Đồ án Tính toán kết cấu ô tô

MỤC LỤC MỤC LỤC.........1 LỜI NÓI ĐẦU...3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 5 1.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh chính ô tô...............5 1.1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại hệ thống phanh..........................................5 1.1.2. Cơ cấu phanh trên ô tô............................7 1.1.3. Dẫn động phanh trên ô tô..........................11 1.1.4. Trợ lực phanh17 1.2. Giới thiệu chung về ô tô khách thiết kế............19 1.2.1. Các thông số kỹ thuật xe ô tô Hyundai County19 1.2.2. . Đặc điểm của hệ thống phanh dùng trên xe ô tô Hyundai County.22 1.3. Lựa chọn phương án thiết kế24 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH..25 2.1. Xác định mô men phanh cần thiết ở cầu trước và cầu sau...25 2.1.1. Xác định mô men phanh ở cầu trước26 2.1.2. Xác định mô men phanh ở cầu sau...27 2.2. Xác định bán kính tang trống và các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh.27 2.3. Tính lực tác dụng lên guốc phanh27 2.3.1. Lực phanh cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh cầu trước.27 2.3.2. Lực phanh cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh cầu sau28 2.4. Xác định chiều rộng tấm ma sát...30 2.5. Kiểm tra khả năng làm việc của hệ thống phanh..30 2.5.1. Kiểm tra công trượt riêng..............30 2.5.2. Kiểm tra khối lượng riêng.............31 2.5.3. Kiểm tra sự tăng nhiệt của tang trống...31 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH32 3.1. Thiết kế cơ cấu chấp hành32 3.1.1. Thiết kế xilanh bánh xe32 3.1.2. Thiết kế xilanh chính33 3.2. Tính toán và phân phối tỷ số truyền của dẫn động phanh34 3.3. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa có trợ lực.35 3.4. Thiết kế trợ lực phanh...36 3.4.1. Lực trợ lực cần thiết của bộ trợ lực...36 3.4.2. Xác định đường kính piston của bầu trợ lực.............37 KẾT LUẬN.39 TÀI LIỆU THAM KHẢO...40 Đề tài: “Thiết kế hệ thống phanh chính của ô tô khách trên cơ sở ô tô Hyundai County” LỜI NÓI ĐẦU Việc Việt Nam trở lại hội nhập với khu vực và thế giới, đất nước ta đang hướng tới để trở thành một nước có ngành công nghiệp phát triển. Do vậy chúng ta đang có sự chuyển đổi trong cơ cấu kinh tế với việc ưu tiên phát triển các ngành công nghiệp. Và trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước ta thì ngành công nghiệp ô tô cũng có những bước phát triển và 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 , nhằm đáp ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hoá ngày càng tăng của xã hội.Đối với thế giới ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã có lịch sử phát triển khá lâu đời , nhưng lại là ngành công nghiệp khá mới ở Việt Nam. Cho nên cần phải có từng bước tạo nền tảng cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô ở nước ta trong tương lai.Theo em đó là chúng ta tiến hành nghiên cứu thiết kế các hệ thống, các cụm tổng thành chi tiết trên ô tô không những đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật, tính năng an toàn mà còn phải đạt hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng được nhu cầu sử dụng. Với thực tế hệ thống giao thông đường bộ ở nước ta chưa phát triển kịp, phù hợp với sự phát triển của phương tiện đi lại chính vì vậy mà một trong những vấn đề quan trọng nhất đó là yêu cầu hệ thống phanh trên ô tô phải tốt đảm bảo có hiệu quả phanh cao nhất , ổn định khi phanh như đảm bảo an toàn , êm dịu , thời gian tác dụng phanh và quãng đường phanh là ngắn nhất Trên cơ sở đó em được giao đề tài đồ án tốt nghiệp với nội dung yêu cầu : “ Thiết kế hệ thống phanh chính của ô tô khách trên cơ sở ô tô hyundai county”. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và được sự hướng dẫn giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn: LƯƠNG QUÝ HIỆP , song do khả năng và trình độ của em có hạn nên không tránh khỏi sai sót. Kính mong các thầy giáo trong bộ môn ô tô và các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến, để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn, các thầy trong bộ môn cơ khí ô tô trường đại học Công Nghệ GTVT đã tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án này . Hà Nội , ngày . tháng . năm 2014 Sinh viên thực hiện Vũ Văn Khang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh chính ô tô 1.1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh a. Công dụng. Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định. Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển. Hệ thống phanh gồm có cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đấy của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động cơ cấu phanh. Trên ôtô sự phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh. Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh. Hư hỏng trong hệ thống phanh thường kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô. Các hư hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh. b. Yêu cầu. Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau: + Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. Muốn có quãng đường ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại. + Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh. + Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp 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 theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào. + Không có hiện tượng tự xiết khi phanh. + Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt. + Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe. + Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng. + Có khả năng phanh ôtô khi dừng trong thời gian dài. + Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao. + Dễ tháo lắp , điều chỉnh , bảo dưỡng và sửa chữa . + Giá thành hạ . c. Phân loại. Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh. - Theo công dụng. + Hệ thống phanh chính (phanh chân). + Hệ thống phanh dừng (phanh tay). + Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ). - Theo kết cấu của cơ cấu phanh. + Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc. + Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. + Hệ thống phanh với cơ cấu phanh kết hợp phanh guốc và phanh đĩa. + Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đai. - Theo dẫn động phanh. + Hệ thống phanh dẫn động cơ khí. + Hệ thống phanh dẫn động thủy lực. + Hệ thống phanh dẫn động khí nén. + Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực. + Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa. - 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 hòa 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 (hệ thống ABS). 1.1.2. Cơ cấu phanh. a. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng về một phía. Hình 1.1.2a: Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía. 1- Guốc phanh; 2- Xi lanh bánh xe; 3- Mâm phanh; 4- Lò xo hồi vị; 5- Guốc phanh; 6, 8- Má phanh; 7- Trụ dẫn hướng; 9- Bu lông quay cam điều chỉnh; 10- Lò xo của cam điều chỉnh; 11- Cam điều chỉnh; 12- Vòng lệch tâm; 13- Trục lệch tâm; 14- Đai ốc hãm. Cơ cấu phanh gồm có mâm phanh 3 được gắn lên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh 1,5 được đặt trên các chốt lệch tâm 13. Dưới tác dụng của lò xo 4 các má phanh được ép chặt vào các cam lệch tâm và ép các đầu tựa làm các piston ở trong xilanh 2 sát lại gần nhau. Xilanh 2 được gắn chặt trên đĩa 3. Giữa các piston của xilanh 2 có lò xo nhỏ để ép các piston luôn luôn sát vào các guốc phanh. Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh. Để cho các má phanh hao mòn đều hơn nên ở các guốc phanh đằng trước gắn má phanh dài hơn vì hiệu quả phanh của má trước theo kiểu bố trí như trên sẽ lớn hơn nhiều so với má sau. Để giữ cho các guốc phanh có hướng chuyển dịch ổn định trong mặt phẳng thẳng đứng, trên đĩa 3 có gắn các tấm hướng 7. Khi tác dụng vào bàn đạp phanh chất lỏng với áp suất cao truyền đến xilanh 2 tạo nên lực ép trên các piston và đẩy các guốc phanh 1,5 ép sát vào trống phanh do đó quá trình phanh được tiến hành. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 4 sẽ kéo các guốc phanh 1,5 trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình kết thúc. b. Cơ cấu phanh có đặc điểm riêng về 2 phía. Hình 1.1.2b: Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về hai phía. Cơ cấu phanh có hai ống xilanh riêng rẽ ở hai guốc phanh. Mỗi guốc phanh được quay quanh chốt lệch tâm 1, bố trí đối xứng với đường trục của cơ cấu phanh. Nhờ bố trí xilanh làm việc và chốt lệch tâm đối xứng như vậy cho nên hiệu quả phanh của hai má phanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kỳ chiều nào. Khi trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ (ô tô tiến) thì hiệu quả phanh tốt, nhưng khi quay ngược chiều kim đồng hồ (ô tô lùi) thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng hai lần. Nhược điểm này không quan trọng lắm đối với ô tô có trọng lượng nhỏ như ô tô du lịch chẳng hạn, hơn nữa khi ô tô chạy lùi tốc độ cũng thấp cho nên yêu cầu mômen phanh ít hơn. Loại phanh này thường dùng ở bánh trước của ô tô du lịch khi cần đạt hiệu quả phanh lớn với kích thước cơ cấu phanh nhỏ. c. Cơ cấu phanh guốc loại bơi. Hinh 1.1.2c: 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. Đặc điểm chính của các loại cơ cấu phanh trên là: Đều có một điểm tựa cố định (chốt lệch tâm) nghĩa là guốc phanh chỉ có một bậc tự do, còn ở cơ cấu phanh dạng bơi ở guốc phanh có 2 bậc tự do và không có điểm tựa cố định. Cơ cấu phanh dạng bơi hai xilanh làm việc đều tác dụng lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự áp sát giữa trống phanh và má phanh cho nên khi ép sát vào trống phanh thì má phanh bị cuốn theo chiều quay của trống phanh. Mỗi má phanh lúc đó sẽ tác dụng vào pittông và đẩy ống xilanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định, lúc đó hiệu quả phanh sẽ tốt hơn và lực tác dụng nên bàn đạp giảm đi nhiều. 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: 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. d. Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá. Hình 1.1.2d: Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa Hình 1.6: Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá. Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa 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 hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình 2.1.4.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 2.1.4.b). + Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. + Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép. Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. + Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc trước và sau bằng nhau. + Nhược điểm: kết cấu phức tạp, khó chế tạo. + Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng cho xe tải vừa. e. Cơ cấu phanh điều khiển bằng cam. Hình 1.1.2e: Cấu tạo cơ cấu phanh dạng cam. 1- Chốt guốc phanh; 2- Mâm phanh; 3- Tấm chắn; 4- Êcu; 5- Tấm đệm chốt guốc phanh; 6- Khoá hãm; 7- Guốc phanh; 8- Lò xo hồi vị; 9- Tấm ma sát; 10- Trục con lăn; 11- Cam ép; 12- Con lăn; 13- Đòn điều chỉnh; 14- Trục cam phanh; Đặc điểm: Cơ cấu phanh này chỉ dùng cho xe có tải trọng lớn và dùng cho hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén. Cụm cơ cấu phanh lắp trên mâm phanh 2, nối cứng với bích cầu, các tấm ma sát 9 có cấu tạo hình lưỡi liềm tương ứng với đặc tính mài mòn của chúng và được lắp trên hai guốc phanh 7. Các guốc phanh này tựa tự do lên các bánh lệch tâm lắp trên mâm phanh 2, trục của các guốc phanh cùng với các mặt tựa lệch tâm cho phép định tâm đúng các guốc phanh so với trống phanh khi lắp ráp các cơ cấu. Khi phanh cam ép 11 sẽ chuyển động đẩy các guốc phanh ra làm cho nó áp sát vào bề mặt trống phanh để thực hiện quá trìng phanh, giữa cam ép 11 và guốc 7 có lắp con lăn 12 nhằm giảm ma sát và tăng hiệu quả phanh, bốn lò xo hồi vị 8 trả guốc phanh về vị trí nhả phanh. f. Cơ cấu phanh loại có piston bậc. Hình1.1.2f: cơ cấu phanh piston bậc. Trên hình 2.1.6 trình bày cơ cấu phanh với ống xi lanh làm việc có các đường kính khác nhau. Lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trường hợp này sẽ khác nhau. Với chiều quay của trống phanh như hình vẽ thì má bên phải làm việc thuận lợi hơn vì có hiện tượng tự siết, vì thế má bên phải cần ít lực ép hơn có nghĩa là đường kính piston nhỏ hơn so với má bên trái. Ưu điểm: của cơ cấu phanh loại này là đảm bảo các má phanh mòn đều. Nhược điểm: là có một má phanh làm việc không thuận lợi nên hiệu suất phanh không cao. Cơ cấu phanh loại này thương chỉ làm việc tốt khi xe tiến, còn khi xe lùi thì cơ cấu phanh làm việc không tốt. 1.1.3. DÉn ®éng phanh. a.DÉn ®éng phanh b»ng c¬ khÝ. H×nh 1.1.3a : S¬ ®å dÉn ®éng phanh b»ng c¬ khÝ. 1: Tay phanh; 2: Thanh dÉn; 3,5 : Con l¨n cña d©y c¸p; 4 :D©y c¸p ë phÝa tr­íc; 6: Thanh dÉn trung gian; 7: Trôc; 8, 10:D©y c¸p dÉn ®éng phanh; 9: Thanh c©n b»ng; 11: èng dÉn h­íng; 12 : Trôc lÖch t©m cña thanh Ðp. §Æc ®iÓm vµ nguyªn lý lµm viÖc: Chñ yÕu ¸p dông cho phanh tay (phanh dõng xe). Thanh dÉn 2 cïng víi tay phanh 1 ®Æt d­íi b¶ng ®ång hå. Thanh dÉn 2 nèi liÒn víi d©y c¸p 4, C¸c con l¨n 3,5 dÉn h­íng cho d©y c¸p. D©y c¸p 4 b¾t vµo mót thanh dÉn trung gian 6, trôc 7 l¾p trªn thanh dÉn vµ nèi víi thanh c©n b»ng 9, thanh dÉn 6 l¾p b¶n lÒ trªn gi¸ ®ì, thanh c©n b»ng 9 cã t¸c dông ph©n bè ®Òu lùc phanh truyÒn qua d©y c¸p 8 vµ 10 tíi c¬ cÊu phanh b¸nh xe tr¸i vµ b¸nh xe ph¶i phÝa sau. Bªn trong c¬ cÊu c¸c d©y c¸p ®­îc luån qua èng dÉn h­íng 11, èng nµy hµn vµo m©m phanh. §ßn d©y c¸p nèi víi ®ßn bÈy Ðp, ®ßn bÈy nµy t¸c ®éng lªn guèc phanh th«ng qua c¸c tÊm ®ì, ®ßn bÈy Ðp lªn trªn trôc lÖch t©m 12 (b¾t chÆt trªn c¸c guèc phanh) b»ng c¸ch xoay trôc mµ ®iÒu chØnh vÞ trÝ cña cÇn Ðp so víi tÊm ®ì. Khi kÐo tay phanh 1 d©y c¸p t¸c ®éng lªn ®ßn bÈy Ðp vµ h·m b¸nh xe sau l¹i. Khi nh¶ phanh ®ßn bÈy Ðp trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu, d­íi t¸c ®éng cña lß xo håi vÞ b. DÉn ®éng b»ng chÊt láng (dÇu). DÉn ®éng thuû lùc mét dßng. H×nh 1.1.3b: S¬ ®å dÉn ®éng phanh b»ng dÇu mét dßng. 1:Bµn ®¹p phanh; 2: Xy lanh phanh chÝnh; 3: §­êng dÉn dÇu; 4 : Xy lanh b¸nh xe; 5:M¸ phanh; 6 : Lß xo håi vÞ; 7: Guèc phanh. Nguyªn lý lµm viÖc: Khi phanh ng­êi l¸i t¸c dông lùc vµo bµn ®¹p 1 qua thanh ®Èy pitt«ng n»m trong xilanh. Do ®ã dÇu bÞ Ðp vµ sinh ra ¸p suÊt cao trong xilanh 2 vµ trong ®­êng èng dÉn 3. ChÊt láng víi ¸p suÊt cao sÏ t¸c dông lªn bÒ mÆt cña c¸c pitt«ng ë c¸c xilanh 4. Hai pitt«ng nµy th¾ng lùc lß xo 6 sÏ ®Èy hai m¸ phanh 5 Ðp s¸t vµo trèng phanh 7 vµ tiÕn hµnh phanh «t« v× trèng phanh 7 g¾n liÒn víi moay¬ b¸nh xe khi nh¶ bµn ®¹p nghÜa lµ ngõng phanh, lß xo 6 sÏ kÐo hai m¸ phanh 5 vÒ vÞ trÝ ban ®Çu d­íi t¸c dông cña lß xo 6 c¸c pitt«ng trong xilanh lµm viÖc 4 sÏ Ðp dÇu trë l¹i xilanh chÝnh 2. DÉn ®éng b»ng thuû lùc hai dßng . H×nh 1.1.3b1: S¬ ®å dÉn ®éng phanh hai dßng. 1: Bàn đạp phanh.2: Van nối giữa khoang A và không khí. 3: Van nối giữa khoang A và khoang B. 4: Màng.5: Bình chứa dầu phanh. 6: Xilanh công tác bánh trước.7: Xilanh chính. 8: Đường nối chân không. 9: Cần đẩy. 10: Xilanh công tác bánh sau. KÕt cÊu dÉn ®éng phanh phô thuéc vµo c¸c d¹ng s¬ ®å bè trÝ dÉn ®éng phanh. Trong ®ã dang a vµ b lµ d¹ng dÉn ®éc lËp. c¸c c¬ cÊu phanh b¸nh xe chØ ®­îc dÉn mét ®­êng ®éc lËp. C¸c d¹ng sau lµ hçn hîp, trong ®ã cã mét sè hoÆc toµn bé ®­îc dÉn bµng hai ®­êng dÇu tõ c¸c dßng kh¸c nhau vµo. ViÖc dÉn ®éng phanh hai dßng ®ßi hái xy lanh chÝnh ph¶i cã hai ng¨n, lµm viÖc ®éc lËp, ®­îc ®iÒu khiÓn b»ng mét cÇn piston liªn hÖ víi bµn ®¹p phanh. C¸c ng¨n cña xy lanh chÝnh trong s¬ ®å dÉn ®éng c¸c xy lanh b¸nh xe theo s¬ ®å (h×nh 1.6). H×nh 1.1.3b2 : C¸c s¬ ®å dÉn ®éng phanh b»ng thuû lùc hai dßng 1 : Xi lanh chÝnh ; 2 :§­êng èng dÉn dÇu cã ¸p suÊt ; 3 :B¸nh xe. S¬ ®å a: mét dßng dÉn ®éng hai b¸nh xe cÇu tr­íc, mét dßng dÉn ®éng hai b¸nh xe cÇu sau. S¬ ®å b dÉn ®éng chÐo : mét dßng cho mét b¸nh xe tr­íc vµ mét b¸nh xe sau vµ dßng cßn l¹i cho c¸c b¸nh xe chÐo. S¬ ®å c: DÉn ®éng hçn hîp bao gåm mét dßng cho tÊt c¶ c¸c b¸nh xe, cßn dßng thø hai chØ cho c¸c b¸nh xe tr­íc. S¬ ®å d : Mét dßng dÉn ®éng ba b¸nh xe, hai b¸nh tr­íc vµ mét b¸nh sau S¬ ®å e : DÉn ®éng hçn hîp hai dßng song song cho c¶ bèn b¸nh xe. S¬ ®å kiÓu TT nÕu h­ háng dßng phanh cÇu tr­íc, cã thÓ x¶y ra quay vßng thõa trªn ®­êng vßng, nÕu h­ háng dßng phanh cÇu sau cã thÓ dÉn tíi mÊt tÝnh dÉn h­íng cña xe khi phanh gÊp. ë s¬ ®å T khi cã sù cè mét dßng cã thÓ dÉn tíi hiÖn t­îng tù quay xe khi ®i th¼ng, hiªn t­îng nµy ®­îc kh¾c phôc ®¸ng kÓ nÕu b¸n kÝnh quay b¸nh xe quanh trôc trô ®øng lµ ©m víi c¸c ­u nh­îc ®iÓm ë trªn. c. DÉn ®éng phanh b»ng khÝ nÐn. Phanh khÝ sö dông n¨ng l­îng cña khÝ nÐn ®Ó tiÕn hµnh phanh, ng­êi l¸i kh«ng cÇn mÊt nhiÒu lùc ®Ó ®iÒu khiÓn phanh mµ chØ cÇn th¾ng lùc lß xo ë van ph©n phèi ®Ó ®iÒu khiÓn viÖc cung cÊp khÝ nÐn hoÆc lµm tho¸t khÝ ë c¸c bé phËn lµm viÖc. Hinh 1.1.3c: DÉn ®éng phanh khÝ nÐn. C¸c phÇn tö cña hÖ thèng phanh bao gåm: M¸y nÐn khÝ, van ¸p suÊt vµ c¸c b×nh chøa khÝ: lµ bé phËn cung cÊp nguån khÝ nÐn cã ¸p suÊt cao ( 6-7 KG/cm2) ®Ó hÖ thèng phanh ho¹t ®éng. Van ph©n phèi: lµ c¬ cÊu ph©n phèi khÝ nÐn tõ c¸c b×nh chøa khÝ ®Õn c¸c bÇu phanh ®Ó t¹o lùc t¸c dông lªn cam Ðp thùc hiÖn phanh c¸c b¸nh xe. BÇu phanh: thùc chÊt lµ mét bé pitt«ng xi lanh khÝ nÐn, nã lµ c¬ cÊu chÊp hµnh biÕn ¸p suÊt khÝ nÐn thµnh lùc c¬ häc t¸c dông lªn cam Ðp ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh. ¦u ®iÓm cña hÖ thèng phanh dÉn ®éng b»ng khÝ nÐn lµ lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p rÊt bÐ. Trong dÉn ®éng phanh b»ng khÝ nÐn lùc ®iÒu khiÓn trªn bµn ®¹p chñ yÕu dïng ®Ó ®iÒu khiÓn van ph©n phèi cßn lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh do ¸p suÊt khÝ nÐn t¸c dông lªn bÇu phanh thùc hiÖn. Nh­îc ®iÓm cña hÖ thèng phanh khÝ nÐn lµ sè l­îng c¸c côm kh¸ nhiÒu, kÝch th­íc lín vµ gi¸ thµnh cao, ®é nhËy kÐm, nghÜa lµ thêi gian hÖ thèng phanh b¾t ®Çu lµm viÖc kÓ tõ khi ng­êi l¸i b¾t ®Çu t¸c dông kh¸ lín do kh«ng khÝ bÞ nÐn khi chÞu lùc. Ph¹m vi sö dông: Th­êng sö dông réng r·i cho xe cã träng t¶i võa vµ lín 1.1.4. Trî lùc phanh. §Ó t¹o cho ng­êi l¸i xe kh«ng ph¶i t¸c dông mét lùc lín vµo bµn ®¹p phanh ng­êi ta bè trÝ vµ thiÕt kÕ c¸c bé phËn trî lùc phanh . Ngµy nay trªn c¸c xe hiÖn ®¹i cã thiÕt kÕ nhiÒu hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®Ó gi¶m nhÑ c­êng ®é lao ®éng cho ng­êi l¸i, lµm cho ng­êi l¸i Ýt ph¹m ph¶i nh÷ng sai ph¹m kü thuËt , ®¶m b¶o cho sù an toµn chuyÓn ®éng Ýt x¶y ra tai n¹n giao th«ng . ThiÕt kÕ bé trî lùc cho c¸c hÖ thèng phanh, l¸i, ly hîp còng rÊt cÇn thiÕt. a. Trî lùc phanh khÝ nÐn. H×nh 1.1.4a: S¬ ®å bé trî lùc khÝ nÐn. 1. Bµn ®¹p; 2. Lß xo håi vÞ; 3,4. §ßn dÉn ®éng; 5. Piston; 6. Lß xo xilanh khÝ nÐn;7. Piston xilanh chÝnh; 8. B×nh chøa khÝ nÐn; 9. Van; 10. Piston; 11. Thanh d¹ng èng. ¦u ®iÓm : Lùc c­êng ho¸ lín, v× ¸p suÊt khÝ nÐn cã thÓ ®¹t 5÷7 KG/cm2. B¶o ®¶m ®­îc quan hÖ tû gi÷a lùc bµn ®¹p víi lùc phanh. Nh­îc ®iÓm : Sè l­îng c¸c côm trong hÖ thèng phanh nhiÒu, kÕt cÊu phøc t¹p, cång kÒnh, ®éng c¬ ph¶i kÌm theo m¸y nÐn khÝ, gi¸ thµnh cao. Do xe cã t¶i träng kh«ng cao nªn kh«ng yªu cÇu m«men phanh qu¸ lín v× vËy kh«ng sö dông ph­¬ng ¸n nµy. b. Trî lùc ch©n kh«ng. H×nh: 1.1.4b: S¬ ®å nguyªn lý bé trî lùc ch©n kh«ng. 1. Bµn ®¹p; 2. Thanh ®Èy; 3. Piston xi lanh chÝnh; 4. Piston xi lanh lùc; 5. Van kh«ng khÝ; 6. ô tú; 7. Lß xo; 8. Thanh ®Èy piston; 9. Lß xo. + Bé trî lùc b»ng ch©n kh«ng lo¹i ®ång trôc H×nh 1.1.4b1: S¬ ®å nguyªn lý bé trî lùc ch©n kh«ng ®ång trôc. 1. Xy lanh phanh chÝnh; 2. Van mét chiÒu; 3. Vá xy lanh lùc; 4. Lß xo håi vÞ, 5. Piston c­êng ho¸; 6. Chôp cao su; 7. Bé läc kh; 8. Thanh ®Èy; 9. Van cao su; 10. Piston; 11. §Öm cao su; 12. Thanh ®Èy. - Khi ch­a phanh th× pist«n 5 n»m ë tËn cïng bªn ph¶i, thanh ®Èy 8 cña bµn ®¹p vµ piston 10 ( ®­îc nèi ghÐp víi thanh ®Èy 8 ) còng ®­îc ®Èy vÒ phÝa bªn ph¶i. Lóc ®ã gê cña piston 10 sÏ Ðp chÆt vµo van cao su 9 lµm cho kh«ng khÝ bªn ngoµi kh«ng x©m nhËp vµo buång cña xy lanh lùc. Còng lóc ®ã van cao su 9 rêi khái gê vßng trßn trªn moay ¬ cña piston 5, nhê vËy buång A vµ B ®­îc th«ng víi nhau qua r·nh ë moay ¬ cña piston 5. NÕu ®éng c¬ lµm viÖc th× ë hai buång sÏ cã ®é ch©n kh«ng nh­ nhau, lß xo 4 cã t¸c dông ®Èy pist«n vÒ vÞ trÝ tËn cïng bªn ph¶i. - Khi t¸c dông mét lùc lªn bµn ®¹p phanh thanh ®Èy 8 cña bµn ®¹p sÏ dÞch chuyÓn pist«n 10, piston nµy sÏ rêi khái van cao su 9 lµm cho buång B th«ng víi kh«ng khÝ, ®ång thêi van cao su 9 vÉn tú vµo gê vßng trßn cña moay ¬ piston 5 lµm cho buång B th«ng víi ch©n kh«ng. Do cã ¸p suÊt kh¸c nhau ë buång A vµ B nªn sÏ cã lùc t¸c dông lªn piston 5. Lùc nµy kÕt hîp víi lùc do bµn ®¹p g©y lªn sÏ truyÒn ®Õn thanh ®Èy 12 cña xy lanh chÝnh, nghÜa lµ lùc t¸c dông lªn piston cña xy lanh chÝnh ®· ®­îc c­êng ho¸. - Khi lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh ®­îc gi÷ nguyªn kh«ng thay ®æi th× van cao su 9 sÏ ng¨n c¸ch ( kh«ng cho th«ng ) buång B víi kh«ng khÝ, nghÜa lµ trong tr­êng hîp nµy van cao su 9 võa bÞ Ðp vµo gê vßng trßn cña moay ¬ pist«n 5 võa bÞ Ðp vµo gê cña piston nhá 10. Nh­ vËy gi÷ nguyªn lùc kh«ng thay ®æi lªn bµn ®¹p phanh, ¸p suÊt ë trong buång B kh«ng thay ®æi. tÝnh chÊt tuú ®éng ®­îc b¶o ®¶m nhê ®Öm cao su ph¶n øng 11. 1.2. Giới thiệu chung về ô tô khách thiết kế 1.2.1. Các thông số kỹ thuật của ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY Bảng 1.2.1 Các thông số kỹ thuật của ô tô sát xi cơ sở HYUNDAI COUNTY TT THÔNG SỐ Ký hiệu Đơn vị Ô tô sát xi HYUNDAI COUNTY 1 Thông tin chung 1.1 Loại phương tiện Ô tô sát xi 1.2 Kiểu loại khung gầm HYUNDAI COUNTY longbody 1.3 Công thức bánh xe 42R 2 Thông số về kích thước 2.1 Kích thước bao: DàiRộngCao mm 702818731724 2.2 Chiều dài cơ sở L mm 4085 2.3 Vệt bánh xe: Trước/sau mm 1705/1495 2.4 Vệt bánh xe sau phía ngoài mm 1700 2.5 Chiều dài đầu xe mm 1173 2.6 Chiều dài đuôi xe mm 1770 2.7 Khoảng sáng gầm xe H mm 195 2.8 Góc thoát trước/sau độ 23/15 3 Thông số về trọng lượng 3.1 Trọng lượng bản thân kg 2025 3.1.1 Phân bố lên trục trước kg 1180 3.1.2 Phân bố lên trục sau kg 845 3.2 Tr.lượng toàn bộ cho phép kg 6670 3.2.1 Phân bố lên trục trước kg 2570 3.2.2 Phân bố lên trục sau kg 4100 3.4 Bán kính quay vòng theo vết bánh xe trước phía ngoài m 7,4 4 Động cơ 4.1 Kiểu loại động cơ D4DD, 4 kỳ, 4 xy lanh thẳng hàng có tuôc bô tăng áp, CRDi 4.2 Phương thức làm mát Làm mát bằng dung dịch 4.3 Dung tích xy lanh cm3 3907 4.4 Tỷ số nén ε 18:1 4.5 Đường kính xy lanhhành trính piston DxS mm 104115 4.6 Công suất động cơ Ne kW 103 tại 2800 [v/ph] 4.7 Mô men xoắn lớn nhất Me Nm 373 tại 1600 [v/ph] 4.8 Phương thức cung cấp nhiên liệu Công nghệ phun dầu điện tử Commont Rail Diesel 4.9 Vị trí bố trí động cơ trên khung xe Phía trước 5 Ly hợp - Kiểu đĩa đơn, ma sát khô, dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không 6 Hộp số: kiểu M030S5 - Cơ khí: 5 số tiến,1 số lùi 6.1 Tỷ số truyền số thứ 1 ih1 - 5,380 6.2 Tỷ số truyền số thứ 2 ih2 - 3,028 6.3 Tỷ số truyền số thứ 3 ih3 - 1,700 6.4 Tỷ số truyền số thứ 4 ih4 - 1,000 6.5 Tỷ số truyền số thứ 5 ih5 - 0,722 6.6 Tỷ số truyền số lùi ir - 5,380 7.1 Cầu trước - Dầm chữ I 7.1.1 Tải trọng cho phép G1 kG 2570 7.2 Cầu sau - 7.2.1 Tải trọng cho phép G2 kG 4100 7.2.2 Tỷ số truyền truyền lực chính i0 - 5,375 8 Cỡ lốp Inch 7.00R16LT 8.1 Tải trọng cho phép lốp trước kG/1 lốp 1285 8.2 Tải trọng cho phép lốp sau kG/1 lốp 1250 9 Hệ thống treo 9.1 Hệ thống treo trước Phụ thuộc, nhíp lá dạng nửa elip, có giảm chấn thuỷ lực với thanh cân bằng 9.2 Hệ thống treo sau Phụ thuộc, nhíp lá dạng nửa elip, có giảm chấn thuỷ lực với thanh cân bằng 10 Hệ thống phanh 10.1.1 Phanh công tác Loại phanh tang trống, dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không, 2 dòng 10.1.2 Đường kính trống phanhbề rộng má phanh mm Φ32085 10.2 Phanh tay Loại phanh tang trống, dẫn động cơ khí, tác dụng lên trục thứ cấp hộp số 11 Hệ thống lái Trục vít-Ecu bi, trợ lực thuỷ lực 11.1 Tỷ số truyền cơ cấu lái 18 22 11.2 Góc quay vòng trung bình của các bánh xe dẫn hướng q [độ] 32 12 Hệ thống điện 12.1 Ắc quy 24V90Ah 12.2 Máy phát 24VA 12.3 Động cơ khởi động 24V3,2kW 1.2.2. Đặc điểm của hệ thống phanh dùng trên ô tô Hyundai County - Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép. Phần tử ma sát của cơ cấu phanh dùng trên ô tô sát xi cơ sở Hyundai County có dạng Trống – Guốc. CƠ CẤU PHANH TRƯỚC CƠ CẤU PHANH SAU Hình 1.2.2a Cơ cấu phanh Trống – Guốc - Dẫn động phanh: Hệ thống phanh chính dùng trên ô tô sát xi cơ sở Hyundai County sử dụng dẫn động phanh bằng thủy lực, hai dòng dẫn động độc lập. Hình 1.2.2b Sơ đồ phân dòng dẫn động thủy lực 1. Cơ cấu phanh trước; 2. Cơ cấu phanh sau; 3. Bàn đạp phanh; 4. Bầu trợ lực chân không; 5. Xi lanh chính; 6. Xi lanh công tác; 7. Bình tích chân không. - Trợ lực phanh: Trên ô tô sát xi cơ sở Hyundai County có tích hợp trợ lực chân không cho hệ thống phanh nhằm giảm nhẹ sức lao động và tăng tính tiện nghi cho lái xe. Ô tô sát xi cơ sở Hyundai County sử dụng động cơ diesel, có số vòng quay trục khuỷu thấp và độ chân không trên đường nạp nhỏ do không có bướm ga. Do vậy, với trường hợp này nếu muốn sử dụng bộ trợ lực chân không thì cần phải có bơm riêng để tạo nguồn áp suất chân không. Bơm chân không sử dụng trên ô tô sát xi này là loại bơm cánh gạt. Bơm chân không được nối với bình tích chân không qua van 1 chiều để luôn tạo sẵn áp suất chân không cho trợ lực. - Phanh đỗ: Ô tô sát xi cơ sở Hyundai County sử dụng phanh dừng loại tác động lên hệ thống truyền lực, dẫn động bằng cơ khí. - Phanh chậm dần: Ô tô sát xi cơ sở Hyundai County có trang bị hệ thống phanh chậm dần nằm trên đường ống xả của động cơ. Khi phanh chậm dần hoạt động thì một van bố trí trên đường thải động cơ sẽ đóng đường thải lại nhờ áp suất chân không tại bình tích chân không. 1.3. Lựa chọn phương án thiết kế Sau khi tìm hiểu trên các xe , qua việc phân tích kết cấu, ưu điểm, nhược điểm của các loại cơ cấu phanh, dẫn động phanh và dựa vào thông số của xe tham khảo ta lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh cho ô tô khách huyndai county đối với cơ cấu phanh chính như sau: Cơ cấu phanh trước chọn :“Cơ cấu phanh kiểu tang trống có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía”.Phanh sau chọn “Cơ cấu phanh tang trống có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía”. Lựa chọn phương án thiết kế dẫn động phanh như sau: “Dẫn dộng thủy lực, trợ lực chân không, hai dòng”. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH 2.1. Xác định mô men phanh cần thiết ở cầu trước và cầu sau Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép. Để đảm bảo phanh xe có hiệu quả thì mô men phanh cần sinh ra sẽ tỷ lệ với tải trọng phân bố lên các bánh xe và phụ thuộc hệ số bám của lốp với mặt đường. 1. Sơ đồ tính toán và các số liệu đầu vào của của hệ thống phanh Bảng 1 Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Chiều dài cơ sở L m 4,085 Trọng lượng toàn bộ Ga KN 66,70 Chiều cao trọng tâm ( đầy tải) hg m 1,026 Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước a m 2,511 Khoảng các từ trọng tâm tới cầu sau b m 1,574 Bán kính bánh xe Rb m 0,366 Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường φ 0,7 Hệ số ma sát cặp trống phanh – má phanh µ 0,3 Hệ số cường độ phanh K 0,6 Hình 2.1: Sơ đồ tính toán trọng tâm ô tô 2.1.1. Xác định mô men phanh cầu trước: Trong đó: - Mp1: Mô men phanh cần thiết sinh ra tại một cơ cấu phanh cầu trước (KN.m) - Ga : Trọng lượng toàn bộ của ô tô - L: chiều dài cơ sở của ô tô - b: Khoảng cách từ trọng ô tô tâm đến cầu sau khi có tải - K: Hệ số cường độ phanh - hg: Chiều cao trọng tâm ô tô khi đầy tải - φ : Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường - rbx: Bán kính bánh xe. => => Mô men phanh cần thiết ở cầu trước: M1 = KN.m 2.1.2. Xác định mô men phanh cầu sau: => => Mô men phanh cần thiết ở cầu sau: M2 = KN.m 2.2. Xác định bán kính tang trống và các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh Bán kính tang trống Rt = mm Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến tâm cam : a1 = 0,8.Rt = 0,8.160 = 128 mm Khoảng cách từ tâm cơ cấu phanh đến tâm chốt tựa: b1 = 0,85.Rt = 0,85.160 = 136 mm Khoảng cách từ tâm cam tới tâm chốt tựa: h = a1 + b1 = 128 + 136 = 264 mm 2.3. Tính lực tác dụng lên guốc phanh P 2.3.1 Lực phanh cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh cầu trước a. Sơ đồ động lực học Hình 2.3.1: Sơ đồ động lực học Cơ cấu phanh tang trống có gối cố định riêng rẽ về hai phía. b. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh cầu trước sinh ra Đối với cơ cấu phanh này các tham số kết cấu của các guốc phanh như nhau P1 = P2; Mp1 = Mp2 => Mp1 = Mp2 = ∑Mpt = Mp1 + Mp2 = Cho M1 = ∑Mpt = 2,29 KN => Pt = = 7,6 KN 2.3.2. Lực phanh cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh cầu sau a. Sơ đồ động lực học Hình 2.3.2 Sơ đồ động lực học Cơ cấu phanh tang trống có gối cố định riêng rẽ về một phía b. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh cầu sau sinh ra - Xác định mô men phanh do guốc phanh trước sinh ra Phương trình cân bằng mô men với điểm đặt cố định - Mô men phanh do guốc phanh sau sinh ra (tương tự ) Mô men phanh tổng cộng ∑Mps = Cho M2 =∑Mps= 3,75 KN => Ps = =8,95 KN 2.4. Xác định chiều rộng tấm ma sát C của cơ cấu phanh tang trống Bề rộng tấm ma sát được xác định theo công thức: Trong đó: - góc ôm = 900 - 1000 Chọn = 900 M1(2): Mô men phanh : Hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống. [q]: Áp suất cho phép. [q]=1,5÷2.106 N/m2 Chọn [q]=2.106 N/m2 Bề rộng tấm ma sát của cơ cấu phanh trước: Bề rộng tấm ma sát của cơ cấu phanh sau: 2.5. Kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh 2.5.1. Kiểm tra công trượt riêng l Trong đó V0 = 8,3 m/s F∑ Tổng diện tích tấm ma sát: m2 FS = m: Số tấm ma sát ( m= 8 tấm) boi: Góc ôm tấm ma sát thứ i Ci: Bề rộng tấm ma sát Vậy công trượt riêng đảm bảo yêu cầu. 2.5.2. Kiểm tra khối lượng riêng mr Ta có: [mr]= (1,5 – 2,5).104 kg/m2 với ô tô khách 2.5.3. Kiểm tra sự tăng nhiệt của tang trống. Trong đó - G:Trọng lượng của ô tô khi đầy tải G = 6670 KG mt: Khối lượng tang trống, m= 8 – 15kg => (mt = 4.12 = 48 kg) C: Nhiệt dung của các chi tiết bị nung nóng C = 482J/kg0.K V0: VËn tèc « t« b¾t ®Çu phanh. V0 = 30 km/h = 8,3 m/s 150 K => = => Nhiệt độ của trống phanh đảm bảo yêu cầu. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH 3.1 Thiết kế cơ cấu chấp hành 3.1.1.Thiết kế xilanh bánh xe - §­êng kÝnh xi lanh c«ng t¸c dk ở c¸c cơ cấu phanh ®­îc x¸c định từ lực Ðp yªu cầu tương ứng Pk Trong đã - Pk: Lùc Ðp yªu cầu ở cơ cấu phanh thứ k. - Pd: ¸p suất làm việc của dầu phanh trong hệ thống. Với Pd = Víi c¬ cÊu phanh tr­íc cã lùc Ðp P1 = 7,6(KN), và chọn pd =12.103 (KN/m2) th× ta cã ®­êng kÝnh xi lanh bánh xe b»ng: Víi c¬ cÊu phanh sau cã lùc Ðp P2 = 8,95 (KN), và pd =12.103 (KN/m2) th× ta cã ®­êng kÝnh xi lanh bánh xe b»ng: - Hµnh tr×nh dÞch chuyÓn piston xi lanh c«ng t¸c. Trong dẫn ®éng phanh dÇu, ®Ó t¹o ra lùc Ðp cho c¬ cÊu phanh chóng ta th­êng dïng piston ®Ó truyÒn lùc Ðp P lªn guèc phanh. §èi víi kiÓu c¬ cÊu phanh guèc th× hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña piston c«ng t¸c X (mm) cña c¬ cÊu Ðp ®­îc x¸c ®Þnh: Trong ®ã: : Lµ khe hë h­íng kÝnh trung b×nh gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh. Theo kinh nghiÖm , vËy chän =0,5 mm. : §é mßn h­íng kÝnh cho phÐp cña m¸ phanh vµ tang trèng. Khi l­îng mßn h­íng kÝnh ®¹t ®Õn gi¸ trÞ cho phÐp n»m trong kho¶ng th× hµnh tr×nh bµn ®¹p sÏ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i cho phÐp mµ t¹i ®ã cÇn ph¶i ®iÒu chØnh l¹i khe há h­íng kÝnh trung b×nh . VËy ta chän Vµ a = 128mm ;b = 136 mm Suy ra : 3.1.2. Thiết kế kính xilanh chính D Đường kính xilanh chính Dc được xác định từ tỷ số truyền khuếch đại thủy lực ik Trong đó ik là tỷ số truyền khuếch đại thủy lực của xilanh công tác thứ k so với xylanh chính. Trong thực tế kinh nghiệm đối với hệ thống phanh dầu thì tỷ số khuếch đại thủy lực nằm trong khoảng ik= 0,75 – 1,05. Vì vậy trong tính toán thiết kế cụ thể tính đường kính xilanh chính theo giá trị trung bình gần đúng như sau: Trong đó: dkmin: là giá trị nhỏ nhất của các đường kính xilanh công tác. dkmax: là giá trị lớn nhất của các đường kính xilanh công tác. Các số 0,75 và 1,05 là hệ số kinh nghiệm. Thay số với các giá trị đường kính xilanh công tác ta có: - Hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña piston xi lanh chÝnh: Piston xilanh chÝnh cã nhiÖm vô truyÒn lùc tõ bµn ®¹p vµ bé trî lùc phanh (nÕu cã) ®Ó t¹o ra ¸p suÊt cao trong hÖ thèng khi phanh. ¸p suÊt cao trong hÖ thèng chØ b¾t ®Çu h×nh thµnh khi tÊt c¶ c¸c khe hë trong hÖ thèng phanh ®ã ®­îc kh¾c phôc, nªn hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña piston xi lanh chÝnh h mm ®­îc x¸c ®Þnh: Trong ®ã: X1, X2: Lµ hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña piston c«ng t¸c ë c¬ cÊu phanh cÇu tr­íc/sau. Víi X1 = X2 =2,91 mm Cßn sè 2 ®i theo th«ng sè X ®Ó x¸c ®Þnh sè l­îng 2 piston c«ng t¸c trong mçi c¬ cÊu phanh. d1,d2 : LÇn l­ît lµ ®­êng kÝnh xilanh c«ng t¸c ë c¬ cÊu phanh cÇu tr­íc/sau. Víi d1 = 28 mm, d2 = 31 mm n1,n2: T­¬ng øng lµ sè l­îng trôc b¸nh xe cña cÇu tr­íc/sau. Víi xe khách cã c«ng thøc b¸nh xe 4x2 th× n1 = n2 = 1. ChØ sè 2 bªn ngoµi ngoÆc ®¬n x¸c ®Þnh cã 2 c¬ cÊu phanh trªn mçi trôc tr­íc/sau. Dc: Lµ ®­êng kÝnh xilanh chÝnh. Dc = 31mm : Lµ khe hë th«ng dÇu trong xilanh chÝnh ë tr¹ng th¸i kh«ng phanh øng víi c¸c dßng tr­íc/sau. K: HÖ sè tÝnh ®Õn ®é ®µn håi cña hÖ thèng. , chän K = 1,06 VËy víi c¸c th«ng sè ®· cã, ta x¸c ®Þnh ®­îc hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña piston xilanh chÝnh: 3.2. Tính toán và phân phối tỷ số truyền của dẫn động phanh a. Tû sè truyÒn bµn ®¹p phanh ib®: §ßn bµn ®¹p cã nhiÖm vô truyÒn lùc ®¹p cña l¸i xe lªn piston cña xilanh chÝnh. V× vËy dÞch chuyÓn cña ®Çu bµn ®¹p phanh cã thÓ ®­îc x¸c ®Þnh: (1) Trong ®ã: h : DÞch chuyÓn cña piston xilanh chÝnh. h1: Dịch chuyển tự do của trục bầu trợ lực: h1= 075mm : Khe hë cÇn thiÕt gi÷a cÇn ®Èy vµ piston xilanh chÝnh. ibđ : Tû sè truyÒn khuÕch ®¹i lùc tõ bµn ®¹p ®Õn piston xilanh chÝnh. Thay c«ng thøc tÝnh hµnh tr×nh dÞch chuyÓn cña piston xilanh chÝnh h vµo (1) víi ®iÒu kiÖn gi¸ trÞ hµnh tr×nh bµn ®¹p lín nhÊt øng víi lóc mµ phanh mßn ®Õn gi¸ trÞ giíi h¹n ph¶i hiÖu chØnh kh«ng ®­îc v­ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp ®èi víi hµnh tr×nh cùc ®¹i . §èi víi xe khách Khe hë =1,5 mm h+h1 = 25,6+0,75=26,35mm Vậy: 3.3 Lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh khi ch­a cã trî lùc: Lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh (khi ch­a tÝnh ®Õn trî lùc) ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh khÈn cÊp víi lùc phanh lín nhÊt yªu cÇu nh­ sau: Trong ®ã: Dc: §­êng kÝnh xilanh chính (Dc = 31mm). Pd : ¸p suÊt lµm viÖc cña dÇu trong hÖ thèng (Pd = 12.106 N/m2). : HiÖu suÊt bµn ®¹p. chän = 0,9. : HiÖu suÊt piston - xilanh. => chän = 0,95. VËy ta cã lùc ®¹p cÇn ph¶i t¸c dông khi ch­a tÝnh ®Õn trî lùc: Gi¸ trÞ tÝnh to¸n vÒ lùc bµn ®¹p nµy so víi yªu cÇu cho phÐp nh»m b¶o ®¶m ®iÒu khiÓn nhÑ nhµng cho l¸i xe ®èi víi c¸c « t« hiÖn nay, ®èi víi xe khách trong khoảng . VËy cÇn ph¶i cã trî lùc. 3.4. ThiÕt kÕ trî lùc phanh. 3.4.1 Lùc trî lùc cÇn thiÕt cña bé trî lùc. Khi cã bé phËn trî lùc (trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp) th× c«ng thøc tæng qu¸t tÝnh c¸c lùc cÇn thiÕt ph¶i cã ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh khÈn cÊp víi lùc phanh lín nhÊt yªu cÇu nh­ sau: Trong ®ã: itl : Tû sè truyÒn khuÕch ®¹i lùc, tÝnh tõ xilanh trî lùc ®Õn piston của xilanh cung cÊp dÇu cho c¸c xilanh c«ng t¸c. : HiÖu suÊt cña bé phËn trî lùc, kÓ ®Õn tæn thÊt truyÒn lùc tÝnh tõ xilanh trî lùc ®Õn piston xilanh cung cÊp dÇu cho c¸c xilanh c«ng t¸c. Trong tr­êng hîp trî lùc trùc tiÕp th× itl =1 và =0,95. Lùc bµn ®¹p cÇn ph¶i t¸c dông lªn bµn ®¹p trong tr­êng hîp cã trî lùc cã thÓ chän theo giíi h¹n nhá: . Khi ®ã lùc yªu cÇu cña bé trî lùc Ptl ®­îc x¸c ®Þnh b»ng: Thay sè ta cã: =4877N Vậy Lực trợ lực phanh cần thiết khi phanh: PTL1 = Pbd-PNL = 1557,04-800 =757,5 N Hình 3.41. Biểu đồ lực đạp phanh 1 12 11 10 9 8 Pc 5 Pb 6 7 A B 4 3 2 3.4.2 Xác định đường kính piston bầu trợ lực Hình 3.4.2: Dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không 1,2-Đường dẩn dầu phanh đến xy lanh bánh xe; 3- Xy lanh chính; 4- Động cơ; 5- Bàn đạp; 6-Phớt; 7- Van chân không; 8- Cần đẩy; 9- Lò xo; 10- Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng; 12- Bầu trợ lực chân không; §Ó gi¶m nhÑ lùc ®iÒu khiÓn phanh cho hÖ thèng phanh trªn xe , ta dïng bé trî lùc ch©n kh«ng víi ®é chªnh lÖch ch©n kh«ng . Lùc trî lùc ®­îc t¹o ra nhê nguyªn lý chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a hai ng¨n cña bÇu trî lùc ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Suy ra ®­êng kÝnh bÇu trî lùc Db: Thay sè ta cã: KÝch th­íc bÇu trî lùc cña c¸c xe hiÖn nay th­êng n»m trong kho¶ng gi¸ trÞ tõ: . VËy víi Db = 350mm suy ra tháa m·n. KÕt luËn Qua thời gian thực hiện đồ án “Thiết kế hệ thống phanh chính của ô tô khách trên cơ sở ô tô hyundai county” là một đề tài thực tế, trong điều kiện thời gian ngắn, tài liệu tham khảo còn ít, trình độ của bản thân còn hạn chế, thiếu kiến thức kinh nghiệm thực tế. Song được sự hướng dẫn của thầy giáo Lương Qúy Hiệp, cùng với sự cố gắng nỗ lực của bản thân, đến nay em đã hoàn thành đồ án với kết quả đạt được như sau: Xác định được mô men phanh cần thiết ở cầu trước M1=2,29KN.m; Mô men phanh cần thiết ở cầu sau M2 = 1,98KN.m; Lực phanh cần thiết cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh cầu trước PT = 7,6KN; Lực phanh cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh cầu sau PS = 8,95KN; Bề rộng tấm ma sát của cơ cấu phanh cầu trước CT = 95mm; Bề rộng tấm ma sát của cơ cấu phanh cầu sau CS = 82mm; Đường kính xilanh bánh xe cơ cấu phanh trước dkt = 28mm; Đường kính xilanh bánh xe cơ cấu phanh cầu sau dks = 31mm; Đường kính xilanh chính DC =31mm; Tỷ số truyền của bàn đạp phanh ibđ = 6,8; Lực tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa có trợ lực Pbđ = 1,577KN; Đường kính piston bầu trợ lực Db = 35mm. Tuy nhiªn do thêi gian lµm ®Ò tµi cßn cã h¹n, thêi gian thùc tÕ cßn Ýt nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng sai sãt trong khi tÝnh to¸n , còng nh­ hiÓu s©u vÒ kÕt cÊu hÖ thèng phanh cÇn thiÕt kÕ. Em kÝnh mong c¸c thÇy trong bé m«n vµ cïng c¸c b¹n ®ãng gãp ý kiÕn ®Ó ®å ¸n cña em ®­îc hoµn chØnh h¬n. Nhân đây em xin ch©n thµnh c¶m ¬n ®Õn toµn thÓ c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n c¬ khÝ «t« tr­êng ®¹i häc Giao th«ng vËn t¶i, ®· gióp ®ì em trong nh÷ng n¨m häc tËp t¹i tr­êng. Vµ ®Æc biÖt c¶m ¬n thÇy gi¸o h­íng dÉn: PGS.TS Nguyễn Văn Bang ®· dµnh rÊt nhiÒu thêi gian, t©m huyÕt h­íng dÉn vµ gióp ®ì tËn t×nh, tØ mØ trong qu¸ tr×nh häc tËp vµ hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp. Em xin ch©n thành c¶m ¬n! Tµi liÖu tham kh¶o 1. KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN Ô TÔ Tác giả: Trịnh Chí Thiện; Nguyễn Văn Bang_Nhà xuất bản GTVT- 1984 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ô TÔ Tác giả: Đặng Quý_Trường đại học sư phạm TPHCM- 2001 3.THIẾT KẾ TÍNH TOÁN Ô TÔ- MÁY KÉO Tác giả: Nguyễn Hữu Cẩn – Phan Đình Kiên_Nhà xuất bản ĐH và THCN- 1984 4. TÀI LIỆU KỸ THUẬT XE HYUNDAI COUNTY.