Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
1
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 4
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH 4
1.1.1.CÔNG DỤNG: 4
1.1.2. PHÂN LOẠI: 4
1.1.3. YÊU CẦU: 5
1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 6
1.2.1.MỤC TIÊU: 6
1.2.2.NHIỆM VỤ: 6
CHƯƠNG II:LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 7
2.1.CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BAN ĐẦU 7
2.2. LỰA CHỌN DẪN ĐỘNG PHANH 7
2.2.1.DẪN ĐỘNG PHANH LOẠI CƠ KHÍ 8
2.2.2.DẪN ĐỘNG PHANH LOẠI THỦY LỰC 9
2.2.3. DẪN ĐỘNG PHANH LOẠI LIÊN HỢP ( Dẫn động thủy lực điều khiển
bằng khí nén ) 14
2.3.LỰA CHỌN CƠ CẤU PHANH 15
2.3.1.CƠ CẤU PHANH GUỐC 16
2.3.2.CƠ CẤU PHANH ĐĨA 20
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH THỦY LỰC 24
3.1.NHỮNG THÔNG SỐ ĐÃ ĐƯỢC TÍNH TOÁN Ở CƠ CẤU PHANH 24
3.2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH 24
3.2.1.NHỮNG THÔNG SỐ TIÊU CHUẨN 24
3.2.3.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐƯỜNG KÍNH XYLANH BÁNH XE CỦA CƠ
CẤU PHANH. 25
3.2.4.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐƯỜNG KÍNH XYLANH CHÍNH. 26
cơ sở để cạnh tranh được với các hãng ôtô lớn. Cho nên, cần phải có từng bước đi
vững chắc để tạo nền móng cho ngành công nghiệp sản xuất ôtô trong tương
lai.Theo em, một trong các bước đi đó là chúng ta tiến hành sản xuất phụ tùng thay
thế cho các dòng xe nước ngoài từ đó chúng ta sẽ dần dần hoàn thiện công nghệ sản
xuất ôtô của chúng ta.
Đề tài này có nhiệm vụ “thiết kế hệ thống phanh ô tô – Thiết kế dẫn động
phanh trên cơ sở tham khảo chiếc xe HD72. Sau thời gian làm việc dưới sự hướng
dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy Nguyễn Hùng Mạnh và toàn thể các thầy trong bộ
môn ôtô đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình.Tuy nhiên, em biết mình còn
nhiều thiếu sót em mong các thầy giúp em tìm ra những thiếu sót đó để em hoàn
thiện hơn trong nhận thức sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hùng Mạnh cùng toàn thể các thầy
trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
4
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1.1.CÔNG DỤNG:
Hệ thống phanh là một trong các cụm đảm bảo an toàn chuyển động cho ôtô.
Trong quá trình phanh, động năng của xe được chuyển hoá thành nhiệt năng do ma
sát giữa trống phanh (đĩa phanh) với má phanh nhờ vậy có thể giảm được tốc độ
chuyển động của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe ở một vị trí nhất định.
Hệ thống phanh còn giúp nâng cao vận tốc trung bình của xe do đó nâng cao
được năng suất vận chuyển.
1.1.2. PHÂN LOẠI:
Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh:
a. Theo công dụng:
không lớn.
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao.
- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực
phanh trên bánh xe.
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
6
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều
kiện sử dụng.
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
- Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa.
1.2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1.MỤC TIÊU:
- Thiết kế hệ thống dẫn động phanh cho xe tải HUYNDAI HD 72
1.2.2.NHIỆM VỤ:
- Tìm hiểu tổng quan về nội dung thiết kế
- Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế
- Tính toán, thiết kế theo phương án lựa chọn
- Kết luận về kết quả đạt được
- Các phương án dẫn động phanh:
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
8
+ Dẫn động phanh loại cơ khí
+ Dẫn động phanh loại thủy lực
+ Dẫn động phanh loại khí nén
+ Dẫn động phanh loại liên hợp
- Đối với xe tải, người ta có thể bố trí sử dụng một trong tất cả các ph-
ương án dẫn động phanh trên
2.2.1.DẪN ĐỘNG PHANH LOẠI CƠ KHÍ
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.
Dẫn động cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh,
nó khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các
thanh dẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần
thiết giữa các cơ cấu. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử
dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử ở hệ thống phanh dừng. - Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được
truyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động
Hình 2.1: Cơ cấu dẫn động phanh cơ khí bằng dây cáp.
1: Tay phanh; 2: Thanh dẫn; 3: Con lăn dây cáp; 4: Dây cáp; 5: Trục;
6: Thanh kéo; 7: Thanh cân bằng; 8,9: Dây cáp dẫn động; 10: Gía;
11,13: Mâm phanh; 12: Xi lanh bánh xe.
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
10
Ở sơ đồ hình 2.1.a thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn
một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một trong hai
dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu
trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở
hai bánh sau khi phanh. Nhưng nếu hỏng dòng phanh cầu trước thì sẽ gây mất ổn
định khi phanh gấp. Còn hỏng dòng phanh cầu sau thì có thể bị quay ngang xe khi
phanh.
Ở sơ đồ hình 2.1.b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một
bánh xe phía sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn lại.
Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và lực
phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau. Nhưng cũng có thể làm xe mất
ổn định hoặc quay ngang xe khi phanh gấp.
- Ưu, nhược điểm của dẫn động thủy lực:
+ Ưu điểm:
Có thể phân bố lực phanh trên các bánh xe theo đúng yêu cầu thiết kế. Độ nhạy
tốt. Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu
phanh.
+ Nhược điểm:
Không thể tạo được tỷ số truyền lớn, vì thế phanh dầu không có cường hóa chỉ
dùng cho ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ, phải kết hợp với bộ trợ lực. Lực tác
dụng lên bàn đạp lớn. Đối với dẫn động phanh một dòng
- Phạm vi sử dụng của phanh thủy lực hai dòng có thể sử dụng trên xe con,
xe tải hạng trung và hạng nhẹ.
- Các loại dẫn động thủy lực có thể lựa chọn:
a) Dẫn động thủy lực hai dòng độc lập (trước/sau) đơn thuần không có trợ lực:
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
11
+ Nhược điểm: Nếu hỏng dòng phanh cầu trước thì có thể xảy ra hiện tưượng
quay ngang xe khi phanh. Nếu hư hỏng dòng phanh cầu sau thì có thể mất tính ổn
định của xe khi phanh gấp.
- Phạm vi sử dụng: Bố trí trên các xe con, xe tải hạng nhẹ, và xe chở khách
cỡ nhỏ
2.2.3. DẪN ĐỘNG PHANH LOẠI KHÍ NÉN
Hình 2.3: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng có trợ lực chân không.
1.Bánh xe; 2.Đĩa phanh; 3.Xylanh bánh trước;4.Xylanh chính;
5.Bàn đạp;6.Xylanh bánh sau; 7.Má phanh sau; 8.Trợ lực phanh Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
13
- Đặc điểm:
Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn và trung
bình, đặc biệt lớn. Để dẫn động cơ cấu phanh người ta sử dụng năng lượng của khí
nén, lực của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng van phanh do đó giảm
được sức lao động của người lái, tùy theo liên kết của xe rơ moóc mà dẫn động
phanh khí nén có thể là một dòng hoặc hai dòng
-Ưu nhược điểm:
+ Ưu điểm: Dẫn động phanh khí nén có ưu điểm giảm được lực điều khiển
trên bàn đạp phanh, không phải sử dụng dầu phanh. Có thể có khả năng cơ khí hóa
quá trình điều khiển ô tô và sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như
hệ thống treo loại khí
+ Nhược điểm : Số lượng các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước và trọng
Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn
động phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén (hình 8.33).
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các ôtô tải trung bình và lớn.
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh
bánh xe phía trớc và phía sau;
- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối
khí và các xi lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm
việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và
nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.
Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van
kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
15 15
10
14
11
Đường
khí
Đường
dầu
13
1
Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén
1: Bình khí; 2: Van phanh; 3,5: Bình chứa dầu; 4,8: Xy lanh chính; 6: Máy nén khí;
7,13: Xy lanh bánh xe; 9,12: Trống phanh; 10,15: Guốc phanh; 11: Bánh xe sau;
14: Bánh xe trước
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
16
phanh còn có yêu cầu riêng như momen phanh phải lớn. Luôn ổn định khi điều
kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi
17
- Nguyên lý làm việc:
Ma sát trong cơ cấu phanh khi phanh được tạo ra do má phanh áp vào tang
trống, có được điều đó là do đầu dưới của hai má được định vị bởi chốt xoay còn
đầu trên có thể bung ra tựa như bản lề và áp vào tang trống dưới tác dụng của cam
ép hoặc cụm pitông-xylanh của cơ cấu phanh.
- Ưu, nhược điểm:
Cấu tạo của cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục là khá đơn giản, việc bảo
dưưỡng sửa chữa không phức tạp. Do vậy, nó mang tính kinh tế.Tuy nhiên, do đặc
trưng của cơ cấu phanh loại này là má phanh làm việc không đều cụ thể là đầu trên
của má phanh làm việc nhiều hơn nên má phanh mòn không đều. Mặt khác, do má
phanh sẽ bám không đều lên tang trống cho nên loại này hiệu quả phanh không cao.
- Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe có tải trọng vừa và nhỏ.
* Loại đối xứng qua tâm
- Cấu tạo:
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 2.7. Sự đối xứng
qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai
xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau
qua tâm Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có
bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một
phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên
giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe
hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm
thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc
ôtô tải nhỏ. Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
18
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
19
* Loại cường hóa: Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh
thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng
đơn (hình 2.8.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 2.8.b).
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được
liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động. Hai
đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh
bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe. Cơ cấu
điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai
guốc phanh. Khi làm việc một đầu của guốc phanh được pittông đẩy ra ép sát vào
trống phanh và, thông qua cơ cấu điều chỉnh tác dụng lên lên guốc phanh còn lại và Hình2.8: Cơ cấu phanh guốc loại tự cuường hoá.
là do vòng cao su làm kín kéo lại.
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
21
Khi phanh thì dưới tác dụng của áp lực dầu đẩy 2 quả pittông hai bên mang theo 2
má phanh áp vào đĩa phanh tạo ra ma sát trong cơ cấu phanh. b.Loại giá đỡ di động (hình 2.10):
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số
chốt bắt cố định trên dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh
bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá
trực tiếp lên giá đỡ.
Phanh đĩa có giá xylanh di động chỉ bố trí xylanh thuỷ lực một bên. Giá xylanh
có thể di động động được trên các trục nhỏ dẫn hưướng bắt trên moay ơ. Khi
phanh, dầu cao áp đẩy pittông ép một bên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng
thời đẩy giá đặt xylanh trượt trên trục dẫn hưướng đến ép má phanh còn lại áp sát
vào trống phanh. Khi cả hai má phanh đều ép sát vào đĩa phanh, phanh mới được
thực hiện.
Phanh đĩa có giá xy lanh di động được dùng trên đa số các xe ôtô du lịch
ngày nay do chỉ bố trí một bên xy lanh nên tăng diện tích được làm cho đĩa phanh,
tránh hiện tưượng sôi dầu khi phanh liên tục. Chuyển
động
áp suất thuỷ
lực
2
3
4 5
1
Hình 2.10: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.
1: Giá dẫn hưướng; 2: Giá di động; 3: pit tông; 4: Má phanh; 5: Đĩa phanh
Hình 2.6. Cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua trục mở guốc
phanh bằng xi lanh thủy lực.
1. chụp cao su chắn bụi; 2. xi lanh; 3. mâm phanh;
4. lò xo;5. tấm kẹp; 6. guốc phanh; 7. má phanh.
ỏn tt nghip Giỏo viờn hng dn: Th.s Nguyn Hựng Mnh
+ Cầu trước: 4351(N.m)
+ Cầu sau: 3349 (N.m)
- Mômen phanh yêu cầu của hệ thống phanh tay:
- Các lực tác dụng lên guốc phanh ở cơ cấu phanh chính
+ Cầu trước: p
1
= 1598,5 (KG)
+ Cầu sau: p
2
= 1187,5 ( KG)
3.2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH
3.2.1.NHỮNG THÔNG SỐ TIÊU CHUẨN
- Lực cực đại tác dụng vào bàn đạp phanh Q
bdmax
= ( 500 ÷ 700) (N)
- Hành trình bàn đạp cực đại của bàn đạp phanh S
bđ
≤ (150 ÷ 180) ( mm)
3.2.2.TỶ SỐ DẪN ĐỘNG PHANH VÀ HÀNH TRÌNH BÀN ĐẠP PHANH
l’
l
Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Hùng Mạnh
SVTH: Phạm Văn Sinh Lớp: Cơ khí ô tô K11
25
- Chọn sơ bộ kích thước của bàn đạp phanh:
+ l, l’: kích thước bàn đạp phanh
D
i
tl
+ Tỷ số truyền thủy lực lên cầu sau:
2
2
2
2
2
2
2
4
.
:
4 d
D
d
D
i
tl
- Tỷ số truyền dẫn động phanh:
+ Tỷ số truyền dẫn động phanh lên cầu trước:
- Hành trình của bàn đạp phanh:
[ S
bđ
] ≤(150 ÷ 180) (mm)
3.2.3.XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐƯỜNG KÍNH XYLANH BÁNH XE CỦA CƠ CẤU
PHANH.
Copyright: Tài liệu đại học ©