§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
môc lôc
Trang
Lêi nãi ®Çu
................................................................................................... 2
Ch¬ng I. Nh÷ng vÊn ®Ò chung vµ hÖ thèng phanh cho « t«
.................. 4
1.1. VÊn ®Ò chë hµng siªu tr-
êng ............................................................. 4
1.2. Giíi thiÖu chung vÒ xe
HINO ............................................................ 5
1.3. HÖ thèng phanh cña xe HINO
FF3H ................................................. 7
Ch¬ng II. Tiªu chuÈn ECE, c¬ së lý luËn vµ ph¬ng ph¸p
tÝnh ........... 22
2.1. C¸c th«ng sè cña xe HINO FF3H sau khi ®· thay
®æi ....................... 22
2.2. Tiªu chuÈn ECE, c¬ së lý luËn vµ c«ng thøc tÝnh
to¸n ....................... 23
2.3. KiÓm tra theo ECE víi tØ sè ph©n chia lùc phanh
cò .......................... 33
2.4. X¸c ®Þnh tØ sè míi víi xe kÐo dµi theo tiªu chuÈn
ECE ..................... 34
2.5. §Ò xuÊt ph¬ng ¸n c¶i
t¹o .................................................................. 35
1
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Ch¬ng III. KiÓm nghiÖm hÖ thèng
phanh ............................................... 37
3.1. TÝnh to¸n lùc, m« men t¸c dông vµ kiÓm tra bÒn c¬ cÊu phanh
tríc. 37
3.2. TÝnh to¸n lùc, m« men t¸c dông vµ kiÓm tra bÒn c¬ cÊu phanh
sau.... 55
3.3. KÕt luËn kh¶ n¨ng ®¸p øng cña c¬ cÊu phanh
cò ................................ 69
Ch¬ng IV. ThiÕt kÕ c¶i
tiÕn ...................................................................... 70
4.1. C¬ së cho viÖc c¶i
tiÕn ....................................................................... 70
4.2. ThiÕt kÕ l¹i van ®iÒu khiÓn thuû
lùc ................................................... 70
KÕt luËn
chung ............................................................................................. 75
Tµi liÖu tham kh¶o
....................................................................................... 77
2
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Lêi më ®Çu
HiÖn nay vÊn ®Ò vÒ giao th«ng ®êng bé ®ang lµ vÊn ®Ò ®îc
rÊt nhiÒu quèc gia trªn thÕ giíi quan t©m. Trong c¸c ph¬ng tiÖn giao
th«ng ®êng bé th× « t« lµ ph¬ng tiÖn chñ yÕu v× nã kh«ng nh÷ng ®a
d¹ng vÒ chñng lo¹i mµ nã cßn lµ mét ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn dÔ dµng
trªn mäi ®Þa h×nh víi gi¸ thµnh thÊp. ë níc ta hiÖn nay, c¸c xe « t«
®ang lu hµnh chñ yÕu lµ cña níc ngoµi, ®îc l¾p r¸p t¹i c¸c nhµ m¸y liªn
doanh vµ còng cã mét phÇn lµ xe nhËp cò. C¸c lo¹i xe nµy ®· ®¸p øng
®îc nhu cÇu vËn t¶i trong níc vµ còng ®¸p øng ®îc c¸c tiªu chuÈn quèc
tÕ. Tuy nhiªn do nhu cÇu chuyªn biÖt cña tõng ®iÒu kiÖn c«ng t¸c,
chóng ta ®ang cÇn ®a ra ®îc xe cã kÝch thíc lín, mét trong sè ®ã lµ
xe chë cét ®iÖn.
HiÖn nay sè nhµ m¸y cã kh¶ n¨ng s¶n xuÊt cét ®iÖn lín chØ
n»m ë Hµ Néi vµ thµnh phè Hå ChÝ Minh. Víi tèc ®é ®« thÞ ho¸ ë níc
ta ®ßi hái ph¶i cã xe chuyªn dông vËn chuyÓn tõ nhµ m¸y ®Õn n¬i
tËp kÕt vµ l¾p ®Æt. Th«ng thêng xe chë cét ®iÖn ®îc dïng ®Ó vËn
chuyÓn trªn c¸c tuyÕn ®êng dµi liªn tØnh nh tõ thµnh phè Hå ChÝ
Minh ®i miÒn Trung hoÆc tõ Hµ Néi ®i miÒn Trung, v× vËy nhu cÇu
vÒ xe th©n dµi lµ rÊt cÇn thiÕt.
Khi kÐo dµi th©n xe ®Ó phï hîp víi môc ®Ých vËn chuyÓn,
nhiÒu tÝnh n¨ng cña xe ®· bÞ thay ®æi nªn kh«ng cßn ®¸p øng ®îc
c¸c tiªu chuÈn nh tríc, v× vËy cÇn ph¶i kiÓm tra tÝnh to¸n vµ cã thÓ
mét sè bé phËn ph¶i thiÕt kÕ l¹i. Trong c¸c bé phËn cña xe th× hÖ
thèng phanh ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng v× nã liªn quan ®Õn
vÊn ®Ò an toµn chuyÓn ®éng cña xe vµ vÊn ®Ò an toµn giao th«ng,
¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn sinh m¹ng vµ tµi s¶n con ngêi.
3
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Trªn c¬ së ®ã em ®îc giao ®Ò tµi:
“ThiÕt kÕ c¶i t¹o hÖ thèng phanh cho xe t¶i chë cét
®iÖn theo tiªu chuÈn ECE R13”.
Néi dung ®Ò tµi bao gåm:
- T×m hiÓu kÕt cÊu hÖ thèng phanh trªn « t«.
- Tiªu chuÈn ECE R13, c¬ së lý luËn vµ ph¬ng ph¸p tÝnh.
- TÝnh to¸n, kiÓm nghiÖm bÒn c¬ cÊu phanh.
- ThiÕt kÕ c¶i tiÕn.
§Ò tµi ®îc tiÕn hµnh t¹i bé m«n ¤ t« trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ
Néi. Sau h¬n ba th¸ng thùc hiÖn, víi sù cè g¾ng, nç lùc cña b¶n th©n
em ®· hoµn thµnh c«ng viÖc yªu cÇu cña ®å ¸n tèt nghiÖp. Em xin
ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o NguyÔn Kh¾c Trai vµ c¸c thÇy trong
bé m«n ®· gióp ®ì, híng dÉn tËn t×nh vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn tèt nhÊt
®Ó em hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp cña m×nh.
Hµ Néi ngµy 16 th¸ng 5 n¨m 2004
Sinh viªn thùc hiÖn
NguyÔn TiÕn Vò Linh
4
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
ch¬ng i
nh÷ng vÊn ®Ò chung vµ
hÖ thèng phanh cho « t«
1.1. VÊn ®Ò chë hµng siªu trêng:
LuËt §êng bé cña ViÖt Nam ®· quy ®Þnh víi tÊt c¶ c¸c lo¹i xe,
kÝch thíc vËt ®îc chë trªn xe kh«ng ®îc vît qu¸ kÝch thíc bao ngoµi
cña xe. VÊn ®Ò chë hµng dµi hiÖn nay cã 3 ph¬ng ¸n sau:
+ Nèi thªm r¬ moãc:
+ G¸c vËt dµi lªn ®Çu xe (víi nh÷ng vËt kh«ng dµi h¬n kÝch thíc
xe):
+ KÐo dµi th©n xe ®¶m b¶o hµng kh«ng vît ra ngoµi kÝch thíc
xe:
5
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Cét ®iÖn cì lín ®îc chÕ t¹o víi chiÒu dµi 10m nªn ph¬ng ¸n ®îc
chän lµ ph¬ng ¸n 3. Xe c¬ së thiÕt kÕ lµ xe HINO. HiÖn nay ë ViÖt
Nam ®· l¾p r¸p c¸c xe s¸t xi hoµn chØnh vµ ®ang ®îc dïng ®Ó
chuyÓn ®æi môc ®Ých sö dông. Néi dung ®Ò tµi lµ thiÕt kÕ c¶i t¹o
hÖ thèng phanh cho xe nµy nh»m t¹o nªn ph¬ng tiÖn chuyªn chë
chuyªn dïng, ®¶m b¶o an toµn giao th«ng. §Ó chë ®îc cét ®iÖn 10 m,
th©n xe ®îc kÐo dµi 1,2 m. Sau khi kÐo dµi, xe ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu
kiÖn an toµn giao th«ng, cô thÓ lµ hÖ thèng phanh ph¶i ®îc thiÕt kÕ
theo tiªu chuÈn ECE R13.
1.2. Giíi thiÖu chung vÒ xe Hino:
HINO lµ mét h·ng xe lín cã uy tÝn cña NhËt B¶n, chuyªn s¶n xuÊt
c¸c lo¹i xe vËn t¶i cã c«ng thøc b¸nh xe lµ 4x2 víi cÇu sau chñ ®éng.
HiÖn nay chóng ta ®ang cÇn chuyÓn ®æi mét sè lo¹i xe sang chuyªn
dông. Trªn c¬ së nh÷ng xe ®· ®îc l¾p r¸p ë ViÖt Nam phôc vô cho
viÖc chuyªn chë vËt dµi, em ®· chän series FF3H. MÉu xe F lµ tiªu
chuÈn míi cña h·ng HINO. C«ng nghÖ hiÖn ®¹i kÕt hîp víi thiÕt kÕ
tiªn tiÕn ®· mang l¹i cho HINO F tÝnh n¨ng m¹nh mÏ cïng sù tho¶i m¸i
vµ dÔ dµng khi ®iÒu khiÓn.
C¸c ®Æc ®iÓm c¬ b¶n:
T¶i träng tèi ®a ®¹t 14,2 tÊn.
§éng c¬: Xe FF 3H sö dông lo¹i ®éng c¬ Diesel HO7D, 6
m¸y th¼ng hµng, ®îc bè trÝ díi buång l¸i. C«ng suÊt cùc ®¹i
®¹t 195 m· lùc (ë sè vßng quay 2900 v/ph). M« men xo¾n
6
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
cùc ®¹i ®¹t 500 N.m (ë sè vßng quay 1700 v/ph). Dung tÝch
xi lanh 7412 cc.
Ly hîp: lµ lo¹i ly hîp ma s¸t kh«, mét ®Üa.
Hép sè chÝnh: s¸u sè tiÕn, mét sè lïi, cã ®ång tèc tõ sè 2
®Õn sè 6.
C¸c ®¨ng: lµ lo¹i c¸c ®¨ng kh¸c tèc kÐp.
B¸nh xe: sö dông lo¹i lèp cã s¨m Radial.
HÖ thèng l¸i: c¬ khÝ cã trî lùc thuû lùc.
HÖ thèng phanh: HÖ thèng phanh thuû lùc ®iÒu khiÓn
b»ng khÝ nÐn lo¹i cã 2 dßng ®éc lËp.
HINO
Hino
D
C
5050
B
H×nh d¸ng c¬ b¶n cña xe ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 1.1
H×nh 1.1 H×nh d¸ng chung cña xe HINO FF3H
7
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
B¶ng th«ng sè tÝnh n¨ng kü thuËt cña xe Hino FF 3H
®¬n vÞ mm kG kG
ff3h 5050 14200 4300
§Æc tÝnh kü thuËt ChiÒu dµi c¬ së Tæng träng t¶i Tù träng xe §éng c¬
M· lùc N.m mm cc §éng c¬ Diesel HO7D 6 m¸y th¼ng hµng 195 – (2900 v/ph) 500 – (1700 v/ph) 110 x 130 mm 7412
C«ng suÊt cùc ®¹i M« men xo¾n cùc ®¹i §êng kÝnh, hµnh tr×nh Piston Dung tÝch xi lanh Hép sè
HÖ thèng l¸i
HÖ thèng phanh
S¸u sè tiÕn, mét sè lïi, ®ång tèc tõ sè 2 ®Õn sè 6 Trî lùc thuû lùc, dÔ ®iÒu khiÓn HÖ thèng phanh thuû lùc ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn, 2 dßng
mm 8720 x 2440 x 2610
KÝch thíc bao ngoµi (B x C x D) Cì lèp Tèc ®é cùc ®¹i 10.00 20 R – 14PR 112
Kh¶ n¨ng vît dèc 27.3 Km/h tan (θ) %
Cabin
Cabin lËt víi c¬ cÊu thanh xo¾n vµ thiÕt bÞ kho¸ an toµn dÔ ®iÒu khiÓn 115 Thïng nhiªn liÖu lÝt
1.3. HÖ thèng phanh cña xe Hino FF3H:
- §Æc ®iÓm chung: lµ lo¹i dÉn ®éng thuû lùc ®iÒu khiÓn b»ng
khÝ nÐn cã 2 dßng ®éc lËp. C¬ cÊu phanh tríc vµ sau ®Õu sö dông
lo¹i tang trèng víi c¸c guèc phanh ®èi xøng nhau qua t©m vµ xi lanh
thuû lùc ®ãng vai trß ®iÒu khiÓn guèc phanh.
8
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Phanh tay ®Æt ë trôc thø cÊp cña hép sè chÝnh, dÉn ®éng c¬
khÝ.
1.3.1. S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng
phanh xe Hino FF 3H:
: §êng èng dÉn khÝ §êng ®Ëm §êng m¶nh : §êng èng dÉn dÇu §êng ®øt nÐt: Cã thÓ ®îc trang bÞ thªm
H×nh 1.2 S¬ ®å hÖ thèng phanh
1. §ång hå b¸o ¸p suÊt 2. C¬ cÊu phanh
5. B×nh chøa khÝ nÐn cho dßng phanh sau
7. B×nh chøa khÝ nÐn chung (®Ó t¸ch níc)
b¸nh tríc 3. Van kiÓm tra 4. Van an toµn
6. B×nh chøa khÝ nÐn cho dßng phanh tríc
8. C«ng t¾c ®Ìn c¶nh b¸o ¸p suÊt thÊp (450
9
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
kPa hoÆc nhá h¬n)
16. Van ®iÖn tõ 17.
9. Bé ®iÒu chØnh
lanh khiÓn
Xi ®iÒu phanh ®éng c¬
C«ng
18. Van
®iÒu
12. C«ng t¾c ®Ìn c¶nh b¸o møc dÇu phanh 13. Van ®iÒu khiÓn thuû lùc 14.
t¾c ®Ìn c¶nh b¸o mßn
khiÓn khÝ nÐn 19. C«ng t¾c ®Ìn
¸p suÊt 10. Bé phËn sÊy kh« khÝ nÐn 11. B×nh chøa dÇu phanh
15. C¬ cÊu phanh
phanh
sau
20. M¸y nÐn khÝ
10
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
- CÊu t¹o: Qua s¬ ®å cÊu t¹o, ta cã thÓ nhËn thÊy hÖ thèng
phanh ®îc chia thµnh ba côm chÝnh:
+ PhÇn cung cÊp khÝ nÐn: Gåm m¸y nÐn khÝ, c¸c b×nh
chøa khÝ nÐn, bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt, bé phËn sÊy kh« khÝ nÐn tríc
khi cung cÊp khÝ nÐn vµo c¸c b×nh chøa vµ c¸c van mét chiÒu.
+ PhÇn ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn: C¸c ®êng èng dÉn khÝ tõ
c¸c b×nh chøa khÝ nÐn qua van ®iÒu khiÓn khÝ nÐn 18 vµ ®Õn van
®iÒu khiÓn thuû lùc 13. Qua van ®iÒu khiÓn thuû lùc, ¸p suÊt khÝ
nÐn chuyÓn thµnh ¸p suÊt dÇu.
+ PhÇn dÉn ®éng thuû lùc: Gåm b×nh chøa dÇu 11 cung
cÊp dÇu cho xi lanh 13. C¸c ®êng èng dÉn dÇu truyÒn ¸p suÊt thuû
lùc tõ xi lanh 13 ®Õn c¸c xi lanh c«ng t¸c trªn c¸c c¬ cÊu phanh b¸nh
xe.
- Nguyªn lý ho¹t ®éng:
M¸y nÐn khÝ 20 ®îc dÉn ®éng bëi ®éng c¬ sÏ b¬m khÝ nÐn vµo
b×nh 7 qua van kiÓm tra 3. ¸p suÊt trong b×nh 7 ®îc x¸c ®Þnh qua
®ång hå 1 ®Æt trong buång l¸i. Khi míi b¾t ®Çu khëi ®éng ®éng c¬,
¸p suÊt trong b×nh 7 cßn thÊp, ®Ìn 8 s¸ng. Sau vµi phót, ¸p suÊt trong
b×nh 7 ®· ®ñ møc cÇn thiÕt, ®Ìn 8 t¾t b¸o hiÖu phanh ®· s½n sµng
vµ xe cã thÓ khëi hµnh. Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt khÝ 9 cã t¸c dông
®iÒu chØnh møc ¸p suÊt cho phÐp trong b×nh 7. NÕu ¸p suÊt trong
b×nh 7 vît qu¸ møc ®iÒu chØnh th× 9 më ra cho khÝ nÐn tõ b×nh 7
vÒ ngîc l¹i m¸y nÐn khÝ 20, gi¶m sù tiªu hao c«ng suÊt cho m¸y 20.
V× mét lý do nµo ®ã mµ ¸p suÊt trong b×nh 7 vät lªn qu¸ cao th× mét l-
îng khÝ nÐn sÏ ®îc x¶ ra th«ng qua van an toµn 4. KhÝ nÐn tõ b×nh 7
®îc chia lµm 2 dßng riªng biÖt cÊp vµo b×nh 5 vµ 6 qua c¸c van kiÓm
11
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
tra 3. Khi phanh, ngêi l¸i t¸c ®éng lªn bµn ®¹p phanh, van phanh 18 më
cung cÊp khÝ nÐn tõ b×nh 5 vµ 6 ®Õn c¸c van ®iÒu khiÓn thuû lùc
13. C¸c van ®iÒu khiÓn thuû lùc 13 chuyÓn ¸p suÊt khÝ nÐn thµnh ¸p
suÊt dÇu phanh truyÒn ®Õn c¸c xi lanh c«ng t¸c t¹i c¸c c¬ cÊu phanh
b¸nh xe tríc vµ sau. T¹i c¸c xi lanh c«ng t¸c, ¸p suÊt dÇu t¹o ¸p lùc lªn
c¸c piston ®Èy guèc phanh ¸p s¸t vµo trèng phanh, tiÕn hµnh qu¸ tr×nh
phanh.
HiÖn nay c¸c xe ®îc trang bÞ thªm bé phËn sÊy kh« khÝ nÐn 10.
Nh vËy khÝ nÐn ®i tõ m¸y 20 tríc khi vµo b×nh 7 qua van 3 sÏ ®îc bé
phËn 10 sÊy kh« nh»m h¹n chÕ tèt ®a lîng h¬i níc lät vµo b×nh 7. H¬i
níc cã trong khÝ nÐn cã thÓ t¹o ra cÆn t¹i c¸c b×nh khÝ nÐn, lµm
chËm t¸c dông cña khÝ nÐn vµ lµm gi¶m ¸p suÊt khÝ nÐn.
N¨ng lîng do ngêi l¸i t¹o ra th«ng qua bµn ®¹p phanh chØ dïng ®Ó
më van ®iÒu khiÓn khÝ nÐn. N¨ng lîng t¹o nªn ¸p lùc dÇu thÓ hiÖn
qua m¸y nÐn khÝ. C¸c guèc phanh ®îc ®iÒu khiÓn b»ng ¸p suÊt thuû
lùc.
- ¦u ®iÓm: HÖ thèng nµy kÕt hîp ®îc u ®iÓm cña c¶ phanh khÝ
vµ phanh dÇu cô thÓ lµ ®é nh¹y cao, hiÖu suÊt lín, phanh ®îc ®ång
thêi c¸c b¸nh xe , ®iÒu khiÓn nhÑ nhµng.
- Nhîc ®iÓm: cã kÕt cÊu phøc t¹p, gi¸ thµnh cao, nhiÒu côm kÝch
thíc lín, ch¨m sãc kü thuËt phøc t¹p, lu«n ph¶i kiÓm tra sù bao kÝn cña
hÖ thèng khÝ nÐn vµ thuû lùc.
12
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
1.3.2. CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng van phanh ®iÒu khiÓn
khÝ nÐn:
G
13
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
H×nh 1.3 KÕt cÊu van ®iÒu khiÓn khÝ nÐn
11. Lß xo håi vÞ ®Õ
B. §êng
1. Cèc n¾p 2. Lß xo håi vÞ piston
sè 1
3. Vßng h·m ®Õ van
van sè 1 12. §Õ van sè 1 13. Lß xo ®ì piston sè
tíi dßng phanh b¸nh tríc C. §êng
sè 1
1
4. Piston sè 2 5. Lß xo håi vÞ ®Õ
van sè 2
tõ b×nh khÝ nÐn cho dßng phanh sau D. §êng
6. Th©n van sè 2 7. Van kiÓm tra 8. Vßng h·m ®Õ van
sè 2
tõ b×nh khÝ nÐn cho dßng phanh tríc
9. §Õ van sè 2 10. Lß xo håi vÞ piston
14. Lß xo chÝnh 15. Piston sè 1 16. Th©n van sè 1 17. N¾p van phanh 18. VÝt ®iÒu chØnh 19. èng 20. Trôc l¨n 21. Bµn ®¹p phanh A. §êng
E. §êng x¶
sè 2
khÝ
tíi dßng phanh b¸nh sau
- CÊu t¹o: Chia lµm 3 côm chÝnh
+ Côm bµn ®¹p: Bµn ®¹p phanh 21 cã c¬ cÊu ho¹t ®éng
kiÓu ®ßn bÈy víi mét ®Çu lµ vÝt ®iÒu chØnh 18, ®Çu kia lµ trôc l¨n
20. VÝt 18 t× vµo n¾p 17 ®Ó h¹n chÕ hµnh tr×nh cña trôc l¨n 20 khi
nh¶ phanh.
+ Côm ®iÓu khiÓn dßng phanh sau: Piston chÝnh 15 ®îc
c©n b»ng bëi c¸c lß xo ®ì 13, lß xo håi vÞ 2 vµ lß xo chÝnh 14. Díi t¸c
dông cña lùc c¨ng lß xo 11, ®Õ van 12 tiÕp xóc víi th©n van phanh,
®ãng ®êng cung cÊp khÝ nÐn tõ C sang A.
+ Côm ®iÒu khiÓn dßng phanh tríc: Piston 4, lâi lµ 1 ®êng
èng lµm nhiÖm vô x¶ khÝ. §Õ van 9 tiÕp xóc víi th©n van phanh díi t¸c
dông cña lß xo 5, ®ãng ®êng cung cÊp khÝ nÐn tõ D sang B.
- Nguyªn lý lµm viÖc:
+ Tr¹ng th¸i phanh: Lùc ®¹p cña ngêi l¸i t¸c ®éng lªn bµn ®¹p
21, qua lß xo 14 ®Èy piston 15 ®i xuèng ®ãng van x¶, sau ®ã ®Èy
14
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
®Õ van 12 ®i xuèng më van cung cÊp ®Ó khÝ nÐn ®i tõ b×nh chøa
(khoang C) ®Õn dßng phanh b¸nh sau (khoang A). KhÝ nÐn ë khoang
A qua lç th«ng vµo khoang G, ®Èy piston 4 ®i xuèng ®ãng van x¶,
sau ®ã ®Èy ®Õ van 9 ®i xuèng, më van cung cÊp ®Ó khÝ nÐn tõ
b×nh chøa (khoang D) ®Õn dßng phanh b¸nh tríc (khoang B)
+ Tr¹ng th¸i nh¶ phanh: Khi nh¶ bµn ®¹p phanh, ¸p suÊt khÝ
nÐn trong khoang A ®Èy piston15 ®i lªn, díi t¸c dông cña lß xo 11 ®Õ
van 12 ®i lªn ®ãng van cung cÊp l¹i, ng¨n kh«ng cho khÝ nÐn tõ
khoang C truyÒn sang khoang A. Piston 15 tiÕp tôc ®i lªn më van x¶,
x¶ khÝ nÐn tõ khoang A vµ dßng phanh sau ra ngoµi kh«ng khÝ qua
®êng E. KhÝ nÐn trong khoang G trªn piston 4 x¶ ra kh«ng khÝ qua
khoang A. Do lùc lß xo 10 vµ ¸p lùc khÝ nÐn bªn díi piston, piston 4 ®i
lªn, t¬ng tù nh víi dßng phanh sau, ®ãng van cung cÊp khÝ tõ khoang
D sang khoang B, më van x¶ cho khÝ nÐn trong khoang B vµ dßng
phanh tríc tho¸t ra ngoµi.
+ Tr¹ng th¸i rµ phanh – phanh vµ gi÷ phanh ë møc ®é nhÊt
®Þnh: ë dßng phanh sau, ¸p suÊt khÝ nÐn trong khoang A t¸c ®éng
lªn ®¸y piston 15 cïng víi lùc lß xo 2 ®Õn khi th¾ng ®îc lùc lß xo 14 sÏ
®Èy piston ®i lªn, ®ãng van cung cÊp l¹i. ¸p suÊt dßng phanh sau
(khoang A) duy tr× ë mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh, kh«ng tiÕp tôc t¨ng do
kh«ng cã khÝ nÐn cung cÊp tõ khoang C. Tr¹ng th¸i c©n b»ng cña
piston 15 ®îc thiÕt lËp bëi lùc lß xo 14 (lùc ®¹p phanh), lùc c¸c lß xo
ph¶n håi vµ ¸p suÊt khÝ nÐn trong khoang A. T¬ng tù nh dßng phanh
sau, khi ¸p suÊt khoang B bªn díi piston 4 t¨ng lªn cïng víi lùc lß xo 10
®Õn khi th¾ng lùc do ¸p suÊt bªn trªn piston (¸p suÊt phanh sau) g©y
nªn sÏ ®Èy piston 4 ®i lªn, ®ãng van cung cÊp l¹i. ¸p suÊt dßng phanh
tríc ®îc duy tr× ë gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh t¬ng øng víi møc ®é phanh. Tr¹ng
15
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
th¸i c©n b»ng ®îc x¸c lËp bëi ¸p suÊt bªn trªn vµ díi piston cïng víi lùc
lß xo 10. ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, lß xo 11 vµ lß xo 5 ®ãng c¸c van x¶ l¹i,
ng¨n kh«ng cho khÝ trong c¸c dßng phanh tho¸t ra ngoµi. ¸p suÊt dßng
phanh sau vµ dßng phanh tríc ®îc gi÷ ë mét møc ®é nhÊt ®Þnh, t¬ng
øng víi ¸p suÊt dÇu ë tr¹ng th¸i rµ phanh.
+ Khi dßng phanh tríc bÞ háng: Gi¶ sö dßng phanh tríc bÞ
hë, khÝ nÐn ë dßng phanh sau ®îc ng¨n c¸ch víi dßng phanh tríc bëi
piston 4, ®¶m b¶o cho dßng phanh sau vÉn ho¹t ®éng b×nh thêng.
+ Khi dßng phanh sau bÞ háng: Gi¶ sö dßng phanh sau bÞ
hë, kh«ng cßn ¸p lùc khÝ nÐn lªn trªn piston 4 ®Ó ®Èy piston 4 ®i
xuèng. Khi tiÕp tôc ®¹p phanh, piston 15 ®i xuèng cho ®Õn khi tiÕp
xóc víi piston 4, ®Èy piston 4 ®i xuèng, ®ãng van x¶ vµ më van cung
cÊp, ®¶m b¶o cho dßng phanh tríc vÉn ho¹t ®éng b×nh thêng.
1.3.3. S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng van ®iÒu khiÓn
thuû lùc:
M
II
N
I
16
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
§êng khÝ nÐn vµo (tõ
§êng bæ sung dÇu
§êng tíi xi lanh phanh
H×nh 1.4 KÕt cÊu van ®iÒu khiÓn thuû lùc
12. C«ng t¾c c¶nh b¸o mßn 13. CÇn ®Èy 14. §ai èc A. van phanh) B. phanh C. b¸nh xe D.
§êng th«ng khÝ
1. Vßng lµm kÝn piston 2. Piston xi lanh khÝ nÐn 3. Lß xo håi vÞ 4. Thµnh xi lanh 5. Lç th«ng khÝ 6. §Çu nèi èng dÉn dÇu 7. Van ®iÒu khiÓn 8. Van x¶ khÝ 9. Xi lanh phanh chÝnh 10. Piston xi lanh phanh chÝnh 11. N¾p
17
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
- CÊu t¹o: Gåm 2 côm chÝnh
+ Xi lanh chÝnh thuû lùc (I): Gåm cã vá, piston 10 vµ xi lanh
9. B×nh chøa chÊt láng cÊp vµo qua lç B nhê van ®iÒu khiÓn 7. DÇu
®îc dÉn vµo lâi piston 10 th«ng qua mét van ®ãng cã d¹ng trßn, tiÕt
diÖn h×nh ch÷ U vµ cÊp cho xi lanh 9. Tõ xi lanh 9 dÇu sÏ dÉn ®Õn
c¸c xi lanh phanh b¸nh xe qua lç C. Trªn vá xi lanh 9 cã van x¶ khÝ.
Trªn r·nh piston 10 cã gio¨ng trßn lµm b»ng cao su ®Ó t¹o kÝn gi÷a xi
lanh 9 vµ piston 10.
+ Buång t¹o ¸p lùc thuû lùc do khÝ nÐn (II): Gåm cã buång 4
d¹ng h×nh trô. Bªn trong ®îc chia lµm 2 khoang M vµ N nhê piston 2.
Gio¨ng cao su 1 h×nh xuyÕn n»m bao ngoµi piston 2 cã t¸c dông lµm
kÝn. Lß xo cÊu tróc d¹ng trô 3 t¹o kh¶ n¨ng håi vÞ cho piston 2.
Khoang N cã thÓ th«ng víi khÝ trêi nhê lç th«ng khÝ 5 vµ c¸c mµng läc
kh«ng khÝ. KhÝ nÐn ®îc cÊp tõ van phanh kÐp vµo khoang M qua lç
A. Xi lanh khÝ nÐn vµ xi lanh thuû lùc ®îc liªn kÕt víi nhau th«ng qua
®ßn ®Èy 13 vµ cè ®Þnh víi piston 2 nhê ª cu 14. §Ó t¹o kÝn gi÷a
buång khÝ vµ buång dÇu, ngêi ta dïng phít b¹c kÝn kÐp. CÊu tróc
®Çu nèi gi÷a hai xi lanh d¹ng cã khe hë.
ë díi buång 4 ngêi ta bè trÝ chèt 13.Gi÷a chèt 13 cã r·nh, trªn
®ã tú mét chèt h×nh chám cÇu nèi víi c«ng t¾c 12. C«ng t¾c nµy
dïng ®Ó c¶nh b¸o ®Ìn khi mßn m¸ phanh.
- Nguyªn lý lµm viÖc:
+ Tr¹ng th¸i kh«ng phanh: Van phanh kÐp ®ãng, kh«ng cung
cÊp khÝ nÐn vµo khoang M do ®ã ¸p suÊt trong khoang M thÊp, lùc
c¨ng cña lß xo 3 ®Èy piston 2 hÕt sang tr¸i, khiÕn thÓ tÝch cña
khoang M ®¹t nhá nhÊt. KhÝ trêi qua lç 5 vµ líi läc ®iÒn vµo khoang
18
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
N. DÇu phanh ®a vµo lç B, qua van mét chiÒu ch¶y vµo buång xi lanh
9 nhê mét van trô tiÕt diÖn ch÷ U. Lóc nµy dÇu cã ¸p suÊt thÊp. Van 7
ë tr¹ng th¸i ®ãng ®Ó tr¸nh lät khÝ vµo xi lanh 9
+ Tr¹ng th¸i phanh: KhÝ nÐn ®îc cÊp bëi van phanh ®iÒn
®Çy khoang M qua lç A. ¸p lùc cña khÝ nÐn th¾ng lùc c¨ng cña lß xo
3 ®Èy piston 2 chuyÓn dÞch sang ph¶i. Lóc nµy van trô d¹ng ch÷ U
bÞt ®êng dÇu, kh«ng cho dÇu lät vµo xi lanh 9 t¹o nªn buång kÝn
trong xi lanh 9. TiÕp tôc t¨ng ¸p lùc khÝ nÐn, piston 10 dÞch chuyÓn
sang ph¶i lµm t¨ng ¸p lùc dÇu vµ cÊp cho c¸c xi lanh b¸nh xe nhê lç C.
Díi ¸p lùc dÇu, c¸c guèc phanh ®îc ®Èy s¸t vµo trèng phanh tiÕn hµnh
qu¸ tr×nh phanh.
+ Tr¹ng th¸i rµ phanh: ¸p suÊt khÝ nÐn kh«ng ®¹t gi¸ trÞ lín
nhÊt. ¸p lùc khÝ nÐn sÏ c©n b»ng víi lùc c¨ng lß xo 3 vµ ¸p lùc dÇu
trong xi lanh 9, do ®ã sÏ gi÷ nguyªn piston cña xi lanh thuû lùc ë mét
vÞ trÝ nhÊt ®Þnh t¹o nªn ¸p suÊt dÇu ra c¸c xi lanh b¸nh xe gi÷ nguyªn
ë tr¹ng th¸i rµ phanh.
+ C¬ cÊu b¸o mßn m¸ phanh: Khi m¸ phanh mßn, khe hë gi÷a
m¸ phanh vµ tang trèng lín, piston cña xi lanh thuû lùc dÞch chuyÓn
hÕt sang ph¶i díi t¸c ®éng cña piston khÝ nÐn, lµm cho piston khÝ
nÐn ch¹m vµo chèt 13 lµm trôc trît 11 di chuyÓn, khiÕn cho chám cÇu
trît khái r·nh. Khi ®ã chèt h×nh chám cÇu khëi ®éng c«ng t¾c ®iÖn
bËt s¸ng ®Ìn b¸o mßn m¸ phanh, cÇn ph¶i ®iÒu chØnh l¹i.
- ¦u ®iÓm: Lùc bµn ®¹p nhá do kh«ng trùc tiÕp t¹o ¸p suÊt dÇu,
hµnh tr×nh bµn ®¹p nhá, ¸p suÊt dÇu cã thÓ ®¹t ®Õn 180 ÷ 240
kG/cm2. KÕt cÊu gän, cã hai dßng riªng biÖt ®¶m b¶o an toµn khi
®iÒu khiÓn.
19
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
- Nhîc ®iÓm:
+ Cã kÕt cÊu phøc t¹p, gi¸ thµnh cao.
+ ChiÕm kh«ng gian lín.
+ B¶o dìng, söa ch÷a vµ chuÈn ®o¸n phøc t¹p.
1.3.4. CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng c¬ cÊu phanh tríc:
20
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
H×nh 1.5 KÕt cÊu c¬ cÊu phanh tríc
6. Xi lanh c«ng t¸c 7. Lß xo håi vÞ 8. §Öm gi÷ guèc phanh 9. §ai èc
1. Lç kiÓm tra khe hë 2. M©m phanh 3. M¸ phanh 4. Guèc phanh 5. VÝt ®iÒu chØnh m¸ phanh
- CÊu t¹o: §©y lµ c¬ cÊu phanh d¹ng tang trèng ®èi xøng nhau
qua t©m b¸nh xe. Xi lanh ®iÒu khiÓn guèc phanh lµ lo¹i thuû lùc. §Çu
tùa díi cña guèc phanh cã h×nh d¹ng cong, do ®ã cã kh¶ n¨ng tù lùa,
®¶m b¶o cho c¸c m¸ phanh tiÕp xóc vµ mßn ®Òu trong qu¸ tr×nh sö
dông. Guèc phanh ®îc c¸c lß xo håi vÞ kÑp chÆt gi÷ cho 2 m¸ phanh
ë kÝch thíc nhá nhÊt. M¸ phanh ®îc t¸n trªn bÒ mÆt guèc phanh b»ng
®inh t¸n. Guèc phanh ®îc ®Þnh vÞ trªn m©m phanh b»ng c¸c ®Öm 8
vµ ®ai èc 9. C¬ cÊu ®Þnh vÞ nµy ch¹y trªn mét r·nh trßn cã kÝch thíc
lín h¬n ®êng kÝnh cña ®ai èc 9, t©m r·nh lµ ®Çu tùa cña guèc phanh,
b¸n kÝnh b»ng kho¶ng c¸ch tõ ®Çu tùa ®Õn ®ai èc 9. C¸c ®Çu cña
guèc phanh ®îc t× lªn c¸c r·nh trªn xi lanh c«ng t¸c ®¶m b¶o cho guèc
phanh kh«ng bÞ xª dÞch theo ph¬ng trôc cña b¸nh xe. VÝt 5 ®iÒu
chØnh m¸ phanh, cã h×nh d¹ng hoa khÕ, trªn r·nh cã t× lªn bëi mét lÉy
chèng tù xoay. Khe hë gi÷a m¸ phanh vµ tang trèng ®îc ®iÒu chØnh
b»ng c¸ch xoay vÝt 5 cho m¸ phanh Ðp s¸t vµo tang trèng cho ®Õn khi
kh«ng xoay ®îc n÷a th× xoay ngîc l¹i kho¶ng 2 r·nh, nhËn biÕt nhê
tiÕng ®éng cña lÉy t× trªn vÝt 5.
- Nguyªn lý lµm viÖc:
21
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
+ Khi kh«ng phanh: Díi t¸c dông cña c¸c lß xo håi vÞ, c¸c m¸
phanh ®îc gi÷ chÆt kh«ng cho bung vÒ phÝa trèng phanh.
+ Khi phanh: ¸p suÊt dÇu trong xi lanh t¨ng t¹o ¸p lùc trªn
piston ®Èy guèc phanh ¸p s¸t vµo trèng phanh. Khi c¸c m¸ phanh ®·
tiÕp xóc víi trèng phanh, ¸p lùc dÇu t¨ng cao t¹o nªn m« men phanh
h·m b¸nh xe l¹i.
+ Khi th«i phanh: lß xo 7 kÐo c¸c guèc phanh trë l¹i vÞ trÝ
ban ®Çu, ®êng dÇu trë vÒ xi lanh chÝnh, gi÷a m¸ phanh vµ trèng
phanh cã khe hë vµ qu¸ tr×nh phanh kÕt thóc.
- ¦u ®iÓm: Do c¬ cÊu phanh bè trÝ ®èi xøng qua t©m nªn khi xe
chuyÓn ®éng tiÕn, c¶ 2 m¸ phanh ®Òu lµ m¸ xiÕt, ®¹t hiÖu qu¶ phanh
cao. Guèc phanh tríc vµ guèc phanh sau lµm viÖc nh nhau nªn 2 m¸
phanh mßn ®Òu trong qu¸ tr×nh sö dông.
- Nhîc ®iÓm: Khi xe lïi c¸c guèc phanh lµm viÖc gièng guèc sau
cña c¬ cÊu phanh 1 xi lanh bè trÝ ®èi xøng trôc, v× vËy mµ hiÖu qu¶
phanh khi xe lïi sÏ gi¶m ®i ®¸ng kÓ, thÊp h¬n 2 lÇn khi xe tiÕn. Tuy
nhiªn khi xe lïi vËn tèc thêng nhá, do ®ã vÉn ®¶m b¶o m« men phanh
cÇn thiÕt.
22
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
1.3.5. CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¬ cÊu phanh sau:
H×nh 1.6 KÕt cÊu c¬ cÊu phanh sau
1. Guèc phanh 2. M¸ phanh 3. Xi lanh c«ng t¸c 4. M©m phanh
5. Lç kiÓm tra khe hë 6. §Öm gi÷ guèc phanh 7. §ai èc 8. Lß xo håi vÞ
23
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
C¬ cÊu phanh sau cã cÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng t¬ng tù nh
cña c¬ cÊu phanh tríc. Tuy nhiªn do m« men phanh cÇu sau lín h¬n
cÇu tríc nªn xi lanh c«ng t¸c, guèc phanh vµ chiÒu réng m¸ phanh c¬
cÊu phanh sau lín h¬n cña c¬ cÊu phanh tríc. Ngoµi ra, khi cÇn kiÓm
tra khe hë gi÷a m¸ phanh vµ tang trèng, ngêi ta ®a thíc l¸ vµo lç 5 ®Ó
®o khe hë. Khe hë gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh ë vÞ trÝ c¸ch ®Çu
trªn cña m¸ phanh 30 mm b»ng 0,25 mm vµ c¸ch ®Çu díi cña m¸
phanh 25 mm b»ng 0,12 mm.
24
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
ch¬ng ii
tiªu chuÈn ece
c¬ së lý luËn vµ ph¬ng ph¸p tÝnh
2.1. C¸c th«ng sè cña xe Hino FF3H sau khi ®· thay ®æi:
C¸c th«ng sè cña xe HINO FF 3H:
ChiÒu dµi c¬ së : 6,250
(m)
T¶i träng cÇu tríc : 25850 (N)
T¶i träng cÇu sau : 18950 (N)
ChiÒu cao träng t©m xe s¸t xi : 0,794 (m)
Träng lîng thïng hµng : 22400 (N)
ChiÒu dµi thïng hµng : 7,7
(m)
ChiÒu cao thïng hµng : 0,45
(m)
ChiÒu cao träng t©m thïng hµng : 1,350
(m)
Kho¶ng c¸ch ®u«i thïng hµng ®Õn t©m cÇu sau : 2,61
(m)
Träng lîng hµng ho¸ : 75000 (N)
25
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
C¸c kÝch thíc cét ®iÖn:
§êng kÝnh ®Çu nhá : 440 (mm)
HINO
§êng kÝnh ®Çu to : 690 (mm)
H×nh 2.1 Xe chë cét ®iÖn
Tõ ®ã tÝnh ®îc to¹ ®é träng t©m:
Khi xe kh«ng t¶i:
Träng lîng xe: G0 = 6720 (kG).
Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m ®Õn cÇu tríc: a0 = 3,4325 (m).
ChiÒu cao träng t©m xe: hg0 = 0,9793 (m).
Khi xe ®Çy t¶i:
Träng lîng xe: Gtt = 14220 (kG).
Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m ®Õn cÇu tríc: att = 4,4333 (m).
ChiÒu cao träng t©m xe: hgtt = 1,5978 (m).
2.2. tiªu chuÈn ECE, c¬ së lý luËn vµ c«ng thøc tÝnh to¸n:
26
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
ECE lµ tiªu chuÈn chung cña Ch©u ¢u trong ®ã ECE R-13 lµ tiªu
chuÈn cho hÖ thèng phanh. VÊn ®Ò ph©n chia l¹i lùc phanh ®èi víi xe
kh«ng trang bÞ ABS ®îc nãi riªng trong phô lôc 10. ë ®©y ta chØ ®Ò
cËp ®Õn môc 2 cña phô lôc 10 dïng cho xe 2 cÇu.
Víi xe 2 cÇu: Víi tÊt c¶ c¸c lo¹i «t« th× gi¸ trÞ hÖ sè b¸m j ˛ 0,2‚ 0,8 ph¶i tho¶
m·n ®iÒu kiÖn: x ‡ 0,10 + 0,85(j - 0,2)
Trong ®ã:
j p [-]).
g
x : gia tèc ®¬n vÞ (x =
m ). 2s
g: gia tèc träng trêng (g=10
2.2.1. §èi víi tÊt c¶ mäi chÕ ®é t¶i träng cña «t« (kiÓm tra tõ chÕ
®é kh«ng t¶i ®Õn chÕ ®é ®Çy t¶i cña xe) hÖ sè tËn dông träng lîng
b¸m ë cÇu tríc ph¶i lín h¬n ë cÇu sau
h 1 > h 2.
2.2.2. Cho lo¹i «t« N1(xe con trªn 8 chç, xe t¶i vµ xe chë ngêi). - Víi mäi c¸ch ph©n chia lùc phanh n»m trong vïng 0,15 ‚ 0,5
cña hÖ sè b¸m: h 1 > h 2.
- NÕu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau ®©y:
x = 0,15 ‚ 0,3: h 1,h 2 kh«ng ®îc vît ra ngoµi ®-
êng j = x ± 0,08.
x = 0,3 ‚ = 0,5: h 1,h 2 kh«ng ®îc vît qu¸ ®êng j
x + 0,08.
x = 0,5 ‚ 0,61: h 1,h 2 kh«ng ®îc vît qu¸ ®êng j
= (x - 0,21)/0,5.
th× còng ®îc chÊp nhËn
27
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
j =
j =
j = x
j = x +0,08
j = x -0,08
H×nh 2.2 §å thÞ c¸c ®êng tiªu chuÈn ®èi víi xe N1
2.2.3. Quan hÖ gi÷a lùc phanh, träng lîng b¸m, hÖ sè b¸m.
G: Träng lîng «t« (N).
G/g: Khèi lîng «t« (kg).
+
X¸c ®Þnh t¶i träng th¼ng ®øng:
= · Z G
(
= )
1
+ · t Z G 1
b L
. j hg g L .
j g
hg L
t
· (2.1)
= · Z G
(
Z
G
2
2
a L
. j hg = ) g L .
j g
hg L
- - · · (2.2)
28
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
j.G/g
v
g
g h
z 2
z 1
a
b
l
H×nh 2.3 S¬ ®å c¸c lùc t¸c dông lªn « t« trong qu¸ tr×nh phanh
Z1, Z2 biÕn ®æi phô thuéc b/L, a/L, j , hg/L.
x=
Ký hiÖu x=a/L; b/L = 1- x; y = hg/L (2.3)
j g
x =
(Gia tèc phanh ®¬n vÞ) (2.4)
a L
y =
: ChiÒu dµi ®¬n vÞ cña cÇu tríc.
hg L
: ChiÒu cao träng t©m
x+
Tõ (2.1), (2.2)
= GZ
1.(
x
y ).
1
=
x
- (2.5)
Z
xG .(
y ).
2
- (2.6)
2.2.4. Lùc phanh tÝnh theo lý thuyÕt vµ vÊn ®Ò hiÖu qu¶
phanh.
Sù ph©n chia lùc phanh ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ECE theo
Ch©u ¢u (i) lµ tØ sè ph©n chia lùc phanh cho xe 2 cÇu tÝnh b»ng
Fp
=
=
i
c«ng thøc:
Fp +
2 Fp
2
Fp 1
2 iFp
(2.7) (cid:229)
29
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
=
=
+
x
Lùc phanh theo lý thuyÕt:
lt )(
j .
G
) j .
x
Fp 1
Z 1
=
=
x
- (2.8)
Fp
lt )(
j .
Z
( 1. ( xG .
.
y
. y ) j .
2
2
- (2.9)
)
=
=
+
x
Lùc phanh lµ max trªn xe theo lý thuyÕt:
(max)
j .
G
x
j .
.
y
Fp 1
Z 1
max
)
=
=
x
- (2.10)
Fp
(max)
j .
Z
( 1. ( . xG
j .
.
y
2
2
mac
- (2.11)
VËy xe ®i ë trªn ®êng th«ng thêng j 1, khi tÝnh ë max = 0,8 ‚
chÕ ®é ®Çy t¶i víi j max = 1, m« men phanh cho cÇu xe ®¹t tèi ®a.
=
=
-= 1
i
Ta cã:
Fp 1 Fp
Fp 1 + Fp
Fp 1 x . G
i
2
Fp 1
(2.12) S
+
=
+
Fp
(
Z
j ).
Z
Fp 1
1
2
Phanh víi 1 gia tèc j nµo ®ã.
=
=
G
j .
G .
x G .
2 j g
(2.13)
=
h
h
=
§Þnh nghÜa hiÖu qu¶ phanh trªn c¸c cÇu cña tiªu chuÈn ECE:
Z .
Fp 1
1
1
1
Fp 1 Z
1
2
=
h
h
=
fi (2.14)
Fp
Z .
2
2
2
2
Fp Z
2
fi (2.15)
=
+
=
j
+
G
x .
Fp
.(
Z
Z
)
Fp 1
2
1
2
, sù ph©n chia lùc phanh lý tëng . NÕu h 1 = h 2 = j
x =
j
(2.16)
(2.17)
30
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
H×nh 2.4 §å thÞ quan hÖ lý thuyÕt gi÷a h 1, h 2, φ vµ ξ
=
x
+
x
CÇn x¸c ®Þnh trÞ sè Fp1/G, Fp2/G.
1.(
x
y ).
Fp 1 G
2
=
x
x
- (2.18)
.(
x
y ).
Fp G
- (2.19)
Gi¸ trÞ lùc phanh ®¬n vÞ lý tëng ë tr¹ng th¸i lý tëng. Trong thùc
tÕ kh«ng bao giê ®¹t ®îc khi kh«ng bè trÝ ABS
31
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
=
h
=
h
+
x
.
1.(
x
y ).
1
1
Fp 1 G
Z 1 G
2
=
h
=
h
x
- (2.20)
.
.(
x
y ).
2
2
Fp G
Z 2 G
- (2.21)
Tõ c«ng thøc (2.18, 2.19) fi ThiÕt lËp ®å thÞ ph©n chia lùc
F p
1
F p
2
1
0
x
phanh lý tëng nh sau:
H×nh 2.5 §å thÞ quan hÖ gi÷a Fp1/Fp2 vµ ξ
§å thÞ ®êng Fp1/Fp2 lý tëng lµ mét ®êng cong, nhng trong thùc
tÕ (khi kh«ng cã bé ®iÒu hoµ) lµ mét ®êng th¼ng song song víi trôc
hoµnh. Do ®ã sù ph©n chia lý tëng chØ tho¶ m·n t¹i ®iÓm giao nhau
cña 2 ®êng. Cßn t¹i c¸c gi¸ trÞ kh¸c ®Òu kh«ng tho¶ m·n.
2.2.5. Sù ph©n chia lùc phanh theo gia tèc phanh ®¬n vÞ .
32
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Fp2/G
Vï ng bã cøng cÇu sau
Thùc tÕ
Lý thuyÕt
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
Vï ng bã cøng cÇu tr- í c
0,1 0,2 0,3 0,4
0,5 0,6
Fp1/G
0
H×nh 2.6 §å thÞ quan hÖ gi÷a Fp2/G vµ Fp1/G
Xe ®i trªn ®êng j kh¸c nhau cã lóc x¶y ra bã cøng ë b¸nh tríc,
b¸nh sau. Bã cøng cÇu tríc lµm suy gi¶m hiÖu qu¶ phanh nhng ®¶m
b¶o æn ®Þnh h¬n so víi bã cøng cÇu sau, bã cøng cÇu sau lµm mÊt
tÝnh æn ®Þnh cña xe. Ph©n chia lùc phanh theo 1 tØ sè nhÊt ®Þnh ,
hiÖn tîng sö dông träng lîng x¶y ra ë x Kr (Gia tèc phanh ®¬n vÞ nguy
hiÓm). Khi phanh díi gia tèc x Kr bã cøng cÇu tríc nhng æn ®Þnh. Khi
==2 i
const
phanh lín h¬n x Kr bã cøng cÇu sau vµ mÊt æn ®Þnh.
Fp G
x
Gi¶ thiÕt nh sau:
h
=
=
1
i x
Fp 1 Z
1(
1.( + x
) y ).
1
phi,eta1,eta2
0.8
x
2
h
=
=
2
- (2.22) -
. i x
Fp Z
(
x
y ).
2
0.7
(2.23) -
0.6
Sö dông 2 c«ng thøc trªn vµ biÓu diÔn trong quan hÖ gi÷a φ vµ
0.5
0.4
ξ víi c¸c ®êng bao giíi h¹n theo ECE
0.3
0.2
i1
0.1
Vïng bã cøng cÇu sau kh«ng æn ®Þnh
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
Gia tèc ®¬n vÞ si
33
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Kr1
i2 x
Kr2
x
H×nh 2.7 §å thÞ so s¸nh hiÖu qu¶ phanh gi÷a 2 tØ sè i kh¸c nhau
ECE ®a ra hiÖu qu¶ phanh tèt nhÊt. So s¸nh i1, i2 - x Kr1 > x Kr2: i1 cã vïng mÊt æn ®Þnh nhá h¬n i2. §øng vÒ hiÖu
, do ®ã hiÖu qu¶ phanh qu¶ phanh th× i1 xa ®êng lý thuyÕt x = j
kh«ng cao trong ®o¹n gi÷a hÖ sè b¸m thêng xuyªn sö dông.
2.2.6. Gi¶i thÝch sù æn ®Þnh cña «t« theo tiªu chuÈn ECE.
a. Giíi h¹n cña lùc b¸m
§iÒu kiÖn cña ®êng: lu«n lu«n b¸nh xe l¨n trªn ®êng (lùc däc +
lùc ngang).
=
+
R
X
Y
2
2
=
+
R
X
Y
fi fi fi .
R = Rmax, X < Xmax, Y < Ymax.
x = j
y ta cã ®å thÞ quan hÖ lùc däc vµ ngang theo
X
Gi¶ thiÕt: j
R
X
h×nh vÏ
Y
Y
v
34
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
H×nh 2.8 §å thÞ quan hÖ lùc däc vµ lùc ngang
Xfi Xmaxfi Yfi 0 (b¸nh xe chÞu lùc däc max kh«ng tiÕp nhËn lùc
ngang) Yfi Ymaxfi Xfi 0 (b¸nh xe chÞu lùc bªn max th× b¸nh xe sÏ kh«ng
cßn kh¶ n¨ng tiÕp nhËn lùc däc).
b. Kh¶o s¸t sù bã cøng b¸nh xe trªn c¸c cÇu.
Trong thùc tÕ khi phanh lu«n lu«n tån tai x¶y ra bã cøng cÇu 1
tríc, hoÆc x¶y ra bã cøng cÇu 2 tríc.
- Bã cøng cÇu 1 tríc. Mt cïng chiÒu quay a , g©y lªn trôc däc
Fp2
Fp1
G.j/g
Mt
quay gi¶m gãc a . VËy gi¶m gãc quay t¹o nªn tr¹ng th¸i æn ®Þnh.
Fy
V
Fx
S = 0
Fp1
S„ 0
Fp2
a
- Bã cøng cÇu sau lµm t¨ng gãc a , t¹o nªn kh¶ n¨ng mÊt æn
Fp2
Fp1
G.j/g
Mt
®Þnh híng chuyÓn ®éng.
Fy
V
S„ 0
Fx 35
S = 0
Fp1
Fp2
a
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Theo híng æn ®Þnh chuyÓn ®éng th¼ng.
Trêng hîp bã cøng cÇu sau b¸nh xe phÝa tríc cßn cã kh¶ n¨ng
®iÒu khiÓn, cã lîi cho tÝnh dÉn híng cña «t«. Trªn «t« hiÖn nay bã
cøng cÇu sau ®ßi hái ngêi l¸i ph¶i cã kü n¨ng ®iÒu khiÓn tèt nÕu
kh«ng g©y nguy hiÓm lËt xe. Do vËy kh«ng mong muèn bã cøng b¸nh
sau. HiÖn tîng bã cøng b¸nh sau lµm mÊt æn ®Þnh híng chuyÓn
®éng. Kh¸i niÖm ECE – R13 kh«ng cho phÐp bã cøng b¸nh sau ®ång
nhÊt kh¸i niÖm æn ®Þnh khi phanh.
2.3. KiÓm tra theo ECE víi tØ sè ph©n chia lùc phanh cò:
- C¸c sè liÖu:
Khi xe kh«ng t¶i: G0 = 6720 (kG); a0 = 3,4325 (m); hg0 = 0,9793
(m).
Khi xe ®Çy t¶i: Gtt = 14220 (kG); att = 4,4333 (m); hgtt = 1,5978
(m).
- Trªn xe cha c¶i t¹o ®· ®o ®îc: Fp1 = 14790 (N); Fp2 = 10830
2
=
=
(N).
i
0, 42
Fp + Fp Fp
1
2
(cid:222)
36
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
H×nh 2.9 §å thÞ kiÓm tra tØ sè i cò theo tiªu chuÈn ECE
KÕt luËn: VËy víi i = 0,42 kh«ng ®¹t víi tiªu chuÈn ECE ®a ra.
Qua ®å thÞ ta thÊy c¸c ®êng vît qu¸ giíi h¹n ECE ®a ra. Nh vËy kÕt
cÊu cò kh«ng ®¶m b¶o, ta ph¶i chän l¹i tØ sè ph©n chia lùc phanh.
2.4. X¸c ®Þnh tØ sè i míi víi xe kÐo dµi theo tiªu chuÈn ECE
Víi c¸c ®iÒu kiÖn trªn kh«ng phï hîp víi tiªu chuÈn ECE, Ta ®i
t×m l¹i i cho phï hîp víi tiªu chuÈn ECE. Dïng c«ng cô Matlap ta t×m ®-
îc víi i = 0,54 lµ tèi u nhÊt vµ ®¶m b¶o sù ph©n chia lùc phanh lµ phï
hîp.
37
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
=
=
i
0,54.
Fp 2 + Fp Fp
1
2
H×nh 2.10 §å thÞ x¸c ®Þnh tØ sè i míi theo tiªu chuÈn ECE
MÆt kh¸c: Fp1 + Fp2 = G. x = 14220 (kG)
(®èi víi xe N1, lÊy x = j = 0,65)
(cid:222) Fp1 + Fp2 = 9243 (kG)
Tõ ®ã ta tÝnh ®îc Fp1 = 4251,78 (kG), Fp2 = 4991,22 (kG)
- rbx: B¸n kÝnh lµm viÖc trung b×nh cña b¸nh xe.
B¸n kÝnh lèp: 0,482 (m).
(cid:222) B¸n kÝnh b¸nh xe tÝnh to¸n:
38
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
· 0,482
rbx= l
l = 0,93 (hÖ sè kÓ ®Õn sù biÕn d¹ng cña lèp) rbx = 0,93 · 0,482 = 0,4483 m.
Ta cã m« men phanh trªn mçi c¬ cÊu phanh ë cÇu tríc vµ sau lµ:
1 2
(4251,78 · 0,4483) = 953,04 (kG.m) Mp1 =
1 2
(4991,22 · 0,4483) = 1118,78 (kG.m) Mp2 =
KÕt luËn: Tiªu chuÈn ECE kiÓm tra ë mäi chÕ ®é t¶i träng víi
Fp 2
=
i
mäi ®iÒu kiÖn hÖ sè b¸m. TØ sè ph©n chia lùc phanh theo tiªu chuÈn
Fp i
ECE lµ . Theo tiªu chuÈn ECE th× sù thay ®æi lín nhÊt lµ sù S
thay ®æi i (sù ph©n chia l¹i lùc phanh). Ta ®i t×m l¹i sù ph©n chia lùc
phanh lµ lý tëng khi i = 0,54.
2.5. §Ò xuÊt ph¬ng ¸n c¶i t¹o
Qua thùc tÕ sö dông th× hÖ thèng phanh cò cña xe HINO cã ®é
bÒn vµ ®é tin cËy cao. Khi chuyÓn ®æi môc ®Ých sö dông ®· ph¶i
kÐo dµi th©n xe thªm 1,2 m do vËy yªu cÇu ®èi víi hÖ thèng phanh
cÇn ph¶i:
- §¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ tiªu hao ®éng n¨ng khi phanh
b»ng c¬ cÊu phanh.
- Sù ph©n chia lùc phanh theo i míi ph¶i ®¶m b¶o tiªu
chuÈn ECE (t¨ng m« men phanh cho cÇu sau) tøc lµ ®¶m b¶o hiÖu
qu¶ phanh vµ kh¶ n¨ng æn ®Þnh híng chuyÓn ®éng khi phanh.
- Gi÷ l¹i nhiÒu nhÊt c¸c kÕt cÊu cò cã kh¶ n¨ng ®¶m b¶o
®é bÒn vµ ®é tin cËy khi lµm viÖc ®ång nghÜa víi viÖc thay ®æi lµ
Ýt nhÊt cã thÓ.
39
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
ViÖc gia t¨ng m« men phanh cho cÇu sau ph¶i ®¶m b¶o:
- C¸c chi tiÕt gi÷ nguyªn ph¶i ®¶m b¶o bÒn ë chÕ ®é t¶i
träng míi.
- Chän ph¬ng ¸n tèi u cã kh¶ n¨ng thùc thi trong ®iÒu kiÖn
ë ViÖt Nam
Sù thay ®æi m« men phanh cã thÓ ®îc thùc hiÖn qua c¸c ph¬ng
¸n: - Thay ®æi kÕt cÊu c¬ cÊu phanh
- Thay ®æi xi lanh thuû lùc
- Thay ®æi xi lanh khÝ nÐn
Trong 3 ph¬ng ¸n trªn th× viÖc thay ®æi kÕt cÊu c¬ cÊu phanh
chØ thùc hiÖn khi c¸c chi tiÕt c¬ cÊu phanh kh«ng ®ñ bÒn. NÕu c¬
cÊu phanh ®ñ bÒn th× kh«ng nhÊt thiÕt thay ®æi. Thay ®æi xi lanh
thuû lùc phøc t¹p h¬n lµ thay ®æi xi lanh khÝ nÐn.
§Ó ®¶m b¶o t¨ng Mp2 th× ph¶i t¨ng ¸p suÊt dÇu th«ng qua lùc
khÝ nÐn t¸c ®éng b»ng c¸ch thay ®æi ¸p suÊt khÝ nÐn hoÆc thay
®æi kÝch thøc xi lanh khÝ nÐn. ¸p suÊt khÝ nÐn kh«ng ®îc vît qu¸ 8,5
kG/cm2 do ®ã ph¬ng ¸n ®îc chän lµ thay ®æi kÝch thíc xi lanh khÝ
nÐn.
40
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Ch¬ng III
KiÓm nghiÖm hÖ thèng phanh
C¸c bíc tiÕn hµnh:
VÏ ho¹ ®å c¬ cÊu phanh, tõ ®ã x¸c ®Þnh c¸c
lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh vµ m« men sinh ra trªn c¬ cÊu phanh.
So s¸nh m« men sinh ra trªn c¬ cÊu phanh víi
m« men phanh yªu cÇu, kÕt luËn vÒ kh¶ n¨ng ®¸p øng m« men cña
c¬ cÊu phanh.
KiÓm tra bÒn c¬ cÊu phanh trªn c¬ së m« men
phanh yªu cÇu.
TÝnh to¸n hÖ thèng phanh víi chÕ ®é ®Çy t¶i.
3.1. TÝnh to¸n lùc, m« men t¸c dông vµ kiÓm tra bÒn c¬ cÊu phanh tríc
3.1.1. X¸c ®Þnh gãc δ cña lùc tæng hîp ®Æt trªn m¸ phanh
Gãc δ cña lùc tæng hîp ®Æt lªn m¸ phanh ®îc x¸c ®Þnh theo
b
c«ng thøc:
b cos 2
d
=
tg
cos 2 +
b
1 b sin 2
2
2 b sin 2
0
1
2
- (3.1) -
b 1
Trong ®ã:
: gãc tÝnh tõ ®iÓm tùa cña guèc phanh ®Õn chç t¸n tÊm
b 0
ma s¸t
+
b= b 1
0
b 2
: gãc «m cña tÊm ma s¸t
§o trªn kÕt cÊu ta cã:
41
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
o
'
=
b
17
1
b
=
=
rad
' 0
b
= b
o 108 + b '
1,885 =
o 125
' 2
' 0
1
o
b
(cid:236) (cid:239) (cid:239) (cid:237) (cid:239) (cid:239) (cid:238)
o cos 2.125
'
d
=
=
=
tg
0,2223
o
o
b
+
- -
' 1 b sin 2
2
' 2 b sin 2
cos 2.17 2.1,885 sin 2.17
sin 2.125
b cos 2 ' 1
' 2
'
= d
- -
cos 2 + ' 0 o 12,5
(cid:222)
3.1.2. X¸c ®Þnh b¸n kÝnh ρ cña lùc tæng hîp t¸c dông lªn m¸
phanh
b
B¸n kÝnh r ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
(
)
tr
1
2
r
=
-
2 b 2
cos b
b
b
+
2
b cos b b cos(
) sin
sin
0
0
+ 1
2
0
2 0
(3.2) -
o
Trong ®ã tr lµ b¸n kÝnh tang trèng. tr =200 mm
-
)
( 2.200 cos17
o cos125
'
r
=
=
226,76
mm
o
2
+
+ o
1,885
o 2 sin 108
2.1,885cos(17
o 125 ) sin108
-
3.1.3 X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn guèc phanh b»ng ph¬ng ph¸p
ho¹ ®å
=
= m
j tg
a. X¸c ®Þnh gãc φ ë c¸c c¬ cÊu phanh
T 1 N 1
Gãc φ ë c¸c c¬ cÊu phanh ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
Trong ®ã m lµ hÖ sè ma s¸t gi÷a tÊm ma s¸t víi trèng phanh. Víi
trèng phanh b»ng gang vµ tÊm ma s¸t b»ng fera®« ta cã m = 0,3
'
j
= j
j ''
=
o
=
(cid:222) = j
j tg
0,3
16, 7
V× tÊt c¶ c¸c m¸ phanh lµm b»ng cïng mét lo¹i vËt liÖu nªn ta cã:
42
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
m
=
r
r 0
b. X¸c ®Þnh b¸n kÝnh r0
2
+
m
1
=
=
226,76.
65,16
mm
' r 0
0,3 + 2 1 0,3
(3.3)
'
=
c. X¸c ®Þnh c¸c lùc b»ng ph¬ng ph¸p ho¹ ®å
P
p p
i
2 d 1 4
· · Lùc t¸c dông lªn guèc phanh: (3.4)
Trong ®ã:
pi: ¸p suÊt trong hÖ thèng phanh
pi = 185 (kG/cm2) (®îc cho trong tµi liÖu cña Hino)
d1: §êng kÝnh xi lanh phanh tríc
'
d1 = 38,1 (mm) = 3,81 (cm)
=
P
2109,17 (
kG
)
O'
P1
d
N1
j
O
T1
R1
1 r0
P1
r 1
U1
R1
U1
(cid:222)
43
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
P
= ' 100 (
mm
)
H×nh 3.1 Ho¹ ®å lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh tríc
m =
=
21, 0917 (
kG mm /
)
(cid:222) TØ lÖ xÝch
2109,17 100
Trªn ho¹ ®å ®o ®îc
Ta cã b¶ng gi¸ trÞ c¸c lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu phanh tríc:
'
'
'
'
'
'
Gi¸ trÞ lùc Lùc §é dµi trªn ho¹ ®å mm TØ lÖ xÝch kG/mm kG
1R 1P 1U 2R 2P 2U
335 100 240 335 100 240 7065,72 2109,17 5062,01 7065,72 2109,17 5062,01 21,0917 21,0917 21,0917 21,0917 21,0917 21,0917
'
=
+
=
(
' R R r ). 0
' 1
' 2
' ' R r 2 . 0
M«men phanh cã thÓ sinh ra trªn mét b¸nh tríc lµ:
k cpM
/
'
= ·
(3.5)
2 7065,72 0,06516 = 960,8 (
kG m .
)
k cpM
/
(cid:222) ·
=
953,04 (
kG m .
)
pM
1
ë trªn ta ®· tÝnh ®îc m«men phanh cÇn sinh ra ë mét b¸nh tríc
theo ECE lµ:
=
<
100% 0,81%
5%
960,8 953, 04 953, 04
- · Sai lÖch % lµ:
Gi¸ trÞ nguyªn thuû ®¸p øng víi chÕ ®é sau c¶i t¹o, vËy m« men
phanh tríc ®¹t yªu cÇu.
44
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
3.1.4. TÝnh bÒn guèc phanh
a. TÝnh to¸n c¸c kÝch thíc
a
Y
1
b
1 c
Y
2
2
Y
G
2 c
Y
d
X
X
R1
RG
R2
3 Y c
MÆt c¾t ngang guèc phanh cã h×nh ch÷ T.
H×nh 3.2 TiÕt diÖn guèc phanh c¬ cÊu phanh tríc
C¸c th«ng sè:
a = 120 mm; b = 8 mm; c = 10 mm; d = 50 mm
Ta cã:
DiÖn tÝch phÇn 1:
F1 = a· b = 960 mm2
DiÖn tÝch phÇn 2:
F2 = c· d = 500 mm2
45
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Kho¶ng c¸ch gi÷a träng t©m cña 2 phÇn y2 = 29 mm
X¸c ®Þnh träng t©m G cña guèc phanh:
=
=
=
y
19,07 (
mm
)
c 1
29 960 + 960 500
y F . 2 1 + F F 1 2
· (3.6)
yc2 = y2 – yc1 = 9,93 mm
=
R th
TÝnh to¸n b¸n kÝnh ®êng trung hoµ:
+
+ F F 1 2 F F 2 1 ' ' R R 2 1
'
'
(3.7)
1R ,
2R lµ b¸n kÝnh t©m tiÕt diÖn phÇn trªn vµ phÇn díi tíi
víi
=
196
=
t©m cña tang trèng.
mm
y
' R 1 ' R 2
' R 1
mm = 2
-
185
mm
= R th
+
167 + 960 500 = 500 960 167 196
(cid:222)
=
+
=
=
+
y
9,93 167 176,93
mm
r G
' R 2
c 2
KÝch thíc tõ t©m b¸nh xe ®Õn träng t©m cña guèc phanh
b. KiÓm tra bÒn guèc phanh.
Do viÖc tÝnh to¸n chÝnh x¸c guèc phanh lµ rÊt phøc t¹p do vËy
ë ®©y dïng ph¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng ®Ó x¸c ®Þnh tiÕt diÖn nguy
hiÓm cña guèc phanh ph¶i vÏ ®îc biÓu ®å néi lùc. ë phÇn trªn chóng
ta ®· x¸c ®Þnh ®îc c¸c gi¸ trÞ P, U1, R1 khi ta x©y dùng ho¹ ®å lùc
phanh. §Æt c¸c gi¸ trÞ vµo guèc phanh , t¹i ®iÓm ®Æt lùc tæng hîp R1
ta ph©n tÝch thµnh hai thµnh phÇn lùc N1 vµ T1. Coi lùc ph©n bè
46
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
®Òu trªn guèc phanh ta tÝnh ®îc c¸c lùc NX , TX ®Æt t¹i gãc b /2 . T¹i
®iÓm tùa cña guèc phanh ta còng ph©n tÝch lùc lùc tæng hîp U1 ra
hai thµnh phÇn lùc UY1 vµ UX1 sau ®ã t¹i ®iÓm ®Æt lùc R1 ta c¾t guèc
phanh thµnh hai nöa thay vµo mÆt c¾t ®ã lùc híng t©m NZ1 vµ QY1,
MU1 ë nöa díi lµ c¸c lùc NZ2vµ QY2 , MU2 ngîc víi c¸c thµnh phÇn lùc vµ
m«men ë phÇn trªn
A
P
q t
q N
TÝnh guèc phanh:
a
0
b
U1y
U1x
d
H×nh 3.3 S¬ ®å lùc t¸c dông lªn guèc phanh
- lùc t¸c dông lªn guèc phanh bao gåm:
+ Lùc ®Èy P xi lanh: P = 2109,17 (kG) .
+ Ph¶n lùc t¸c dông lªn ®iÓm tùa UX , UY .
kG
=
=
=
q
179,51(
)
N
+ Lùc ph©n bè do tang trèng t¸c dông lªn guèc phanh:
cm
N 1 r b .
6767, 7 20 1,885
t
0
kG
=
=
=
53,85(
)
q t
(3.8) ·
cm
T 1 r b .
2030,3 20 1,885
t
0
(3.9) ·
XÐt c©n b»ng cña ®o¹n AB:
47
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
P
A
Nx
Tx
d
Qy1
d''
d'
B
Nz1
b1
Mu
a
p
=
b
b
H×nh 3.4 Lùc t¸c dông lªn phÇn trªn cña guèc phanh
N
q
179,51 20
(
kG
)
X
N
r t
= X
X
0
180
p
=
b
b
· · · · · (3.10)
53,85 20
(
kG
)
T X
q T
r t
= X
X
0
180
· · · · · (3.11)
- XÐt sù c©n b»ng cña ®o¹n trªn ta cã: NZ1 + Pcos(b X +a ) + TX.cos(b X/2) + NX.sin(b X/2) = 0 (3.12)
(3.13) QY1 + Psin(b X + a ) - NX.cos(b X/2) + TX.sin(b X/2) = 0
(3.14) MU1 – P.d + NX.d’ - TX.d’’ = 0
Víi: (3.15) d = a - rt.cos(a + b X)
(3.16) d’ = rt.sin(b X/2)
(3.17) d’’ = rt – rtcos(b X/2) = rt[1 – cos(b X/2)]
Trong ®ã:
P: Lùc ®Èy cña guèc phanh: P = 2109,17 (kG) .
a: Kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng phanh ®Õn ®iÓm ®Æt lùc P .
lÊy a = 152 mm = 0,152 (m) .
a : Gãc hîp bëi trôc Y vµ ®êng ®i qua t©m O vµ ®iÓm A
a trªn guèc phanh. = 21(cid:176)
- XÐt sù c©n b»ng t¹i ®iÓm A ta cã:
48
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Khi ®ã gãc a = 21(cid:176)
= 0 (cid:222) cos21(cid:176) = - 1969,08 (kG) NZ1 + Pcosa
= 0 (cid:222) sin21(cid:176) = - 755,86 (kG) QY1 + Psina NZ1 = - 2109,17 · QY1 = - 2109,17 ·
MU1 = 0
- XÐt sù c©n b»ng t¹i ®iÓm B ta cã:
b 1 = 37(cid:176) , NX = 2318,5 kG , TX = 695,56 kG
NZ1 + Pcos(b 1 + a ) + TX.cos(b 1/2) + NX.sin(b 1/2) = 0
QY1 + Psin(b 1 + a ) - NX.cos(b 1/2) + TX.sin(b 1/2) = 0
= -
MU1 – P.d + NX.d’- TX.d’’ = 0
2513 (
kG
)
1
kG
)
189,32 ( = -
N Z = Q 1 Y M
42,89 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
- XÐt sù c©n b»ng t¹i ®iÓm C ta cã :
P
A
Nx
b 2 = 74(cid:176) ; NX = 4637 kG ; TX = 1391,1 kG
d Tx
d''
b
d'
2
Qy1
C
Mu
Nz1
a
H×nh 3.5 Lùc t¸c dông lªn phÇn trªn cña guèc phanh
NZ1 + Pcos(b 2 + a ) + TX.cos(b 2/2) + NX.sin(b 2/2) = 0
QY1 + Psin(b 2 +a ) - NX.cos(b 2/2) + TX.sin(b 2/2) = 0
MU1 – P.d + NX.d’ - TX.d” = 0
49
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
= -
3717,8 (
kG
)
1
kG
)
764,97 ( = -
N Z = Q 1 Y M
144,74 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
XÐt sù c©n b»ng cho ®o¹n díi :
- T¹i ®iÓm D ta cã:
j T = 10(cid:176) ; d = 11(cid:176) ; c = 157 mm = 0,157 m ; b 4 = 27(cid:176)
3
1
Nz1
b
Q y
4
D
Mu
d''
d'
b d
C
U1y
Nx
Tx U1x
E
j
H×nh 3.6 Lùc t¸c dông lªn phÇn díi cña guèc phanh
(NX = 2318,5 kG , TX = 695,56 kG).
U1y = U1.sinj T = 2531 (kG)
U1x = U1.cosj T = 4383,8 (kG)
t - U1X .sinj
t - TX.cos(b 4/2) - NX.sin(b 4/2) (3.19)
NZ1 = - U1Y .cosj
t - U1X.cosj
t. - NX.cos(b 4/2) - TX.sin(b 4/2) (3.20)
QY1 = U1Y.sinj
MU1 = - U1X.c.sin(b 4 +d ) + U1Y.c[1- cos(b 4 +d )] +
= -
(3.21) + 0,01NX.rt.sin(b 4/2) - 0,01TX.rt[1 – cos(b 4/2)]
N
4471,4 (
kG
)
6294,6 (
kG
)
= -
1 Z = - Q 1 Y M
615,61 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
50
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
- T¹i ®iÓm E: b = 148(cid:176)
t - U1Y. .cosj
t
(3.22) NZ1 = - U1X .sinj
t + U1Y .sinj
t
(3.23) QY1 = - U1X .cosj
= -
(3.24) MU2 = 0
N
3253, 79 (
kG
)
3877, 7 (
kG
)
=
1 Z = - Q 1 Y M
0 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
TÝnh c¸c gi¸ trÞ trªn ta lËp ®îc b¶ng sau: (g = a + b X)
VÞ trÝ g g g g g = 210 = 580 = 950 = 1320 = 1690 Gi¸ trÞ
- - - 2513 - 3717,8 - 4471,4 Nz1 (kG)
1969,08 - 755,86 189,32 764,97 - 6294,6 3253,79 - 3877,7 Qy1 (kG)
0 0 - 42,89 - 144,74 - 615,61 Mu1 (kG.m)
A
A
P
P
-755,86
-1969,08
B
189,32
B
-2513
C
-3717,8
764,97
C
-4471,4
-6294,6
-3253,79
-3877,7
D
D
A
P
E
E
-42,89
B Mu (kG.m)
-144,74
C
-615,61
Nz (kG) Qy (kG)
D
E
51
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
H×nh 3.7 BiÓu ®å néi lùc vµ m« men cña guèc phanh
52
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Qua biÓu ®å néi lùc vµ m«men ta thÊy ®iÓm D lµ ®iÓm nguy
hiÓm cÇn kiÓm tra bÒn
NZ = - 4471,4 (kG)
QY = - 6294,6 (kG)
MU = - 615,61 (kG.m)
Lùc c¾t Q vµ m« men uèn Mu g©y ra øng suÊt ph¸p:
s
=
+
1u
Q F
M F
R th R i
(cid:230) (cid:246) - (cid:231) (cid:247) (3.25) Ł ł
zN sinh ra øng suÊt tiÕp:
t =
Lùc däc
N S . z x J b . x
(3.26)
Trong ®ã:
F: diÖn tÝch tiÕt diÖn.
F = F1 + F2 = 960 + 500 = 1460 (mm2)
Nz: lùc däc
Mu: m«men uèn
Ri: kho¶ng c¸ch tõ t©m ®Õn ®iÓm ®ang xÐt.
Rth: kho¶ng c¸ch tõ t©m ®Õn ®êng trung hoµ.
Rth = 185 (mm)
Sx: m«men tÜnh phÇn bÞ c¾t ®èi víi trôc trung t©m
Jx: lµ m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn
3
3
b: chiÒu dµy phÇn bÞ c¾t
(
(
R R a
) R c 3
1
2
R 2
=
+
+
+
J
x
2 y F c 2 2
2 y F c 1 1
12
12
3
- - M«men qu¸n tÝnh Jx cña tiÕt diÖn ®îc x¸c ®Þnh nh sau: ) (3.27)
2
· + 2 0,993
5
1,907
9, 6
= J x
3 (19, 2 14, 2) 1 + 12
(20 19, 2) 12 + 12
4
- · - · (cid:222) ·
155, 46
cm
= J x
(cid:222)
53
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
S
YdF
= (cid:242)
x
M«men tÜnh Sx ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
F c
(3.28)
Trong ®ã:
Fc: diÖn tÝch phÇn bÞ c¾t
t
dF
= (cid:222) 0
0
0
= (cid:222) = S x
Y: to¹ ®é träng t©m phÇn bÞ c¾t víi trôc trung hoµ
3
=
Ta cã c¸c ®iÓm 1 vµ 3 cã
S
= 1,8 14, 6 26, 28
cm
x
= Y F c
2
2
s
=
s
+ t
24
· · T¹i ®iÓm 2:
th
øng suÊt tæng hîp: (3.29)
Ta cã b¶ng øng suÊt:
2
s
(
kG cm /
)
§iÓm 1 2 3
2
t
(
kG cm /
)
747,37 - 584,86 845,69
2
s
)
0 - 509,11 0
th kG cm / (
747,37 1174,2 845,69
kG
=
s
T¹i ®iÓm 2 cã øng suÊt lín nhÊt, guèc phanh chÕ t¹o b»ng thÐp
]
4000(
).
2
k
cm
40 cã: [
V× vËy, guèc phanh tríc ®ñ bÒn
3.1.5. KiÓm tra hiÖn tîng tù xiÕt
HiÖn tîng tù xiÕt x¶y ra khi m¸ phanh bÞ Ðp s¸t vµo trèng phanh
chØ b»ng lùc ma s¸t mµ kh«ng cÇn t¸c ®éng lùc P cña dÉn ®éng lªn
m
=
guèc phanh.
r
d c .cos d .sin c
(3.30) -
54
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Trong ®ã:
c: kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn ®iÓm tùa cña guèc
phanh.
,d r : gãc ®Æt vµ b¸n kÝnh lùc tæng hîp ®Æt lªn guèc
phanh
=
Víi c¬ cÊu phanh cña cÇu tríc ta cã:
157 (
mm
)
c d
=
12,5
r
=
226, 76 (
mm
)
'
(cid:236) (cid:239) (cid:176) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
'
m
=
=
=
>
0, 7951
0,3
c '
'
r
cos c
d d sin
157 cos12,5 226, 76 157 sin12,5
· · (cid:176) => - · - · (cid:176)
VËy kh«ng x¶y ra hiÖn tîng tù xiÕt.
3.1.6. TÝnh c«ng ma s¸t riªng
C«ng ma s¸t riªng ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së m¸ phanh thu toµn bé
2
=
n¨ng lîng cña « t« ch¹y víi vËn tèc V0 nµo ®ã khi b¾t ®Çu phanh.
£ ‚
[
] =
L
L
400 1000 /
J cm
'
2 G V . 1 0 g FS . 2.
(3.31)
Trong ®ã:
G1: träng lîng trªn cÇu tríc, G1 = G.b/L = 4134 kG
55
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
V0: vËn tèc khi b¾t ®Çu phanh. Chän V0 = 60 km/h =
16,67 m/s
g: gia tèc träng trêng. g= 10 m/s2
FS : diÖn tÝch toµn bé m¸ phanh tríc, ®îc tÝnh theo c«ng
m
b
F
= (cid:229)
thøc:
r b . . t i
0
i
= 1
i
S (3.32)
Víi:
m: sè m¸ phanh. m = 4
β0i: gãc «m m¸ phanh thø i. C¸c m¸ phanh cña c¬ cÊu
phanh tríc cã gãc «m = 108˚.
rt: b¸n kÝnh trèng phanh, rt = 200 (mm) = 20 (cm)
bi: bÒ réng cña m¸ phanh thø i. C¸c m¸ phanh cña c¬
2
=
cÊu phanh tríc cã b = 120 mm.
= · F
4 1,885 20 12 1809, 6 (
cm
)
(cid:222) · · S
(cid:222) L = 31,74 (kGm/cm2) = 317,4 (J/cm2) < [L]
3.1.7. ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t
M
2
=
¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
£ ‚
[
] =
q
q
1,5 2
MN m
m
p b 2 .
b r . . t
0
(3.33)
Trong ®ã:
pM : m« men phanh sinh ra trªn mét c¬ cÊu phanh
56
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
m =
0,3
m : hÖ sè ma s¸t gi÷a trèng phanh vµ m¸ phanh.
b: bÒ réng tÊm ma s¸t.
b 0
rt: b¸n kÝnh trèng phanh. rt = 200 mm
kG
=
=
=
q
0,175 (
)
2
' q 1
' 2
2
: gãc «m tÊm ma s¸t
mm
953040 2 0,3 120 200
1,885
· · · ·
q=
= 1,75 MN/m2 < [ q ]
' q 1
' 2
(cid:222)
3.1.8. Thêi h¹n lµm viÖc cña m¸ phanh
Thêi h¹n lµm viÖc cña m¸ phanh ®îc x¸c ®Þnh b»ng tØ sè khèi l-
=
îng cho tæng diÖn tÝch m¸ phanh
£
[
]
p
p
1 '
M FS
(3.34)
Trong ®ã:
M1: khèi lîng ph©n bè lªn cÇu tríc. M1 = 4134 kg
'
2
1809, 6
cm
S = F
'FS : tæng diÖn tÝch c¸c bÒ mÆt m¸ phanh tríc. Ta ®· x¸c
®Þnh ®îc
[p] = (2,5 ÷ 3,5).104 kg/cm2 (®èi víi « t« t¶i)
(cid:222) p = 2,28· 104 kg/m2 < [p]
3.1.9. TÝnh to¸n nhiÖt trong qu¸ tr×nh phanh
Trong qu¸ tr×nh phanh, ®éng n¨ng cña « t« chuyÓn thµnh nhiÖt
n¨ng ë trèng phanh vµ mét phÇn tho¸t ra ngoµi. Ph¬ng tr×nh c©n b»ng
n¨ng lîng cã thÓ viÕt nh sau:
57
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
t
2 V 2
=
+ (cid:242)
0
t
t
2 G V 1 1 g
2
m c t . . { t ( ) 1
F K dt 14 2 43 0 ( ) 2
-
(1): phÇn n¨ng lîng nung nãng trèng phanh
(2): phÇn n¨ng lîng tho¸t ra ngoµi kh«ng khÝ
Trong ®ã:
G1: träng lîng ph©n bè lªn cÇu tríc, G1 = 41340 N
g: gia tèc träng trêng. g = 10 m/s2
c: nhiÖt dung riªng cña chi tiÕt bÞ nung nãng.
Víi gang vµ thÐp, c = 500 J/kg.®é
mt: khèi lîng cña trèng phanh tríc. mt = 20 kg . 2 = 40 kg
t0: ®é t¨ng nhiÖt ®é cña trèng phanh víi kh«ng khÝ
V1: vËn tèc lóc b¾t ®Çu phanh
V2: vËn tèc cuèi qu¸ tr×nh phanh
Ft: diÖn tÝch lµm m¸t cña trèng phanh
t: thêi gian phanh
Kt: hÖ sè truyÒn nhiÖt gi÷a trèng phanh vµ kh«ng khÝ
Khi phanh ngÆt ë thêi gian ng¾n, cã thÓ bá qua phÇn n¨ng lîng
mÊt m¸t do truyÒn nhiÖt ra m«i trêng xung quanh. Ta cã:
2 V 1
2 V 2
=
m c t . . t
0
G g
2
- (3.35)
58
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
-
)
(cid:222) £
[
t
15
o khi phanh tõ V1 = 30 km/h ®Õn V2 =
] = 0
= t 0
( 2 2 G V V 1 2 g m c 2 . .t
0
-
( 2 41340 8,33
0
o
(cid:222) £
[
]
7,17
t
= t 0
0
· · ·
) 2 = 2 10 40 500
3.1.10. TÝnh bÒn trèng phanh
2 '
2 '
øng suÊt trªn trèng phanh ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
s
=
+(cid:231) 1
n
2
q a . 2 '
2 '
b r
a
b
2 '
2 '
(cid:230) (cid:246) (cid:247) øng suÊt híng t©m: (3.36) (cid:231) (cid:247) - Ł ł
s
=
1
t
2
q a . 2 '
2 '
b r
a
b
(cid:230) (cid:246) - (cid:231) ‚ øng suÊt tiÕp tuyÕn: (3.37) (cid:231) ‚ - Ł ł
Trong ®ã:
a’: b¸n kÝnh trong cña trèng. a’ = 200 mm
s
s
n
t
b’: b¸n kÝnh ngoµi cña trèng. b’ = 208 mm
r: kho¶ng c¸ch tõ t©m ®Õn ®iÓm cÇn tÝnh, , ®¹t gi¸
trÞ cùc ®¹i khi r = a’
2
=
=
q
1,75
MN m
q: ¸p suÊt trong trèng phanh.
' q 1
' 2
2
2
Ta ®· x¸c ®Þnh ®îc
2
s
=
+
=
1
446, 42
kG cm
n
2
17,5 20 2 20 20,8
20,8 2 20
2
2
(cid:230) (cid:246) · (cid:231) ‚ Do ®ã: - Ł ł
2
s
=
= -
1
17,5
kG cm
t
2
17,5 20 2 20 20,8
20,8 2 20
(cid:230) (cid:246) · - (cid:231) ‚ - Ł ł
§Ó an toµn, ta tÝnh thªm hÖ sè an toµn n = 1,5
59
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
2
s
=
= 446, 42 1,5 669, 63
kG cm
n
max
2
s
= -
·
= - 17,5 1,5
26, 25
kG cm
t
max
·
2
s
=
3800
kG cm
n
2
s
=
1800
kG cm
k
Trèng phanh ®îc lµm b»ng gang CH 18-36 cã
V× vËy trèng phanh ®ñ bÒn.
3.2. TÝnh to¸n lùc, m« men t¸c dông vµ kiÓm tra bÒn c¬ cÊu phanh sau
Do c¬ cÊu phanh tríc vµ sau cïng lµ phanh tang trèng vµ cã hai
guèc phanh ®èi xøng qua t©m nªn c¸ch tÝnh to¸n ®èi víi c¬ cÊu phanh
sau hoµn toµn t¬ng tù nh ®èi víi c¬ cÊu phanh tríc. §èi víi phanh sau
chÕ ®é t¶i tÝnh to¸n ®îc x¸c ®Þnh theo Mp2 yªu cÇu sau c¶i t¹o.
3.2.1. X¸c ®Þnh gãc δ cña lùc tæng hîp ®Æt trªn m¸ phanh
o
''
§o trªn kÕt cÊu ta cã:
b
=
7
1
o
b
=
=
rad
'' 0
o
b
= b
110 + b ''
1,92 =
117
'' 2
'' 0
1
(cid:236) (cid:239) (cid:239) (cid:237) (cid:239) (cid:239) (cid:238)
o
o
b
Tõ c«ng thøc (3.1) suy ra
cos 2.117
''
d
=
=
=
tg
0,3186
o
o
b
+
- -
'' 1 b sin 2
2
'' 2 b sin 2
cos 2.7 2.1,92 sin 2.7
sin 2.117
b cos 2 '' 1
'' 2
o
= d ''
- -
cos 2 + '' 0 17, 7
(cid:222)
60
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
3.2.2. X¸c ®Þnh b¸n kÝnh ρ cña lùc tæng hîp t¸c dông lªn m¸
phanh
o
o
Tõ c«ng thøc (3.2) ta cã:
-
)
( 2.200 cos 7
cos117
''
r
=
=
225,45
mm
o
o
o
2
+
+ o
1,92
2 sin 110
2.1,92 cos(7
117 ) sin110
-
3.1.3 X¸c ®Þnh lùc t¸c dông lªn guèc phanh b»ng ph¬ng ph¸p
ho¹ ®å
a. X¸c ®Þnh gãc φ ë c¸c c¬ cÊu phanh
'
j
= j
j ''
=
o
=
(cid:222) = j
j tg
0,3
16, 7
T¬ng tù nh ®èi víi c¬ cÊu phanh tríc, ta cã:
=
b. X¸c ®Þnh b¸n kÝnh r0
225,45
64,78
mm
'' r 0
2
0,3 = + 2 1 0,3
· Theo c«ng thøc (3.3):
c. X¸c ®Þnh c¸c lùc b»ng ph¬ng ph¸p ho¹ ®å
Sö dông c«ng thøc (3.4) víi:
d2: §êng kÝnh xi lanh phanh sau
''
d2 = 41,3 (mm) = 4,13 (cm)
=
P1
P
2478,34 ( O'
kG
)
j
N1
d
T1
R1
r
1
O
1
r 0
P1
U1
U1
R1
(cid:222)
61
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
P
= ' 100 (
mm
)
H×nh 3.8 Häa ®å lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh sau
m =
=
24, 7834 (
kG mm /
)
(cid:222) TØ lÖ xÝch
2478,34 100
Trªn ho¹ ®å ®o ®îc
Ta cã b¶ng gi¸ trÞ c¸c lùc t¸c dông trªn c¬ cÊu phanh sau:
''
Gi¸ trÞ lùc §é dµi trªn ho¹ ®å TØ lÖ xÝch Lùc kG mm kG/mm
1R
''
291 24,7834 7211,97
1P
''
100 24,7834 2478,34
1U
''
208 24,7834 5130,16
2R
''
291 24,7834 7211,97
2P
''
100 24,7834 2478,34
2U
208 24,7834 5130,16
M«men phanh cã thÓ sinh ra trªn mét b¸nh sau lµ:
62
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
=
+
M
(
)
2
'' R 1
'' R 2
= '' r 0
'' '' R r 0
'' p k c /
= ·
· ·
M
2 7211,97 0,06478 = 974,38 (
kG m .
)
'' p
k c /
(cid:222) ·
=
1118, 78 (
kG m .
)
pM
2
ë trªn ta ®· tÝnh ®îc m«men phanh cÇn sinh ra ë mét b¸nh sau
lµ:
=
>
100% 12,91%
5%
1118, 78 974,38 1118, 78
- · Sai lÖch %:
Nh vËy c¬ cÊu phanh sau kh«ng ®¹t m« men phanh cÇn thiÕt.
Muèn ®¹t ®îc m« men phanh cÇn thiÕt th× ph¶i t¨ng ¸p suÊt ®iÒu
=
=
khiÓn trªn c¬ cÊu phanh sau.
M
M
2
1118, 78
= '' '' R r 0
p
2
'' k cp /
· (kG)
= '' R
8635, 23
(cid:222) (kG)
''R = 291 (mm)
m =
=
29, 6743 (
kG mm /
)
(cid:222) TØ lÖ xÝch
8635, 23 291
Trªn ho¹ ®å ®· ®o ®îc
Tõ ®ã cã b¶ng gi¸ trÞ c¸c lùc cÇn thiÕt trªn c¬ cÊu phanh sau:
''
Gi¸ trÞ lùc §é dµi trªn ho¹ ®å TØ lÖ xÝch Lùc kG mm kG/mm
1R
''
291 29,6743 8635,23
1P
''
100 29,6743 2967,43
1U
''
208 29,6743 6142,58
2R
''
291 29,6743 8635,23
2P
''
100 29,6743 2967,43
2U
208 29,6743 6142,58
63
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
''
4
''
kG
=
=
=
221,5
P
2967, 43 (
kG
)
2
p i
p
cm
P d
2 2
Víi (cid:222) ·
Sö dông ¸p suÊt nµy ®Ó tÝnh to¸n bÒn cho c¬ cÊu phanh sau.
3.2.4. TÝnh bÒn guèc phanh
a. TÝnh to¸n c¸c kÝch thíc
a
Y
1
b
1 c
Y
2
2
Y
G
2 c
Y
d
X
X
R1
RG
R2
3 Y c
MÆt c¾t ngang guèc phanh cã h×nh ch÷ T.
64
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
H×nh 3.9 TiÕt diÖn guèc phanh c¬ cÊu phanh sau
C¸c th«ng sè:
a = 155 mm; b = 8 mm; c = 10 mm; d = 50 mm
Ta cã:
DiÖn tÝch phÇn 1:
F1 = a· b = 1240 mm2
DiÖn tÝch phÇn 2:
F2 = c· d = 500 mm2
Kho¶ng c¸ch gi÷a träng t©m cña 2 phÇn y2 = 29 mm
X¸c ®Þnh träng t©m G cña guèc phanh:
=
=
=
y
20,67
mm
c 1
29 1240 + 1240 500
y F . 2 1 + F F 1 2
·
yc2 = y2 – yc1 = 8,33 mm
TÝnh to¸n b¸n kÝnh ®êng trung hoµ:
=
196
=
Sö dông c«ng thøc (3.7) víi
y
mm
' R 1 ' R 2
' R 1
mm = 2
-
186,68
mm
= R th
+
167 + 1240 500 = 1240 500 167 196
(cid:222)
=
+
=
=
+
y
8,33 167 175,33
mm
r G
' R 2
c 2
KÝch thíc tõ t©m b¸nh xe ®Õn träng t©m cña guèc phanh
65
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
b. KiÓm tra bÒn guèc phanh.
TÝnh to¸n t¬ng tù nh ®èi víi c¬ cÊu phanh tríc
A
P
q t
q N
TÝnh guèc phanh:
a
0
b
U1y
U1x
d
H×nh 3.10 S¬ ®å lùc t¸c dông lªn guèc phanh
- lùc t¸c dông lªn guèc phanh bao gåm:
- Lùc ®Èy P xi lanh: P = 2967,43 (kG)
- Ph¶n lùc t¸c dông lªn ®iÓm tùa UX , UY
kG
=
=
=
q
215,39 (
)
N
cm
- Lùc ph©n bè do tang trèng t¸c dông lªn guèc phanh:
N 1 b .
8271,1 20 1,92
0
kG
=
=
=
64, 62 (
)
q t
cm
·
r t T 1 b .
2481,3 20 1,92
r t
0
·
P
A
Nx
Tx
d
Qy1
d''
d'
B
Nz1
- XÐt c©n b»ng cña ®o¹n AB:
b1
Mu
a
66
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
p
=
b
b
H×nh 3.11 Lùc t¸c dông lªn phÇn trªn cña guèc phanh
N
q
215,39 20
(
kG
)
X
N
r t
= X
X
0
180
p
=
b
b
· · · · ·
64, 62 20
(
kG
)
T X
q T
r t
= X
X
0
180
· · · · ·
XÐt sù c©n b»ng cña ®o¹n trªn, sö dông c¸c c«ng thøc (3.12),
(3.13), (3.14), (3.15), (3.16), (3.17) víi:
P: Lùc ®Èy cña guèc phanh: P = 2967,43 (kG) .
a: Kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng phanh ®Õn ®iÓm ®Æt lùc P .
lÊy a = 141 mm = 0,141 (m) .
a : Gãc hîp bëi trôc Y vµ ®êng ®i qua t©m O vµ ®iÓm A
a trªn guèc phanh. = 27(cid:176)
= -
- XÐt sù c©n b»ng t¹i ®iÓm A ta cã: Khi ®ã gãc a = 27(cid:176)
2634 (
kG
)
N
1347,18 (
kG
)
=
1 Z = - Q 1 Y M
0
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
- XÐt sù c©n b»ng t¹i ®iÓm B ta cã:
= -
b 1 = 31(cid:176) , NX = 2330,8 kG , TX = 699,23 kG
N
2869,2 (
kG
)
457,39 (
kG
)
= -
1 Z = - Q 1 Y M
15,58 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
XÐt sù c©n b»ng t¹i ®iÓm C ta cã :
P
A
Nx
b 2 = 62(cid:176) ; NX = 4661,5 kG ; TX = 1398,5 kG
d Tx
d''
b
d'
2
Qy1
C
a
Mu
Nz1
67
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
= -
H×nh 3.12 Lùc t¸c dông lªn phÇn trªn cña guèc phanh
3651,4 (
kG
)
1
kG
)
308,47 ( = -
N Z = Q 1 Y M
32,17 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
XÐt sù c©n b»ng cho ®o¹n díi :
T¹i ®iÓm D ta cã:
j T = 12(cid:176) ; d = 29(cid:176) ; c = 162 mm = 0,162 m ; b 4 = 21(cid:176)
NX = 2330,8 kG , TX = 699,23 kG.
U1y = U1.sinj T = 3071,3 (kG)
U1x = U1.cosj T = 5319,6 (kG)
3
1
Nz1
b
Q y
4
D
Mu
d''
d'
b d
C
U1y
Nx
Tx U1x
E
j
H×nh 3.12 Lùc t¸c dông lªn phÇn díi cña guèc phanh
68
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
= -
Sö dông c¸c c«ng thøc (3.19), (3.20), (3.21)
N
5222,5 (
kG
)
6984 (
kG
)
= -
1 Z = - Q 1 Y M
631,65 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
T¹i ®iÓm E: b = 124(cid:176)
= -
Sö dông c¸c c«ng thøc (3.22), (3.23), (3.24)
N
4110,19 (
kG
)
4564, 79 (
kG
)
=
1 Z = - Q 1 Y M
0 (
kG m .
)
U
1
(cid:236) (cid:239) (cid:222) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
TÝnh c¸c gi¸ trÞ trªn ta lËp ®îc b¶ng sau: (g = a + b X)
VÞ trÝ g g g g g = 270 = 580 = 890 = 1200 = 1510 Gi¸ trÞ
- 2634 - 2869,2 - 3651,4 - 5222,5 - 4110,19 Nz1 (kG)
- 1347,18 - 457,39 308,47 - 6984 - 4564,79
Qy1 (kG) Mu1 0 - 15,58 - 32,17 - 631,65 0 (kG.m)
A
A
P
P
-1347,18
-2634
B
B
-457,39
-2869,2
308,47
C
C
-3651,4
-6984
-5222,5
-4564,79
-4110,19
D
D
E
E
Nz (kG) Qy (kG)
69
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
A
P
B
-15,58
-32,17
C
-631,65
D
E
Mu (kG.m)
H×nh 3.13 BiÓu ®å néi lùc vµ m« men cña guèc phanh
Qua biÓu ®å néi lùc vµ m«men ta thÊy ®iÓm D lµ ®iÓm nguy
hiÓm cÇn kiÓm tra bÒn:
NZ = - 5222,5 (kG)
QY = - 6984 (kG)
MU = - 631,65 (kG.m)
Lùc c¾t Q vµ m« men uèn Mu g©y ra øng suÊt ph¸p:
s
=
+
1u
Q F
M F
R th R i
(cid:230) (cid:246) - (cid:231) (cid:247) Ł ł
zN sinh ra øng suÊt tiÕp:
t =
N S . z x J b . x
Lùc däc
Trong ®ã:
70
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
F: diÖn tÝch tiÕt diÖn.
F = F1 + F2 = 1240 + 500 = 1740 (mm2)
Nz: lùc däc
Mu: m«men uèn
Ri: kho¶ng c¸ch tõ t©m ®Õn ®iÓm ®ang xÐt.
Rth: kho¶ng c¸ch tõ t©m ®Õn ®êng trung hoµ, Rth = 186,68
(mm)
Sx: m«men tÜnh phÇn bÞ c¾t ®èi víi trôc trung t©m
Jx: lµ m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn
b: chiÒu dµy phÇn bÞ c¾t
M«men qu¸n tÝnh Jx cña tiÕt diÖn ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc
4
(3.27)
305,12 (
cm
)
= xJ
(cid:222)
t
dF
= (cid:222) 0
0
0
= (cid:222) = S x
M«men tÜnh Sx ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (3.28)
3
=
T¹i c¸c ®iÓm 1 vµ 3 cã
S
= 1,968 17, 4 34, 24
cm
x
= Y F c
2
2
s
=
s
+ t
24
· · T¹i ®iÓm 2:
th
øng suÊt tæng hîp:
Ta cã b¶ng øng suÊt:
§iÓm 1 2 3
- 643,15 - 501,97 740,85 σ (kG/cm2)
0 - 732,57 0 τ (kG/cm2)
71
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
- 643,15 1548,7 740,85 σth (kG/cm2)
kG
=
s
T¹i ®iÓm 2 cã øng suÊt max, guèc phanh chÕ t¹o b»ng thÐp 40
]
4000(
).
2
k
cm
cã: [
V× vËy, guèc phanh tríc ®ñ bÒn
3.2.5. KiÓm tra hiÖn tîng tù xiÕt
=
Sö dông c«ng thøc (3.30) víi
162 (
mm
)
c d
=
17, 7
r
=
225, 45 (
mm
)
o
''
d
(cid:236) (cid:239) (cid:176) (cid:237) (cid:239) (cid:238)
m
=
=
=
>
0,876
0,3
'' 2
o
''
r
.cos c d '' .sin c
162 cos17, 7 225, 45 162 sin17, 7
· => - - ·
VËy kh«ng x¶y ra hiÖn tîng tù xiÕt.
3.2.6. TÝnh c«ng ma s¸t riªng
Sö dông c«ng thøc (3.31) víi:
G2: träng lîng ph©n bè trªn cÇu sau, G2 = G – G1 = 10086
kG
"FS = 2380,8 (cm2) tÝnh theo c«ng thøc (3.32)
"FS : diÖn tÝch toµn bé m¸ phanh sau,
(cid:222) L = 58,86 (kGm/cm2) = 588,6 (J/cm2) < [L] = 400 ÷ 1000 (J/cm2)
3.2.7. ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t
72
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
kG
=
=
=
q
0,157 (
)
2
'' q 1
'' 2
2
¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t ®îc tÝnh theo c«ng thøc (3.33)
mm
1118780 2 0,3 155 200
1,92
· · · ·
q=
'' q 1
'' 2
(cid:222) = 1,57 MN/m2 < [q] = 1,5 ÷ 2 MN/m2.
3.2.8. Thêi h¹n lµm viÖc cña m¸ phanh
Thêi h¹n lµm viÖc cña m¸ phanh tÝnh theo c«ng thøc (3.34)
=> p = 3,39.104 kg/m2 < [p] = (2,5 ÷ 3,5).104 kg/cm2
3.2.9. TÝnh to¸n nhiÖt trong qu¸ tr×nh phanh
Sö dông c«ng thøc (3.35), víi mt = 24 kg ta ®îc:
0
o
-
) 2 =
(cid:222) £
[
]
7, 29
o 15
= t 0
= t 0
· · ·
( 2 100860 8,33 2 10 96 500
3.2.10. TÝnh bÒn trèng phanh
2
=
=
q
1,75
MN m
øng suÊt trªn trèng phanh ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc (3.36)
' q 1
' 2
2
2
vµ (3.37) víi :
2
s
=
+
=
1
400,5
kG cm
n
2
15, 7 20 2 20 20,8
20,8 2 20
2
2
2
s
=
= -
1
15, 7
kG cm
t
2
15, 7 20 2 20 20,8
20,8 2 20
(cid:230) (cid:246) · (cid:231) ‚ - Ł ł => (cid:230) (cid:246) · - (cid:231) ‚ - Ł ł
2
s
=
§Ó an toµn, ta tÝnh thªm hÖ sè an toµn n = 1,5
kG cm
n
max
2
s
= -
·
= 400,5 1,5 600, 75 = - 15, 7 1,5
23,55
kG cm
t
max
·
Trèng phanh ®îc lµm b»ng gang CH 18-36 cã
73
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
2
s
=
3800
kG cm
n
2
s
=
1800
kG cm
k
V× vËy trèng phanh ®ñ bÒn.
3.2.11. TÝnh bÒn ®êng èng dÉn ®éng phanh
§êng èng dÉn ®éng phanh sau chÞu ¸p suÊt lín h¬n so víi ®êng
èng dÉn ®éng phanh tríc, do ®ã chØ cÇn tÝnh ®èi víi dßng phanh
sau. Khi tÝnh cã thÓ coi ®êng èng dÉn dÇu lµ lo¹i vá máng bÞt kÝn
hai ®Çu vµ cã chiÒu dµi kh¸ lín.
s = t
. p R s
øng suÊt vßng ®îc tÝnh theo c«ng thøc:
p: øng suÊt bªn trong ®êng èng, p = 221,5
(kG/cm2)
R: B¸n kÝnh bªn trong cña ®êng èng dÉn, R = 3 (mm)
s: ChiÒu dÇy cña ®êng èng dÉn, s = 0,5
(mm)
kG
s
=
=
1350(
)
2
t
cm
225 3 0,5
·
C¾t èng b»ng mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi trôc cña èng th× øng
suÊt ph¸p σn t¸c dông lªn thµnh vá èng ph¶i c©n b»ng víi ¸p suÊt cña
s
=
= 2
chÊt láng t¸c dông lªn mÆt ph¼ng c¾t ngang cña èng.
2
rRs
p p R
0
n
-
kG
s
=
=
=
675 (
)
2
t
cm
p R s 2
225 3 2 0,5
2
2
2
kG
kG
s
=
s
+ s
=
+ ·
= 2
· · (cid:222) ·
[
] =
4
1350
4 675
1909,19 (
2600(
).
< s ) 2
2
t
n
cm
cm
KÕt luËn: §¶m b¶o bÒn ®êng èng dÉn ®éng phanh.
74
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
3.3. KÕt luËn kh¶ n¨ng ®¸p øng cña c¬ cÊu phanh cò
Qua tÝnh to¸n trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc víi i = 0,54 ta thÊy c¬
cÊu phanh cña xe nguyªn thuû ®¸p øng ®ñ bÒn. Khi thay ®æi m«
men phanh cÇn sinh ra ë cÇu sau th× c¬ cÊu phanh sau kh«ng ®¸p
øng ®îc yªu cÇu vÒ m« men, do ®ã cÇn ph¶i c¶i tiÕn ®Ó ®¸p øng ®îc
m« men phanh cÇn thiÕt. Qua tÝnh to¸n sau khi c¶i tiÕn víi Mp 2 yªu
cÇu th× c¸c th«ng sè nh c«ng ma s¸t riªng, thêi h¹n lµm viÖc c¸c m¸
phanh cña c¬ cÊu phanh sau lín h¬n c¸c m¸ phanh cña c¬ cÊu phanh
tríc, do ®ã trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, ®é bÒn còng nh tuæi thä c¸c m¸
phanh cña c¬ cÊu phanh sau sÏ thÊp h¬n c¸c m¸ phanh cña c¬ cÊu
phanh tríc.
75
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Ch¬ng iv
thiÕt kÕ c¶i tiÕn
4.1. C¬ së cho viÖc c¶i tiÕn
Sau khi ®· chän l¹i tØ sè ph©n bè lùc phanh i theo tiªu
chuÈn ECE, m« men phanh sinh ra trªn c¸c c¬ cÊu phanh thay ®æi,
cô thÓ lµ m« men phanh trªn cÇu sau t¨ng lªn. Sau khi ®· tÝnh to¸n vµ
kiÓm tra, ta nhËn thÊy c¬ cÊu phanh tríc ®¸p øng ®îc m« men phanh
cÇn thiÕt trªn cÇu tríc, do ®ã cã thÓ gi÷ nguyªn hÖ thèng phanh cò.
§èi víi c¬ cÊu phanh trªn cÇu sau, m« men phanh sinh ra nhá h¬n m«
men phanh cÇn thiÕt, v× thÕ b¾t buéc ph¶i c¶i tiÕn ®Ó ®¹t hiÖu qu¶
phanh tèt nhÊt. C¸c c¬ cÊu phanh ®Òu ®¶m b¶o bÒn do ®ã ph¬ng ¸n
c¶i tiÕn ®· ®îc chän lµ thay ®æi kÝch thíc xi lanh khÝ nÐn cña van
®iÒu khiÓn thuû lùc.
4.2. thiÕt kÕ l¹i van ®iÒu khiÓn thuû lùc
4.2.1 TÝnh ®êng kÝnh xi lanh khÝ nÐn
Theo s¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña van ®iÒu khiÓn
thuû lùc (®· ®îc tr×nh bµy ë ch¬ng I), muèn thay ®æi ¸p suÊt dÇu ra
th× cã thÓ thay ®æi ®êng kÝnh xi lanh thuû lùc hoÆc ®êng kÝnh xi
lanh khÝ nÐn. NÕu thay ®æi ®êng kÝnh xi lanh thuû lùc, ®Ó cung
cÊp ®ñ lîng dÇu cho c¬ cÊu phanh sau th× hµnh tr×nh piston ph¶i
thay ®æi t¬ng øng víi sù thay ®æi ®êng kÝnh xi lanh. Ph¬ng ¸n nµy
nãi chung lµ phøc t¹p h¬n nªn em chän ph¬ng ¸n thay ®æi ®êng kÝnh
xi lanh khÝ nÐn.
¸p suÊt dÇu lín nhÊt cÇn thiÕt pi = 221,5 kG/cm2 (®· tÝnh to¸n
trong ch¬ng III)
76
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Mµng piston khÝ nÐn
Ta cã ph¬ng tr×nh c©n b»ng theo s¬ ®å h×nh 4.1:
Flx
Fkn
Ftl
H×nh 4.1 S¬ ®å lùc t¸c dông trªn piston khÝ nÐn
(4.1) Fkn = Flx + Ftl
Trong ®ã:
p
=
Fkn: Lùc t¸c ®éng do khÝ nÐn g©y ra
p
F kn
kn
2 d 1 4
· víi d1 lµ ®êng kÝnh xi lanh khÝ nÐn.
pkn max = 8 (kG/cm2)
1 5
Flx: Lùc cña lß xo håi vÞ. Chän Flx = Fkn ®¶m b¶o kh¶
n¨ng håi vÞ vµ ®êng khÝ tho¸t ra ngoµi nhanh.
Ftl: Lùc t¸c ®éng do ¸p suÊt dÇu g©y ra
2 2
p = · F tl p tl d 4
Víi d2 lµ ®êng kÝnh xi lanh thuû lùc, d2 = 23,8 (mm)
77
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Nh ®· tÝnh to¸n víi Mp1 yªu cÇu th× ptl = 185 kG/cm2. Trªn xe
nguyªn thuû ®iÒu kiÖn nµy ®· ®¸p øng. Nhng khi cÇn t¨ng Mp2 th×
p
p
2 2
ph¶i thay ®æi ptl2 = 221,5 kG/cm2.
p kn
p tl
4 5
2 d = 1 4
d 4
· · · Tõ (4.1) ta cã:
(cid:222) d1 = 140 (mm)
KÕt luËn: Nh vËy ta cÇn thay ®æi van ®iÒu khiÓn thuû lùc cña
c¬ cÊu phanh sau b»ng c¸ch t¨ng ®êng kÝnh xi lanh khÝ nÐn. §êng
kÝnh xi lanh khÝ nÐn míi lµ 140 (mm) th× ®¶m b¶o ®îc tØ sè i = 0,54
®· chän.
4.2.2. TÝnh lß xo håi vÞ piston khÝ nÐn.
Lß xo håi vÞ piston khÝ nÐn ®îc tÝnh to¸n theo chÕ ®é lß xo trô
chÞu nÐn.
d ‡
6,1
- §êng kÝnh d©y lß xo:
cFk . . max t ][
.
Trong ®ã:
d - §êng kÝnh d©y lß xo.
=
=
Fmax - Lùc lín nhÊt t¸c dông lªn lß xo.
F
(
p
= )
78, 4 (
kG
)
max
P kn
kn
2 d 1
1 5
1 20
=
c
· = 784 (N)
D d
c - HÖ sè ®êng kÝnh,
Víi: D - §êng kÝnh trung b×nh cña lß xo.
k - HÖ sè tËp trung øng suÊt, ®îc tÝnh theo c«ng
,0
=
k
.
c 4 c 4
1 4
615 c
- - thøc: -
[t ] - øng suÊt giíi h¹n, víi lß xo lµm b»ng thÐp 60C2,
78
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
[t ] = 750 (Mpa)
=
k
1, 0152
4 13 1 4 13 4
0, 615 = 13
· - - , nªn ®- Fmax = 784 (N). Chän c = 13 (cid:222) · -
êng kÝnh d©y lß xo cã gi¸ trÞ lµ:
d
1, 6
5,9 (
mm
)
6 (
mm
).
1, 0152 784 13 = 750
· · ‡ »
Tõ ®ã tÝnh ®îc ®êng kÝnh trung b×nh:
D = c.d = 13.6 = 78 (mm).
=
n
.
- Sè vßng lµm viÖc cña lß xo:
dGx . . 3 Fc .(
.8
F
)
max
min
-
Trong ®ã:
∆x - ChuyÓn vÞ lµm viÖc cña lß xo khi ngo¹i lùc t¨ng tõ gi¸
trÞ nhá nhÊt (Fmin) ®Õn gi¸ trÞ lín nhÊt (Fmax), ∆x = 49,65 (mm)
víi C = 105,27 N/cm Fmin = Fmax - C. ∆x = 522,67 (N)
G - m«®un ®µn håi vËt liÖu, G = 8.104 MPa.
d, c - §êng kÝnh d©y lß xo vµ hÖ sè ®êng kÝnh.
4
Tõ ®ã cã sè vßng lß xo lµ:
49, 65 8 10
6
=
=
n
6
3 8 13
(784 522, 67)
· · · vßng · · -
3
- §é biÕn d¹ng cùc ®¹i cña lß xo:
8
3 8 78
max
l
=
=
=
172, 2 (
mm
)
max
· · · · ·
D n F 4 G d
6 784 4 4 6
8 10
· · ·
- øng suÊt cña lß xo:
8
t
=
t [ ].
k P D lx p 3 d
· · · £ ·
t
=
=
=
731,9
MPa
t [ ] 750
Mpa
3
p
8 1, 0152 784 78 (6)
· · · £
79
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
- Sè vßng toµn bé cña lß xo:
n0 = n +2 = 6 + 2 = 8 vßng.
ChiÒu cao lß xo lóc c¸c vßng sÝt nhau.
Hs = d(n0 - 0,5) = 6(8 - 0,5) = 45 (mm).
- Bíc cña lß xo khi cha chÞu t¶i:
t = (0,15 ÷ 0,3)D
Chän t = 0,3.D => t = 23,5 (mm)
- ChiÒu cao tù do cña lß xo:
H0 = n0×t
Trong ®ã:
n0 - Sè vßng toµn bé cña lß xo (n0 = 8).
t - Bíc cña lß xo (t = 23,5).
(cid:222) H0 = 8×23,5 = 188 (mm).
80
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
KÕt luËn chung
Qua thùc tÕ sö dông hÖ thèng phanh cña xe Hino nguyªn thuû
cã ®é bÒn vµ ®é tin cËy cao. Sau khi c¶i tiÕn ®Ó chë cét ®iÖn,
chiÒu dµi th©n xe ®îc kÐo dµi thªm 1,2 m. §Ò tµi chän ph¬ng ph¸p x¸c
®Þnh hiÖu qu¶ phanh vµ æn ®Þnh chuyÓn ®éng híng cña « t« theo
ECE, tiªu chuÈn quèc tÕ dïng cho nhiÒu níc, lµ c«ng cô chÝnh hiÖu
qu¶ ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ l¹i hÖ thèng phanh. §å ¸n ®· tiÕn hµnh
kiÓm tra tØ sè ph©n chia lùc phanh theo kÝch thíc míi cña xe, vµ ®·
®a ra kÕt luËn cÇn ph¶i thay ®æi tØ sè i nµy. Sau khi tÝnh to¸n lùa
chän theo ECE th× i = 0,54 lµ tèi u (trªn hÖ thèng phanh cò i = 0,42).
Víi tØ sè i míi, m« men phanh yªu cÇu trªn cÇu tríc vµ cÇu sau ®· thay
®æi:
Mp1 = 953,04 (kG.m)
Mp2 = 1118,78 (kG.m)
§Ò tµi tiÕn hµnh kiÓm tra l¹i m« men phanh trªn cÇu tríc vµ
nhËn thÊy sai lÖch cña m« men phanh yªu cÇu víi ¸p suÊt thuû lùc p =
185 kG/cm2 lµ nhá h¬n 5 %. VËy cã thÓ b¶o ®¶m chÊt lîng phanh cña
« t« trong tr¹ng th¸i lµm viÖc. C¸c chi tiÕt kh¸c ®· ®îc kiÓm tra bÒn
theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ ®¶m b¶o kh¶ n¨ng duy tr× tr¹ng th¸i phanh
cña « t«.
Do ®· thay ®æi tØ sè ph©n chia lùc phanh sau khi kÐo dµi nªn
m« men phanh trªn cÇu sau kh«ng ®¸p øng. §Ò tµi ®· chän ®îc ph¬ng
¸n c¶i t¹o tho¶ m·n c¸c yªu cÇu ®Ò ra ë trªn :
+ Gi÷ nguyªn kÕt cÊu cña c¬ cÊu phanh.
+ Gi÷ nguyªn xi lanh thuû lùc.
81
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
+ Thay ®æi ®êng kÝnh xi lanh khÝ nÐn d = 140 mm (víi ®êng
kÝnh cò lµ d = 113,8 mm), ¸p suÊt thuû lùc ®¹t ®îc ptl = 221,5 kG/cm2.
+ Khi sö dông víi ¸p suÊt khÝ nÐn pkn = 8 kG/cm2 th× Mp2 ®¸p
øng ®îc m« men phanh yªu cÇu trªn cÇu sau.
+ HÖ thèng phanh vÉn ®¶m b¶o ®é bÒn vµ ®é tin cËy trong qu¸
tr×nh lµm viÖc sau khi c¶i t¹o.
Gi¶i ph¸p kÜ thuËt nµy hoµn toµn cã thÓ thùc hiÖn trong ®iÒu
kiÖn ë níc ta hiÖn nay, v× thÕ tÝnh kh¶ thi lµ rÊt lín.
Tuy vËy sau c¶i tiÕn, so s¸nh gi÷a c¬ cÊu phanh tríc vµ sau
nhËn thÊy c¬ cÊu phanh sau cã ®é bÒn còng nh tuæi thä thÊp h¬n
c¬ cÊu phanh tríc, v× thÕ trong qu¸ tr×nh lµm viÖc c¸c m¸ phanh cña
c¬ cÊu phanh sau cã thÓ nhanh mßn h¬n.
Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n, víi thêi gian cã h¹n nhng b¶n th©n em
®· cã cè g¾ng t×m hiÓu thùc tÕ vµ gi¶i quyÕt c¸c néi dung kÜ thuËt
hîp lý. §©y lµ bíc khëi ®Çu quan träng gióp cho em cã thÓ nhanh
chãng tiÕp cËn víi ngµnh c«ng nghiÖp « t« hiÖn nay cña níc ta. Em
rÊt mong nhËn ®îc nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp, bæ sung cña c¸c thÇy, vµ
c¸c b¹n ®Ó ®Ò tµi cña em ®îc hoµn thiÖn h¬n, gãp phÇn nhá bÐ vµo
nhu cÇu sö dông xe chuyªn dông ë ViÖt Nam hiÖn nay.
82
§å ¸n tèt nghiÖp
NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t«
K44
Tµi liÖu tham kh¶o
1. Híng dÉn thiÕt kÕ hÖ thèng phanh « t« m¸y kÐo
D¬ng §×nh KhuyÕn (1995)
2. ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n « t« m¸y kÐo
NguyÔn H÷u CÈn – Phan §×nh Kiªn (1987)
3. Lý thuyÕt « t« m¸y kÐo
NguyÔn H÷u CÈn, D Quèc ThÞnh, Ph¹m Minh Th¸i, NguyÔn V¨n
Tµi, Lª ThÞ Vµng (1998)
4. ECE Regulation No. 13: Uniform provisions concerning the approval
of vehicles of categories M, N and O with regard to braking.
5. Híng dÉn sö dông Matlab phÇn c¬ së
TrÇn V¨n NghÜa (2000)
6. Søc bÒn vËt liÖu
NguyÔn Xu©n Lùu, Bïi §×nh Nghi, Vò §×nh Lai
7. Dung sai vµ ®o lêng c¬ khÝ
An HiÖp – TrÇn VÜnh Hng (1999)
8. TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ dÉn ®éng c¬ khÝ
TrÞnh ChÊt – Lª V¨n UyÓn (2000)
9. C¸c tµi liÖu sö dông cña h·ng HINO, hyundai
83