô tô. [PDF]HỆ THỐNG LÁI - Đại học Đà Nẵng tinchi.dut.udn.vn/download/HT_Lai_part1.pdf Translate this page Công dụng, phân loại, yêu cầu đối với HT lái;. ▻ Các thông số đánh giá hệ thống lái;. ▻ Động học quay vòng ô tô;. ▻ Kết cấu hệ thống lái. ◦ Vô lăng, trục lái, ..Thế nhưng quan hệ “nhân quả” của chúng như thế nào? Chắc chắn sẽ có nhiều điều thú vị khi bạn tìm hiểu về nguyên lý làm việc của hệ thống lái trên xe ô tô. [PDF]HỆ THỐNG LÁI - Đại học Đà Nẵng tinchi.dut.udn.vn/download/HT_Lai_part1.pdf Translate this page Công dụng, phân loại, yêu cầu đối với HT lái;. ▻ Các thông số đánh giá hệ thống lái;. ▻ Động học quay vòng ô tô;. ▻ Kết cấu hệ thống lái. ◦ Vô lăng, trục lái, ..
MỤC LỤC Mục lục 1 Lời nói đầu 3 Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh của xe ôtô5 1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh 5 1.2. Kết cấu hệ thống phanh 6 1.2.1. Cơ cấu phanh 7 1.2.2. Dẫn động phanh 11 Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế 20 2.1. Lựa chọn phương án thiết kế 20 2.1.1. Lựa chọn cơ cấu phanh 20 2.1.2. Lựa chọn dẫn động phanh 20 2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động một số cụm chi tiết điển hình 23 2.2.1. Van phân phối 23 2.2.2. Van hạn chế áp suất 25 2.2.3. Bộ điều hòa lực phanh 27 2.2.4. Bầu phanh trước 29 2.2.5. Bầu phanh sau 30 Chương 3: Thiết kế tính toán hệ thống phanh32 3.1. Thông số của xe tham khảo 32 3.2. Tính toán xây dựng họa đồ 32 3.2.1. Xác định momen tại cơ cấu phanh 32 3.2.2. Thiết kế tính toán cơ cấu phanh 34 1 1 3.3. Tính bền cơ cấu phanh 42 3.3.1.Tính bền guốc phanh 42 3.3.2.Tính bền trống phanh 50 3.3.3.Tính bền chốt phanh 52 3.4. Tính dẫn động 53 3.4.1. Thiết kế tính toán bầu phanh trước 53 3.4.2. Thiết kế tính toán bầu phanh sau 55 3.4.3. Tính toán lượng khí nén 61 3.4.4. Tính toán van phân phối 65 3.4.5. Tính toán bộ điều hòa lực phanh 68 Chương 4: Tính toán khảo sát quá trình phanh 74 4.1. Sự phân bố tải trọng khi phanh 74 4.2. Tính toán khảo sát quá trình phanh ôtô theo ECE-R13 76 4.2.1. Thông số cơ bản của quá trình phanh 76 4.2.2. Tiêu chuẩn ECE-R13 78 4.2.3. Quá trình phanh với tỷ lệ phanh giữa các cầu không đổi 81 4.2.4. Quá trình phanh với tỷ lệ phanh giữa các cầu thay đổi 85 Kết luận chung 89 Tài liệu tham khảo 90 2 2 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. Chính vì vậy mà vận tốc trung bình cũng như tải trọng chuyên chở của ô tô được nâng cao, bên cạnh đó an toàn chuyển động cũng được quan tâm đặc biệt. Một chiếc xe dù có hiện đại đến mấy mà hệ thống phanh không tốt thì cũng trở nên vô nghĩa. Vì thế hệ thống phanh luôn được coi là một trong những hệ thống quan trọng nhất của ô tô. Hơn nữa 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. 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 ôtô tải tám 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. - Tính toán khảo sát quá trình phanh ôtô theo tiêu chuẩn Châu Âu ECE - R13. 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 3 3 -ThS. Trần Thanh Tùng 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 31 tháng 5 năm 2010 Sinh viên thực hiện Bùi Kim Tuyến 4 4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại 1.1.1. Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết nào đấy hoặc dừng hẳn ôtô; - Giữ ôtô dừng hoặc đỗ trên các đường dốc. 1.1.2. Yêu cầu Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh cao, đảm bảo gia tốc phanh lớn, quãng đường phanh nhỏ, ổn định khi phanh nhiều lần liên tục; - Mômen phanh phân bố lên các bánh xe hợp lý; - Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động của ôtô; - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp không lớn, tỷ lệ thuận với lực phanh trên bánh xe, tạo cảm giác tốt cho người lái; - Dẫn động phanh có độ nhạy cao; - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao, ổn định trong điều kiện sử dụng, không có hiện tượng tự xiết khi phanh; - Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài. - Giá thành rẻ, dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa. 1.1.3. Phân loại a. 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 dự phòng; - Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ). 5 5 b. 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. c. Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh được chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động cơ khí; - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động khí nén; - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá. d. 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 với bộ điều hoà lực phanh. e. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh Theo khả khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS). 1.2. Kết cấu của hệ thống phanh Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe. Việc dùng cả hai phanh, phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn của ôtô khi chuyển động và dừng hẳn. Hệ thống phanh có hai phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh. - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô. 6 6 - Dn ng phanh: Dn ng phanh dựng truyn v khuych i lc iu khin t bn p phanh n c cu phanh. Tu theo dng dn ng m trong dn ng phanh cú th bao gm cỏc phn t khỏc nhau. 1.2.1. C cu phanh a. C cu phanh a Cu to ca c cu phanh a c th hin trờn hỡnh 1.1. Cỏc b phn chớnh ca c cu phanh a bao gm: - Mt a phanh c lp vi moay ca bỏnh xe v quay cựng bỏnh xe; - Mt giỏ c nh trờn dm cu trong ú cú t cỏc xi lanh bỏnh xe; - Hai mỏ phanh dng phng c t hai bờn ca a phanh v c dn ng bi cỏc piston ca xi lanh bỏnh xe; * Loi giỏ c nh Đĩa phanh Pistông Giá cố định Giá bắt áp suất thuỷ lực Má phanh Hỡnh 1.1: C cu phanh a loi giỏ c nh Loi ny, giỏ c bt c nh trờn dm cu. Trờn giỏ b trớ hai xi lanh bỏnh xe hai phớa ca a phanh. Trong cỏc xi lanh cú piston, m mt u ca nú luụn tỡ vo cỏc mỏ phanh. Mt ng du t xi lanh chớnh c dn n c hai xi lanh bỏnh xe. Khi p phanh, du t xi lanh chớnh qua ng dn n cỏc xi lanh bỏnh xe y pittụng mang cỏc mỏ phanh ộp vo hai phớa ca a phanh thc hin phanh bỏnh xe. 7 7 Khi thôi phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp phanh được trả về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe sẽ hồi trở về xi lanh chính, tách má phanh khỏi đĩa phanh kết thúc quá trình phanh. * Loại giá đỡ di động Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một piston tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ. ChuyÓn ®éng Má phanh Pistông Gi¸ ®ì di ®éng ¸ p suÊt thuû ®éng Gi¸ dÉn huíng Đia phanh Hình 1.2: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động Bình thường khi chưa phanh do giá đỡ có thể di trượt ngang trên chốt nên nó tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hở giữa các má phanh với đĩa phanh hai bên là như nhau. Khi đạp phanh dầu từ xi lanh chính theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe. Piston sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh. Do tính chất của lực và phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh còn lại cũng tác dụng một lực lên đĩa phanh theo hướng ngược với lực của má phanh do piston tác dụng. Kết quả là đĩa phanh được ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh bánh xe được thực hiện. b. Cơ cấu phanh guốc * Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục 8 8 a b Hình 1.3: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.3. Trong đó sơ đồ hình 1.3.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.3.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. 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 má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép hoặc bằng cam lệch tâm . * Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 9 9 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. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ. * Cơ cấu phanh guốc loại bơi 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 (hình 1.5). a b Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.5.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.5.b). – Loại hai 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 pittông. 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 pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông. 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 loại tự cường hóa 10 H×nh 1.5: C¬ cÊu phanh guèc lo¹i b¬i 10 [...]... dng ca lp (vi xe thit k trang b lp cú ỏp sut cao = 0,93) r0 - bỏn kớnh thit k, r0 = D/2 xe tham kho cú ký hiu lp 260 5 08 P ta cú: d = 508mm H = B = 260mm D = d+2H=5 08+ 2.260 =1028mm r0 = 514 mm rbx = 0,93.514 = 478mm = 0,4 78 (m) rbx 150142.1,1 5 ,8. 1,36 = M 1 == 1 + .0,6.0,4 78 2.3 ,85 9 ,81 1,1 M P1 = M 1 = M P1 j h G.b 1 + max g 2.L g b MP1 = 10652 Nm rbx 150142.2,75 5 ,8. 1,36 = M1... III TNH TON THIT K H THNG PHANH 31 31 3.1 Cỏc thụng s ca xe tham kho - Trng lng xe khụng ti: 7 080 (3320/3760)KG - Trng lng chuyờn ch hng: 80 00 KG - Trng lng xe khi y ti: 15305 (4375/10930)KG - Chiu di c s ca xe (L): 385 0 mm - Chiu rng c s ca xe (B): 2026 mm - Chiu cao (H): 283 0 mm - Chiu cao trng tõm (hg): 1360 mm - S dng lp xe cú ký hiu: 2605 08 P 3.2 Tớnh toỏn xõy dng ho 3.2.1 Xỏc nh mụ men cn cú... 10930 (KG) G1= 10930.9 ,81 = 107224 (N) 32 32 b= L.G1 385 0 4375 = = 1100(mm) G 15305 a = 385 0 1100 = 2750(mm) hg - Chiu cao trng tõm; hg = 1,360 (m) jmax - Gia tc chm dn cc i ca ụtụ khi phanh, Theo kinh nghim, khi thit k ly: jmax = 5 ,8 (m/s2) g Gia tc trng trng, g = 9 ,81 (m/s2 ) H s bỏm ca bỏnh xe vi mt ng, khi thit k ly = 0,6 rbx Bỏn kớnh ln ca bỏnh xe; Bỏn kớnh bỏnh xe tớnh toỏn rbx= r0 ... bỏnh xe thỡ mụ men phanh tớnh toỏn cn sinh ra mi c cu phanh M1 = j h G.b 1 + max g 2.L g.b rbx M2 = j h G.a 1 max g 4.L g a rbx cu trc l: cu sau l: Vi: G Trng lng ton b ca ụtụ khi y ti, G = 15305 (KG) G = 15305.9 ,81 = 150142 (N) a, b, hg To trng tõm ca ụtụ (mm) L chiu di c s ca ụtụ; L = 385 0 (mm) Ta cú: G.b = G1 L - Trng lng tnh trờn cu trc, G1 = 4375 (KG) G1= 4375.9 ,81 = 429 18. .. nhỏnh kia 21 21 11 13 12 Nhỏnh I: dn ng phanh chõn ca bỏnh xe trc; gm cú: van an ton kộp 4, bỡnh khớ 7, phn di van phõn phi 17, van hn ch ỏp sut 18, hai bu phanh trc 20, cỏc c cu phanh trc v cỏc ng dn Lc iu khin dũng dn ng ny nh ỏp sut khớ nộn ly t khoang trờn Nhỏnh II: dn ng phanh chõn ca bỏnh xe sau, gm cú: van an ton kộp 4, bỡnh khớ nộn 8, phn trờn ca van phõn phi 24, b iu hũa lc phanh 16, bn bu... 5 6 3 7 2 8 1 9 27 10 26 11 12 B A 13 25 14 24 15 23 16 17 18 D 22 C 21 20 19 Hỡnh 2.3: Van phõn phi 2.2.2 Van hn ch ỏp sut Van hn ch ỏp sut dựng gim ỏp sut trong cỏc bu phanh ca trc trc ụtụ khi phanh vi cng thp (nhm tng mc iu khin ụtụ trờn ng trn), cng nh x nhanh khụng khớ ra khi bu phanh khi nh phanh Cu to van c trỡnh by di hỡnh v 25 25 I 18 17 1 16 15 2 14 3 13 12 4 11 5 10 II 6 9 8 III 7 Hỡnh... khin tỏc ng mt lc vo bn p phanh (5) m van phanh, lỳc ny khớ nộn t bỡnh cha (4) i vo h thng qua van phõn phi n cỏc xilanh chớnh 18 18 Ti xilanh chớnh, lc tỏc ng ca dũng khớ cú ỏp sut cao (0 ,8 - 1 MPa) y piston thu lc to cho du phanh trong ng ng cú ỏp sut cao i vo xilanh bỏnh xe thc hin quỏ trỡnh phanh, van bo v hai ng cú tỏc dng tỏch dũng khớ thnh hai dũng riờng bit v t ng ngt mt dũng khớ no ú b hng... .0,6.0,4 78 2.3 ,85 9 ,81 1,1 M P1 = M 1 = M P1 j h G.b 1 + max g 2.L g b MP1 = 10652 Nm rbx 150142.2,75 5 ,8. 1,36 = M1 = 1 .0,6.0,4 78 4.3 ,85 9 ,81 2,750 M P2 = M 1 = M P2 j h G.a 1 + max g 4.L g a MP2 = 5440 Nm 33 33 3.2.2 Thit k tớnh toỏn c cu phanh i vi xe thit k c cu phanh s dng l c cu phanh guc Y P a b0 b2 rt b1 X a Hỡnh 3.1: Kt cu ca c cu phanh a.Xỏc nh gúc v bỏn kớnh ca lc tng hp tỏc... i thi cỏc bu phanh ti cỏc bỏnh xe Nh vy, trong trng hp phanh bỡnh thng nh mụ t trờn õy, khoang trờn c iu khin trc tip bng dn ng c khớ, cũn khoang di c iu khin bng khớ nộn ly t khoang trờn Nu khoang trờn b mt khớ, khụng hot ng na thỡ khi phanh, ty y 3 i xung tỏc ng lờn con i 8 v y piston 12 ca khoang di i xung thc hin quỏ trỡnh phanh trờn mt cu cũn li Trong trng hp lỏi xe phanh t ngt thỡ khoang di cng... tỏc dng vo bn p phanh (10) thỡ khớ nộn t van iu khin (5) c chia lm hai dũng: + Mt dũng khớ nộn i theo ng ng dn (6) ti cỏc bu phanh (9) (dựng phanh cỏc bỏnh xe trc) + Mt dũng khớ nộn i theo ng ng dn (7) ti cỏc bu phanh (8) (dựng phanh cỏc bỏnh xe sau) u im dn ng phanh khớ nộn hai dũng 17 17 m bo an ton v tin cy cao vỡ mt trong hai dũng khớ nộn b rũ r thỡ ta vn cú th s dng dũng khớ nộn cũn li Nhc . cứng bánh xe khi phanh Theo khả khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS). 1.2. Kết cấu của hệ thống phanh Hệ thống. thống phanh cho ôtô tải tám 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. - Tính toán khảo sát quá. hệ thống phanh được chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động cơ khí; - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động khí nén; - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực; - Hệ