Phần mềm thiết kế ô tô part 2

Chia sẻ: Asgfkj Aslfho | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

186
lượt xem 60
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương trình "Tính toán động lực học ôtô" với giao diện bằng tiếng Việt thân thiện, dễ hiểu, dễ sử dụng đã đạt được một số kết quả sau: - Tổng hợp được các công thức và một số phương pháp tính toán lý thuyết động lực học ôtô đã được sử dụng ở Việt Nam trong những năm qua. - Xây dựng được chương trình tính toán có giao diện bằng tiếng Việt dễ hiểu, dễ sử dụng. Chương trình này sẽ giúp cho các kỹ sưchuyên ngành giảm nhẹ được công việc tổng hợp lại các bước và...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phần mềm thiết kế ô tô part 2

H×nh 1.4.8. §Æc tÝnh c«ng suÊt H×nh 1.4.9. §Æc tÝnh lùc kÐo H×nh 1.4.10. §Æc tÝnh nh©n tè ®éng lùc häc H×nh 1.4.11. §Æc tÝnh gia tèc H×nh 1.4.12. Thêi gian t¨ng tèc H×nh 1.4.13. Qu·ng ®−êng t¨ng tèc - 20 -
V. KÕt luËn Ch−¬ng tr×nh "TÝnh to¸n ®éng lùc häc «t«" víi giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt th©n thiÖn, dÔ hiÓu, dÔ sö dông ®· ®¹t ®−îc mét sè kÕt qu¶ sau: - Tæng hîp ®−îc c¸c c«ng thøc vµ mét sè ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n lý thuyÕt ®éng lùc häc «t« ®· ®−îc sö dông ë ViÖt Nam trong nh÷ng n¨m qua. - X©y dùng ®−îc ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n cã giao diÖn b»ng tiÕng ViÖt dÔ hiÓu, dÔ sö dông. Ch−¬ng tr×nh nµy sÏ gióp cho c¸c kü s− chuyªn ngµnh gi¶m nhÑ ®−îc c«ng viÖc tæng hîp l¹i c¸c b−íc vµ c«ng thøc tÝnh, còng nh− gi¶m ®−îc khèi l−îng vµ thêi gian tÝnh to¸n so víi tr−íc ®©y cßn ph¶i sö dông b»ng tay. - Tæng hîp ®−îc qu¸ tr×nh tÝnh to¸n trªn ®a phÇn «t« hiÖn ®ang ®−îc sö dông réng r·i trªn thÞ tr−êng ViÖt Nam vµ cã thÓ ¸p dông ch−¬ng tr×nh ®Ó kiÓm nghiÖm chÊt l−îng ®éng lùc häc cña c¸c lo¹i xe nµy, còng nh− cã thÓ tham kh¶o c¸c th«ng sè trªn c¸c lo¹i xe hiÖn cã ®Ó lùa chän thiÕt kÕ chän ®éng c¬ cho c¸c lo¹i xe ®ãng míi t¹i ViÖt Nam. Bªn c¹nh nh÷ng mÆt ®¹t ®−îc, ch−¬ng tr×nh cßn cã mét sè khiÕm khuyÕt sau: - Ch−¬ng tr×nh x©y dùng theo ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n lý thuyÕt nªn ch−a thËt sù chÝnh x¸c so víi thö nghiÖm trªn c¸c b¨ng thö. - Ch−¬ng tr×nh ch−a tÝnh to¸n ®èi víi c¸c lo¹i xe cã l¾p biÕn m« thuû lùc vµ hép sè thuû c¬. - Ch−¬ng tr×nh ch¹y trong m«i tr−êng cña phÇn mÒm Matlab 5.3, tuy ®©y lµ phÇn mÒm s½n cã vµ sö dông t−¬ng ®èi thuËn tiÖn nh−ng ph¶i cµi ®Æt phÇn mÒm nµy míi ch¹y ®−îc. - 21 -
Ch−¬ng Ii. TÝnh to¸n HÖ thèng phanh I. §Æt vÊn ®Ò 1.1. Tæng qu¸t HÖ thèng phanh lµ mét hÖ thèng ®¶m b¶o an toµn chuyÓn ®éng cho xe. Do vËy ph¶i chÊp nhËn nh÷ng yªu cÇu kh¾t khe, nhÊt lµ ®èi víi xe cao tèc, chñ yÕu thêi gian ho¹t ®éng ë tèc ®é cao. C¸c yªu cÇu cña nã nh− sau: - Ph¶i ®¶m b¶o nhanh chãng dõng xe trong bÊt kú t×nh huèng nµo. Khi phanh ®ét ngét, xe ph¶i ®−îc dõng sau qu·ng ®−êng phanh ng¾n nhÊt, tøc lµ cã gia tèc phanh cùc ®¹i. Theo tiªu chuÈn cña ch©u ¢u «t« con cÇn ph¶i ®¹t hiÖu qu¶ phanh cao trong c¸c ®iÒu kiÖn thö xe: + §èi víi phanh ch©n, tèc ®é lóc b¾t ®Çu phanh 80km/h; qu·ng ®−êng phanh ph¶i nhá h¬n 50,7m; gia tèc phanh ph¶i lín h¬n 5,8m/s2, lùc phanh ch©n lín nhÊt ®Æt trªn bµn ®¹p lµ 50kG. + §èi víi phanh tay còng víi ®iÒu kiÖn vËn tèc nh− trªn, qu·ng ®−êng phanh ph¶i nhá h¬n 93,4m, lùc t¸c dông cña ng−êi l¸i vµo cÇn phanh tay lín nhÊt lµ 40kG. (§iÒu kiÖn thö ®−îc x¸c ®Þnh theo lo¹i xe vµ t¶i träng M1). - HiÖu qu¶ phanh cao kÌm theo sù phanh ªm dÞu ®Ó ®¶m b¶o phanh chuyÓn ®éng víi gia tèc chËm dÇn biÕn ®æi ®Òu ®Æn gi÷ æn ®Þnh chuyÓn ®éng cña xe. - Lùc ®iÒu khiÓn kh«ng qu¸ lín, ®iÒu khiÓn nhÑ nhµng, dÔ dµng kÓ c¶ ®iÒu khiÓn b»ng ch©n hoÆc b»ng tay. C¸c gi¸ trÞ nªu trªn t−¬ng øng víi viÖc ®iÒu khiÓn b»ng mét ch©n hoÆc mét tay ë t− thÕ ngåi cña ng−êi l¸i. - HÖ thèng phanh cÇn cã ®é nh¹y cao, hiÖu qu¶ phanh kh«ng thay ®æi nhiÒu lÇn gi÷a c¸c lÇn phanh. - §¶m b¶o tr¸nh hiÖn t−îng tr−ît lÕt cña b¸nh xe trªn ®−êng v× khi tr−ît lÕt trªn mÆt ®−êng sÏ g©y ra mßn lèp vµ lµm mÊt kh¶ n¨ng dÉn h−íng chuyÓn ®éng cña xe. - Phanh ch©n vµ phanh tay lµm viÖc ®éc lËp kh«ng ¶nh h−ëng lÉn nhau. Phanh tay cã thÓ thay thÕ phanh ch©n khi phanh ch©n cã sù cè, ®¶m b¶o chøc n¨ng dù phßng. - Phanh tay dïng ®Ó gi÷ nguyªn vÞ trÝ xe. Ph¶i gi÷ ®øng nguyªn trªn dèc nghiªng tèi thiÓu 18% (tøc 160-200). - C¸c c¬ cÊu phanh ph¶i tho¸t nhiÖt tèt, kh«ng truyÒn nhiÖt ra c¸c khu vùc lµm ¶nh h−ëng tíi sù lµm viÖc cña c¸c c¬ cÊu xung quanh (lèp xe, moay ¬...) ph¶i dÔ dµng ®iÒu chØnh, thay thÕ c¸c chi tiÕt h− háng. - Ngoµi c¸c yªu cÇu kÓ trªn cßn cã c¸c yªu cÇu nh− chiÕm Ýt kh«ng gian, träng l−îng nhá, ®é bÒn cao, vµ c¸c yªu cÇu chung cña cÊu tróc c¬ khÝ. 1.2. Ph©n lo¹i hÖ thèng phanh HÖ thèng phanh trªn mçi xe cã ®Æc ®iÓm kÕt cÊu riªng cña nã, v× thÕ ph−¬ng ph¸p vµ c¸ch thøc tÝnh to¸n chóng còng cã nh÷ng ®iÓm riªng biÖt. Do ®ã ®Ó cã thÓ hÖ thèng ho¸ ®−îc c¸c hÖ thèng phanh chóng ta ph¶i tiÕn hµnh ph©n lo¹i vµ tæng hîp chóng. * Ph©n lo¹i theo c¬ cÊu ®iÒu khiÓn trªn xe: - Phanh ch©n ®iÒu khiÓn b»ng bµn ®¹p. - 22 -
- Phanh tay ®iÒu khiÓn b»ng cÇn. * Ngµy nay, xe con chØ sö dông hÖ thèng phanh thuû lùc, trong ®ã bao gåm c¸c d¹ng: - Phanh thuû lùc ®¬n gi¶n. - Phanh thuû lùc cã trî lùc. * Ph©n lo¹i theo kÕt cÊu cña c¬ cÊu phanh: - C¬ cÊu phanh lo¹i ®Üa. - C¬ cÊu phanh lo¹i tang trèng. * Ph©n läai theo kÕt cÊu truyÒn lùc ®iÒu khiÓn: - DÉn ®éng ®iÒu khiÓn mét dßng. - DÉn ®éng ®iÒu khiÓn hai dßng. C¸c dßng truyÒn lùc nµy ®éc lËp víi nhau, nh»m tr¸nh sù cè x¶y ra cïng mét lóc trªn tÊt c¶ hÖ thèng phanh, n©ng cao ®é tin cËy, an toµn cho xe khi chuyÓn ®éng. Theo qui chuÈn cña quèc tÕ chØ cho phÐp dïng lo¹i dÉn ®éng ®iÒu khiÓn hai dßng trë lªn. CÊu tróc hai dßng cã thÓ lµ: - Dßng ®éc lËp. - Dßng song song (bè trÝ hçn hîp). * Theo møc ®é hoµn thiÖn chÊt l−îng phanh cã thÓ chia: - HÖ thèng phanh cã bé ®iÒu chØnh lùc phanh. - HÖ thèng phanh cã bé chèng l·m cøng b¸nh xe (Anti-lock brake system) ABS. Trªn xe con, phanh ch©n lµ hÖ thèng phanh c¬ b¶n, cßn phanh tay lµ phanh dù phßng. HÖ thèng ®iÒu khiÓn cña hai lo¹i nµy ®éc lËp víi nhau, lµm viÖc tin cËy, ®ång thêi phanh tay ph¶i cã cÊu tróc tù kho¸ ®Ó ng−êi l¸i kh«ng ph¶i liªn tôc t¸c ®éng lùc. * Ngoµi ra cßn cã thÓ ph©n chia hÖ thèng phanh theo vÞ trÝ bè trÝ c¬ cÊu phanh: - Bè trÝ ë trong lßng b¸nh xe. - Bè trÝ ë c¹nh cÇu xe. Víi sù ®a d¹ng cña tõng côm bé phËn trong hÖ thèng phanh nh− trªn, chóng ta thÊy r»ng khi sö dông ph¶i ph©n lo¹i kh¸ phøc t¹p vµ víi mçi lo¹i l¹i cã c¸c qu¸ tr×nh vµ c«ng thøc tÝnh to¸n kh¸c nhau, nh− vËy lµ kh¸ phøc t¹p vµ tèn nhiÒu c«ng søc, thêi gian tÝnh to¸n l©u vµ nh− vËy lµ hiÖu qu¶ c«ng viÖc thÊp. H×nh 2.1.1. S¬ ®å cÊu t¹o c¸c d¹ng c¬ cÊu phanh tang trèng a) §èi xøng trôc b) §èi xøng t©m - 23 -
H×nh 2.1.2. S¬ ®å cÊu t¹o c¸c lo¹i phanh ®Üa a) Lo¹i cã gi¸ cè ®Þnh b) Lo¹i cã gi¸ di ®éng H×nh 2.1.3. CÊu t¹o xy lanh chÝnh mét buång 1.Lç x¶ khÝ; 2.Piston; 3.Lç th«ng b×nh dÇu; 4.CÇn ®Èy; 5.Vµnh bao kÝn; 6.B¸t cao su; 7.Lß xo håi vÞ; 8.Van håi dÇu; 9.Lç th«ng víi xy lanh b¸nh xe H×nh 2.1.4. CÊu t¹o xu lµnh chÝnh 2 buång (LADA 2105) 1.N¾p sau; 2.Vá xy lanh; 3.Piston thø cÊp; 4.Piston chÝnh; 5.Vµnh bao kÝn; 6.èc h¹n chÕ; 7.Lß xo håi vÞ; 8.Lß xo t× vµnh kh¨n; 9.Vµnh chÆn Trong ch−¬ng tr×nh, chóng t«i tiÕn hµnh ph©n lo¹i tÝnh to¸n nh− sau: - Chän lo¹i c¬ cÊu phanh: Trèng (lo¹i 1 xi lanh t¸c dông kÐp, lo¹i 2 xi lanh bè trÝ ®èi xøng t©m) ; §Üa (lo¹i 1 xi lanh Ðp vµ lo¹i 2 xi lanh Ðp) - Chän lo¹i dÉn ®éng phanh theo tõng b−íc sau: - 24 -
+ DÉn ®éng lµ dÇu hoÆc khÝ. + DÉn ®éng 1 dßng hay 2 dßng. NÕu lµ 2 dßng th× dïng bé chia hay xilanh phanh chÝnh lo¹i t¨ng®em. + Cã bé trî lùc hay kh«ng, nÕu cã th× chän lo¹i trî lùc (thuû lùc, khÝ nÐn, ch©n kh«ng, thuû khÝ, v.v...) + Cã bé ®iÒu hoµ lùc phanh kh«ng + Cã ABS kh«ng. Sau khi ®· chän ®Çy ®ñ c¸c cÊu thµnh cña toµn bé hÖ thèng, ch−¬ng tr×nh sÏ tÝnh to¸n cô thÓ ®èi víi mçi lo¹i hÖ thèng phanh. 1.3. NhiÖm vô Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ vµ kiÓm nghiÖm hÖ thèng phanh thùc hiÖn nh÷ng nhiÖm vô sau: a. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ: - TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña hÖ thèng. - KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng. b. Víi bµi to¸n kiÓm nghiÖm: - KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña hÖ thèng (hµnh tr×nh lµm viÖc, ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t vµ nhiÖt sinh ra ë trèng phanh) - KiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng. - §¸nh gi¸ hÖ thèng theo c¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ phanh theo TCVN. - 25 -
II. C¸c b−íc tÝnh to¸n: 2.1. Víi bµi to¸n thiÕt kÕ: Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi bµi to¸n thiÕt kÕ lµ cho c¸c th«ng sè kü thuËt cña xe, cho ®iÒu kiÖn lµm viÖc, chóng ta tÝnh to¸n c¸c th«ng sè kü thuËt c¬ b¶n cña hÖ thèng phanh, sau ®ã chän vµ kiÓm tra qu¸ tr×nh lµm viÖc cña hÖ thèng phanh ®ã tho¶ m·n c¸c tiªu chuÈn kü thuËt cho phÐp ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho xe. Qui tr×nh tÝnh to¸n gåm c¸c b−íc sau: - TÝnh m« men phanh phanh cÇn thiÕt sinh ra ë c¸c c¬ cÊu phanh - TÝnh lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh - X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña dÉn ®éng phanh - KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc - TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt cña hÖ thèng 2.1.1. TÝnh m« men phanh cÇn thiÕt sinh ra ë c¸c c¬ cÊu phanh M«men phanh sinh ra ë mçi c¬ cÊu phanh cÇu tr−íc: G.b ⎛ ⎞ jh ⎜1 + max g ⎟ϕ.rbx (Nm) M 'P = (2.1.1) ⎜ ⎟ 2L ⎝ g.b ⎠ M«men phanh sinh ra ë mçi c¬ cÊu phanh cÇu sau: G.a ⎛ ⎞ jh ⎜1 − max g ⎟ϕ.rbx (Nm) M 'P = ' (2.1.2) ⎜ ⎟ 2L ⎝ g.a ⎠ Trong ®ã: G: träng l−îng «t« khi ®Çy t¶i (N) a,b,hg: to¹ ®é träng t©m cña «t« (m) L: chiÒu dµi c¬ së cña «t« (m) jmax: gia tèc chËm dÇn cùc ®¹i cña «t« khi phanh (jmax= 6÷7m/s2) g: gia tèc träng tr−êng (g=9,81 m/s2) ϕ: hÖ sè b¸m cña b¸nh xe víi mÆt ®−êng rbx: b¸n kÝnh l¨n cña b¸nh xe (m) NÕu ®· biÕt träng l−îng cña «t« khi ®Çy t¶i ph©n ra trôc tr−íc lµ G1 vµ trôc sau lµ G2 th× ta cã thÓ tÝnh to¸n c¸c to¹ ®é a, b lµ: G 2L a= (m) (2.1.3) G G 1L b= (m) (2.1.4) G - 26 -
2.1.2. TÝnh to¸n c¬ cÊu phanh: 2.1.2.1. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh KÝch th−íc cña m¸ phanh ®−îc chän dùa trªn c¬ së ®¶m b¶o c«ng ma s¸t riªng [L], ¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh [q] vµ tû sè träng l−îng toµn bé cña «t« trªn diÖn tÝch toµn bé cña c¸c m¸ phanh vµ chÕ ®é lµm viÖc cña phanh. * BÒ réng m¸ phanh x¸c ®Þnh ®Ó ®¶m b¶o c«ng ma s¸t riªng: G.V02 L= ≤ [L] (Nm/m2) (2.1.5) 2g.FΣ Trong ®ã: G : träng l−îng toµn bé «t« khi ®Çy t¶i (N) V0 : vËn tèc cña «t« khi b¾t ®Çu phanh (m/s) g : gia tèc träng tr−êng (m/s2) FΣ : diÖn tÝch toµn bé cña c¸c m¸ phanh ë tÊt c¶ c¸c c¬ cÊu phanh cña «t« (m2) [L] : c«ng ma s¸t riªng cho phÐp ([L] = 4000 - 10000 kNm/m2) * BÒ réng m¸ phanh x¸c ®Þnh ®Ó ®¶m b¶o ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t: Mp q= ≤ [q ] (N/m2) (2.1.6) µ.b.rt2 β 0 [q] : ¸p suÊt cho phÐp trªn bÒ mÆt m¸ phanh ([q] = 1,5 - 2 MN/m2) a. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh ®Üa * TÝnh b¸n kÝnh ngoµi cña m¸ phanh 3,16 M p R2 = (m) (2.1.7) 2.100 C Trong ®ã: Mp : m«men phanh sinh ra ë mçi c¬ cÊu phanh (Nm) C : hÖ sè kinh nghiÖm. Víi «t« du lÞch C=4,7; «t« vËn t¶i C=3,6 * TÝnh b¸n kÝnh trong cña m¸ phanh R1 = 0,53 R2 (m) (2.1.8) * Chän s¬ bé gãc «m β0i cña m¸ phanh thø i Khi ®ã diÖn tÝch toµn bé cña c¸c m¸ phanh ë c¸c c¬ cÊu phanh ®Üa ( ) β 0i R 2i − R 1i 2 m FΣ = ∑ 2 (m2) (2.1.9) 2 i =1 ë ®©y : m : sè l−îng m¸ phanh β0i : gãc «m cña m¸ phanh thø i (tÝnh theo radian) R2i, R1i : b¸n kÝnh trong vµ b¸n kÝnh ngoµi cña c¬ cÊu phanh ®Üa thø i. - 27 -
Sau khi kiÓm tra c«ng ma s¸t riªng L, ¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh q vµ tû sè träng l−îng toµn bé cña «t« trªn diÖn tÝch toµn bé cña c¸c m¸ phanh vµ chÕ ®é lµm viÖc cña phanh chóng ta x¸c ®Þnh ®−îc c¸c kÝch th−íc c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh ®Üa. b. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh tang trèng * Chän s¬ bé gãc «m β0i vµ bÒ réng bi cña m¸ phanh thø i Khi ®ã diÖn tÝch toµn bé cña c¸c m¸ phanh ë c¸c c¬ cÊu phanh tang trèng: m FΣ = ∑ β 0i .rt .b i (m2) (2.1.10) i =1 ë ®©y : m : sè l−îng m¸ phanh β0i : gãc «m cña m¸ phanh thø i (tÝnh theo radian) rt : b¸n kÝnh trèng phanh (m) bi : chiÒu réng m¸ phanh thø i (m) Sau khi kiÓm tra c«ng ma s¸t riªng L, ¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh q vµ tû sè träng l−îng toµn bé cña «t« trªn diÖn tÝch toµn bé cña c¸c m¸ phanh vµ chÕ ®é lµm viÖc cña phanh chóng ta x¸c ®Þnh ®−îc c¸c kÝch th−íc c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh tang trèng. 2.1.2.2. TÝnh to¸n lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh: a. C¬ cÊu phanh ®Üa: * Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh ®Üa 1 xi lanh Ðp: Mp P= (N) (2.1.11) K1 K1 = 2µ.Rtb (m) (2.1.12) ( ) 2 R 3 − R1 3 R tb = 2 (m) (2.1.13) 3 R 2 − R1 2 2 * Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh ®Üa 2 xi lanh Ðp: Mp P= (N) (2.1.14) K2 K2 = 2µ.Rtb (m) (2.1.15) ( ) 2 R 3 − R1 3 = 2 R tb (m) (2.1.16) 3 R 2 − R1 2 2 µ: hÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu lµm m¸ phanh R1, R2 : b¸n kÝnh trong vµ ngoµi cña m¸ phanh. b. C¬ cÊu phanh tang trèng: * TÝnh gãc vµ b¸n kÝnh cña lùc tæng hîp t¸c dông lªn guèc phanh: - 28 -
Gãc δ t¹o nªn bëi lùc N1 vµ trôc X1-X1: ⎛ cos 2β1 − cos 2β 2 ⎞ δ = arctg⎜ ⎟ (®é) (2.1.17) ⎜ 2β + sin β − sin β ⎟ ⎝0 ⎠ 1 2 B¸n kÝnh ρ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 2.rt (cos β1 − cos β 2 ) ρ= (m) (2.1.18) β + sin 2 β 0 − 2β 0 cos(β1 + β 2 ) sin β 0 2 0 * Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh cã 1 xi lanh, m¸ siÕt vµ m¸ nh¶ cã gãc «m kh¸c nhau: Mp P= (N) (2.1.19) K3 µ.ρ1 (c. cos α 0 + a ) µ.ρ 2 (c. cos α 0 + a ) K3 = + (m) (2.1.20) c(cos δ1 + µ sin δ1 ) − µρ1 c(cos δ 2 − µ sin δ 2 ) + µρ 2 * Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh cã 1 xi lanh, m¸ siÕt vµ m¸ nh¶ cã gãc «m nh− nhau: Mp P= (N) (2.1.21) K4 µ.ρ1 (c. cos α 0 + a ) K 4 = 2. (m) (2.1.22) c(cos δ1 + µ sin δ1 ) − µρ1 Trong ®ã : µ: hÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu lµm m¸ phanh β0 : Gãc «m cña m¸ phanh (®é) β1 : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cña guèc phanh ®Õn chç t¸n m¸ phanh (®é) β2 = β1 + β0 (®é) rt : b¸n kÝnh cña tang trèng (m) α0 : gãc tõ t©m trèng phanh ®Õn xy lanh lùc (hoÆc t©m quay cña cam phanh) (®é) a : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng ®Õn xy lanh lùc (hoÆc t©m quay cña cam phanh) (m) c : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng phanh ®Õn ®−êng nèi t©m quay c¸c guèc phanh (m) 2.1.3. TÝnh to¸n dÉn ®éng phanh 2.1.3.1. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh xi lanh phanh b¸nh xe a. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh xi lanh phanh b¸nh xe víi c¬ cÊu phanh ®Üa 4P d= (m) (2.1.23) πpn Trong ®ã: P : lùc sinh ra t¹i c¬ cÊu phanh (N) p : ¸p suÊt dÇu trong hÖ thèng (N/m2) - 29 -
n : sè l−îng èng xi lanh lµm viÖc b. X¸c ®Þnh ®−êng kÝnh xi lanh phanh b¸nh xe víi c¬ cÊu phanh tang trèng 4P d= (m) (2.1.24) πp Trong ®ã: P : lùc sinh ra t¹i c¬ cÊu phanh (N) p : ¸p suÊt dÇu trong hÖ thèng (N/m2) (p ≈ 8.106 N/m2) 2.1.3.2. Chän ®−êng kÝnh xi lanh tæng phanh vµ tÝnh ¸p suÊt trong dÉn ®éng do ng−êi l¸i sinh ra §−êng kÝnh xi lanh tæng phanh D ®−îc chän trªn c¬ së tham kh¶o c¸c xe t−¬ng tù hiÖn ®ang l−u hµnh. ¸p suÊt do ng−êi l¸i sinh ra: 4Q l pl = . (N/m2) (2.1.25) πη.D l' 2 Trong ®ã: Q : lùc ng−êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p (N) D : ®−êng kÝnh cña xi lanh tæng phanh ®· chän ë trªn (m) η : hiÖu suÊt cña dÉn ®éng thuû lùc. η=0,92 l, l' : c¸c kÝch th−íc ®ßn cña bµn ®¹p (m) ¸p suÊt do bé trî lùc sinh ra: pc = p - pl (N/m2) (2.1.26) 2 p : ¸p suÊt dÇu trong hÖ thèng (N/m ) 2.1.3.3. TÝnh to¸n c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña bé trî lùc (lo¹i ch©n kh«ng-thuû lùc) * Lùc trî lùc: p c Fptc Qc = (N) (2.1.27) η Trong ®ã: Fptc : diÖn tÝch cña piston trî lùc (m2) (Fptc ≈ πD2/4) pc : ¸p suÊt do trî lùc phanh sinh ra (N/m2) η : hiÖu suÊt thuû lùc * KÝch th−íc mµng trî lùc Plx + Q c F4 = (m2) (2.1.28) ∆P Plx : lùc lß xo trî lùc (N) (nÕu kh«ng cã th× tham kh¶o) ∆P : ®é chªnh ¸p phÝa tr−íc vµ phÝa sau mµng trî lùc. ∆P = 5.104 N/m2 - 30 -
2.1.3.4. TÝnh hµnh tr×nh bµn ®¹p cña ng−êi l¸i Hµnh tr×nh bµn ®¹p h cña ng−êi l¸i: ⎛ 2.d 2 x + 2.d 2 x ⎞l h = ⎜ 1 1 2 2 2 η b + δ 0 ⎟ (m) (2.1.29) ⎜ ⎟ l' D ⎝ ⎠ Trong ®ã: d1 vµ d2 : ®−êng kÝnh xi lanh ë b¸nh xe tr−íc vµ sau (m) x1 vµ x2 : hµnh tr×nh piston cña c¸c xinh lanh phanh ë c¸c b¸nh xe tr−íc vµ sau (m) D : ®−êng kÝnh xi lanh phanh chÝnh (m) δ0 : khe hë gi÷a thanh ®Èy víi piston ë xi lanh phanh chÝnh. δ0 = 1,5 - 2 mm l, l' : c¸c kÝch th−íc ®ßn cña bµn ®¹p (m) ηb : hÖ sè bæ sung, khi phanh ngÆt ηb =1,05-1,10 2(a + c)(δ + λ ) x1 vµ x2 ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: x = (m) c Trong ®ã: δ : khe hë trung b×nh gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh. δ = 0,3.10-3 m λ : ®é mßn h−íng kÝnh cho phÐp cña m¸ phanh. [λ] = (1-1,5).10-3m a : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng ®Õn xy lanh lùc (hoÆc t©m quay cña cam phanh) (m) c : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng ®Õn ®−êng nèi t©m quay c¸c guèc phanh (m) Hµnh tr×nh cùc ®¹i cña «t« t¶i kh«ng qu¸ 180mm vµ «t« con kh«ng qu¸ 150mm 2.1.4. TÝnh bÒn 2.1.4.1. TÝnh bÒn trèng phanh: ¸p suÊt trong trèng phanh: Mp q= (N/m2) (2.1.30) µ.b.r β 0 2 t Trong ®ã: Mp : m«men phanh do guèc phanh tr−íc vµ sau sinh ra (Nm) µ : hÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh β0i : gãc «m cña m¸ phanh thø i (tÝnh theo radian) rt : b¸n kÝnh trèng phanh (m) bi : chiÒu réng m¸ phanh thø i (m) øng suÊt h−íng t©m: ⎛ b' 2 ⎞ qa ' 2 ⎜1 + 2 ⎟ (N/m2) σ n = 1,5 (2.1.31) ⎜ a' ⎟ b' 2 −a ' 2 ⎝ ⎠ - 31 -
øng suÊt tiÕp tuyÕn: ⎛ b' 2 ⎞ qa ' 2 ⎜1 + 2 ⎟ (N/m2) σ t = 1,5 (2.1.32) ⎜ a' ⎟ b' 2 −a ' 2 ⎝ ⎠ Trong ®ã: a' : b¸n kÝnh trong cña trèng (m) b' : b¸n kÝnh ngoµi cña trèng (m) Víi trèng phanh b»ng gang th× [σk] =1,8.106 N/m2 [σn] =3,8.106 N/m2 2.1.4.2. TÝnh bÒn ®−êng èng dÉn ®éng øng suÊt vßng: pR σt = (N/m2) (2.1.33) s øng suÊt ph¸p: pR σn = (N/m2) (2.1.34) 2.s §−êng èng lµm b»ng hîp kim ®ång cã [σ] =2,6.106 N/m2 2.2. Bµi to¸n kiÓm nghiÖm: Yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi bµi to¸n kiÓm nghiÖm lµ cho c¸c th«ng sè kü thuËt cña xe vµ hÖ thèng phanh ®ang sö dông trªn xe, cho ®iÒu kiÖn lµm viÖc, chóng ta tÝnh to¸n kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc, kiÓm tra bÒn c¸c chi tiÕt vµ ®¸nh gi¸ theo c¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ phanh cña TCVN. Qui tr×nh tÝnh to¸n gåm c¸c b−íc sau: - TÝnh lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh - TÝnh m« men phanh t¸c dông lªn c¸c c¬ cÊu phanh - TÝnh lùc phanh tæng céng t¸c dông lªn toµn bé hÖ thèng phanh - KiÓm tra c¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ phanh - KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña hÖ thèng - KiÓm tra bÒn mét sè chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng 2.2.1. TÝnh lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh 2.2.1.1. ¸p suÊt trong hÖ thèng * ¸p suÊt do lùc ng−êi l¸i sinh ra 4Q l pl = . (N/m2) (2.2.1) πη.D 2 l' - 32 -
Trong ®ã: Q : lùc ng−êi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p D : ®−êng kÝnh cña xi lanh tæng phanh ®· chän ë trªn η : hiÖu suÊt cña dÉn ®éng thuû lùc. η=0,92 l, l' : c¸c kÝch th−íc ®ßn cña bµn ®¹p * ¸p suÊt do bé trî lùc sinh ra (nÕu cã): Qc pc = η (N/m2) (2.2.2) Fptc Qc = F4∆P - Plx (N) (2.2.3) Trong ®ã: Fptc : diÖn tÝch cña piston trî lùc (m2) (Fptc ≈ πD2/4) Qc : lùc do trî lùc phanh sinh ra (N/m2) η : hiÖu suÊt thuû lùc F4 : diÖn tÝch mµng trî lùc (m2) Plx : lùc lß xo trî lùc (N) (nÕu kh«ng cã th× tham kh¶o) ∆P : ®é chªnh ¸p phÝa tr−íc vµ phÝa sau mµng trî lùc. ∆P = 5.104 N/m2 * ¸p suÊt tæng céng trong hÖ thèng NÕu cã trî lùc : p = pc + pl NÕu kh«ng cã trî lùc : p = pl 2.2.1.2. Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh a. Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh ®Üa πd 2 P=p .n (N) (2.2.4) 4 Trong ®ã: P : lùc sinh ra t¹i c¬ cÊu phanh (N) p : ¸p suÊt dÇu trong hÖ thèng (N/m2) d : ®−êng kÝnh xi lanh b¸nh xe (m2) n : sè l−îng èng xi lanh lµm viÖc b. Lùc t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh tang trèng πd 2 P=p (N) (2.2.5) 4 Trong ®ã: P : lùc sinh ra t¹i c¬ cÊu phanh (N) p : ¸p suÊt dÇu trong hÖ thèng (N/m2) d : ®−êng kÝnh xi lanh b¸nh xe (m2) - 33 -
2.2.2. TÝnh m« men phanh t¸c dông lªn c¸c c¬ cÊu phanh a. C¬ cÊu phanh ®Üa: * M«men phanh t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh ®Üa 1 xi lanh Ðp: Mp = P.K1 (Nm) (2.2.6) K1 = 2µ.Rtb ( ) 2 R 3 − R1 3 = 2 R tb 3 R 2 − R1 2 2 * M«men phanh t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh ®Üa 2 xi lanh Ðp: Mp = P.K2 (Nm) (2.2.7) K2 = 2µ.Rtb ( ) 2 R 3 − R1 3 = 2 R tb 3 R 2 − R1 2 2 µ: hÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu lµm m¸ phanh R1, R2 : b¸n kÝnh trong vµ ngoµi cña m¸ phanh. b. C¬ cÊu phanh tang trèng: * TÝnh gãc vµ b¸n kÝnh cña lùc tæng hîp t¸c dông lªn guèc phanh: Gãc δ t¹o nªn bëi lùc N1 vµ trôc X1-X1: ⎛ cos 2β1 − cos 2β 2 ⎞ δ = arctg⎜ ⎟ ⎜ 2β + sin β − sin β ⎟ ⎝0 ⎠ 1 2 B¸n kÝnh ρ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 2.rt (cos β1 − cos β 2 ) ρ= β + sin 2 β 0 − 2β 0 cos(β1 + β 2 ) sin β 0 2 0 * M«men phanh t¸c dông cã 1 xi lanh, m¸ siÕt vµ m¸ nh¶ cã gãc «m kh¸c nhau: Mp = P.K3 (Nm) (2.2.8) µ.ρ1 (c. cos α 0 + a ) µ.ρ 2 (c. cos α 0 + a ) K3 = + c(cos δ1 + µ sin δ1 ) − µρ1 c(cos δ 2 − µ sin δ 2 ) + µρ 2 * M«men phanh t¸c dông cã 1 xi lanh, m¸ siÕt vµ m¸ nh¶ cã gãc «m nh− nhau: Mp = P.K4 (Nm) (2.2.9) µ.ρ1 (c. cos α 0 + a ) K 4 = 2. c(cos δ1 + µ sin δ1 ) − µρ1 Trong ®ã : µ: hÖ sè ma s¸t cña vËt liÖu lµm m¸ phanh β0 : Gãc «m cña m¸ phanh (®é) β1 : Gãc tÝnh tõ t©m chèt quay cña guèc phanh ®Õn chç t¸n m¸ phanh (®é) - 34 -
β2 = β1 + β0 rt : b¸n kÝnh cña tang trèng (m) α0 : gãc tõ t©m trèng phanh ®Õn xy lanh lùc (hoÆc t©m quay cña cam phanh) (®é) a : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng ®Õn xy lanh lùc (hoÆc t©m quay cña cam phanh) (m) c : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng phanh ®Õn ®−êng nèi t©m quay c¸c guèc phanh (m) 2.2.3. TÝnh lùc phanh tæng céng t¸c dông lªn c¸c c¬ cÊu phanh 2.2.3.1. TÝnh lùc phanh t¸c dông lªn mçi c¬ cÊu phanh M pi Ppi = (N) (2.2.10) rb Trong ®ã: Ppi : lùc phanh t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh thø i Mpi : m«men phanh t¸c dông lªn c¬ cÊu phanh thø i rb : b¸n kÝnh b¸nh xe 2.2.3.2. TÝnh lùc phanh tæng céng PΣ = ΣPi (N) (2.2.11) 2.2.4. KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña hÖ thèng: 2.2.4.1. KiÓm tra c«ng ma s¸t riªng C«ng ma s¸t riªng: G.V02 L= ≤ [L] (Nm/m2) (2.2.12) 2g.FΣ Trong ®ã: [L] : c«ng ma s¸t riªng cho phÐp ([L] = 4000 - 10000 kNm/m2) 2.2.4.2. KiÓm tra ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t: Mp q= ≤ [q ] (N/m2) (2.2.13) µ.b.r β 0 2 t [q] : ¸p suÊt cho phÐp trªn bÒ mÆt m¸ phanh ([q] = 1,5 - 2 MN/m2) Trong ®ã: G : träng l−îng toµn bé «t« khi ®Çy t¶i (N) V0 : vËn tèc cña «t« khi b¾t ®Çu phanh (m/s) g : gia tèc träng tr−êng (m/s2) FΣ : diÖn tÝch toµn bé cña c¸c m¸ phanh ë tÊt c¶ c¸c c¬ cÊu phanh cña «t« (m2) - 35 -
m FΣ = ∑ β 0i .rt .b i (m2) (2.2.14) i =1 m : sè l−îng m¸ phanh β0i : gãc «m cña m¸ phanh thø i (tÝnh theo radian) rt : b¸n kÝnh trèng phanh (m) bi : chiÒu réng m¸ phanh thø i 2.2.4.4. KiÓm tra hµnh tr×nh bµn ®¹p cña ng−êi l¸i Hµnh tr×nh bµn ®¹p h cña ng−êi l¸i: ⎛ 2.d 2 x + 2.d 2 x ⎞l h = ⎜ 1 1 2 2 2 η b + δ 0 ⎟ (m) (2.2.15) ⎜ ⎟ l' D ⎝ ⎠ Hµnh tr×nh cùc ®¹i cña «t« t¶i kh«ng qu¸ 180mm vµ «t« con kh«ng qu¸ 150mm Trong ®ã: d1 vµ d2 : ®−êng kÝnh xi lanh ë b¸nh xe tr−íc vµ sau (m) x1 vµ x2 : hµnh tr×nh piston cña c¸c xinh lanh phanh ë c¸c b¸nh xe tr−íc vµ sau (m) D : ®−êng kÝnh xi lanh phanh chÝnh (m) δ0 : khe hë gi÷a thanh ®Èy víi piston ë xi lanh phanh chÝnh. δ0 = 1,5 - 2 mm l, l' : c¸c kÝch th−íc ®ßn cña bµn ®¹p (m) ηb : hÖ sè bæ sung, khi phanh ngÆt ηb =1,05-1,10 2(a + c)(δ + λ ) x1 vµ x2 ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: x = c Trong ®ã: δ : khe hë trung b×nh gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh. δ = 0,3.10-3 m λ : ®é mßn h−íng kÝnh cho phÐp cña m¸ phanh. [λ] = (1-1,5).10-3m a : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng ®Õn xy lanh lùc (hoÆc t©m quay cña cam phanh) (m) c : kho¶ng c¸ch tõ t©m trèng ®Õn ®−êng nèi t©m quay c¸c guèc phanh (m) 2.2.5. TÝnh bÒn mét sè chi tiÕt quan träng cña hÖ thèng 2.2.5.1. TÝnh bÒn trèng phanh: ¸p suÊt trong trèng phanh: Mp q= (N/m2) (2.2.16) µ.b.rt2 β 0 Trong ®ã: Mp : m«men phanh do guèc phanh tr−íc vµ sau sinh ra (Nm) µ : hÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh - 36 -
β0i : gãc «m cña m¸ phanh thø i (tÝnh theo radian) rt : b¸n kÝnh trèng phanh (m) bi : chiÒu réng m¸ phanh thø i (m) øng suÊt h−íng t©m: ⎛ b' 2 ⎞ qa ' 2 ⎜1 + 2 ⎟ (N/m2) σ n = 1,5 (2.2.17) ⎜ a' ⎟ b' 2 −a ' 2 ⎝ ⎠ øng suÊt tiÕp tuyÕn: ⎛ b' 2 ⎞ qa ' 2 ⎜1 + 2 ⎟ (N/m2) σ t = 1,5 (2.2.18) ⎜ a' ⎟ b' 2 −a ' 2 ⎝ ⎠ Trong ®ã: a' : b¸n kÝnh trong cña trèng (m) b' : b¸n kÝnh ngoµi cña trèng (m) Víi trèng phanh b»ng gang th× [σk] =1,8.106 N/m2 [σn] =3,8.106 N/m2 2.2.5.2. TÝnh bÒn ®−êng èng dÉn ®éng øng suÊt vßng: pR σt = (N/m2) (2.2.19) s øng suÊt ph¸p: pR σn = (N/m2) (2.2.20) 2.s §−êng èng lµm b»ng hîp kim ®ång cã [σ] =2,6.106 N/m2 2.2.6. KiÓm tra c¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ phanh 2.2.6.1. KiÓm tra lùc phanh vµ lùc phanh riªng * Lùc phanh tæng céng cùc ®¹i kh«ng ®−îc lín h¬n lùc b¸m PΣ = ϕ.G (N) (2.2.21) * Lùc phanh riªng tÝnh trªn mét ®¬n vÞ träng l−îng toµn bé PΣ PR = (2.2.22) G Lùc phanh riªng ph¶i ®¶m b¶o theo TCVN 2.2.6.2. KiÓm tra gia tèc phanh Gia tèc phanh chËm dÇn cùc ®¹i - 37 -