Âäư ạn män hc Kãút cáúu v tênh toạn ätä- Hãû thäúng phanh
1. CHN LOẢI V SÅ ÂÄƯ HÃÛ THÄÚNG PHANH
Hãû thäúng phanh dng âãø gim täúc âäü ca ätä , mạy kẹo cho âãún nay khi
dỉìng hàơn hồûc âãún mäüt täúc âä cáưn thiãút no âọ.Ngoi ra hãû thäúng phanh cn
cọ nhiãûm vủ giỉỵ cho ätä âỉïng n tải chäù trãn cạc màût däúc nghiãng hay trãn
màût nàòm ngang. Âäúi hãû thäúng phanh l mäüt hãû thäúng âàûc biãût quan trng,Nọ
âm bo cho ätä chuøn âäüng an ton åí mi chãú âäü lm viãûc.Nhåì âọ måïi cọ
thãø phạt huy hãút kh nàng âäüng lỉûc, náng cao täúc âäü v nàng sút váûn chuøn
ca xe mạy.Kãút cáúu hãû thäúng phanh gäưm cọ hai pháưn chênh l dáùn âäüng phanh
v cå cáúu phanh:
Dáùn âäüng phanh l bäü pháûn dng âãø âiãưu khiãøn cå cáúu phanh.
Cå cáïu phanh l bäü pháûn trỉûc tiãúp tảo lỉûc cn
1.1. CHN LOẢI DÁÙN ÂÄÜNG PHANH.
Hiãn nay ätä thỉåìng dng hai loải âáùn âäüng phanh chênh l thy lỉûc v
khê nẹn cn dáùn âäüng cå khê chè dng cho phanh dỉìng vç hiãûu sút tháúp v
khäng ân bo phanh âäưng thåìi cạc bạnh xe. Dáùn âäüng âiãûn chè dng cho cạc
âon xe.
Dáùn âäüng phanh khê nn chè dng cho cạc xe cåí vỉìa v låïn hoảc nhỉỵng
âon xe kẹo moọc,våïi nhỉỵng ỉu âiãøm sau:
- Âiãưu khiãøn nhẻ nhng,lỉûc âiãưu khiãøn nh .
- Âäü tin cáûy cao hån dáùn âäüng thy lỉûc. Nãúu trong hãû thäúng cọ mäüt chäù
bë r rè thç hãû thäúng váùn lm viãûc âỉåüc
-Dãù phäúi håüp våïi cạc dáùn âäüng v cạc cå cáúu sỉí dủng khê nẹn khc trãn
ätä
SVTH: Häư Anh Sån Trang 1
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
-Dóự tổỷ õọỹng hoùa vaỡ cồ khờ hoùa quaù trỗnh õióửu khióứn
Tuy vỏỷy noù coù mọỹt sọỳ nhổồỹc õióứm sau:
-ọỹ nhaỷy thỏỳp thồỡi gian chỏỷm taùc duỷng lồùn.
-Kờch thổồùc cọửng kóửnh.
-Nhióửu chi tióỳt , kóỳt cỏỳu phổùc taỷp.

P

P

P

P

P

a

b

P
P
c
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 3
Âäư ạn män hc Kãút cáúu v tênh toạn ätä- Hãû thäúng phanh
Hçnh 1.1. Cạc dảng cå cáúu phanh dáùn âäüng thy lỉûc thäng dủng:
- Trãn hçnh 1.1a l cå cáúu phanh gúc ẹp bàòng mäüt xilanh thy lỉûc. L
cå cáúu thûn nghëch, khäng cán bàòng vç gúc trỉåïc (theo chiãưu tiãún), cọ hiãûn
tỉåüng tỉû siãút, gúc sau thç tỉû tạch. Do cọ hiãûn tỉåüng tỉû siãút nãn hãû säú hiãûu qu
K
hq
= (116
÷
122)
0
0

khi mọỹt doỡng hoớng khọng gỏy ra mỏỳt õọỳi xổùng lổỷc phanh. Nhổng hióỷu quaớ
phanh giaớm õi nhióửu coù thóứ nhoớ hồn
0
0
50
. Nhổng noù coù ổu õióứm kóỳt cỏỳu õồn
giaớn nhỏỳt dóự chóỳ taỷo nón giaù thaỡnh reớ vỗ vỏỷy noù õổồỹc duỡng khaù phọứ bióỳn.
- Trón hỗnh 1.2b phỏn doỡng cheùo noù coù ổu õióứm kóỳt cỏỳu tổồng õọỳi õồn
giaớn. Khi mọỹt doỡng hoớng thỗ hióỷu quaớ phanh luọn luọn coỡn
0
0
50
, nhổng coù
hióỷn tổồỹng mỏỳt õọỳi xổùng lổỷc phanh khi mọỹt doỡng bở hoớng.Vỗ vỏỷy loaỷi naỡy ờt
duỡng.
- Trón hỗnh 1.2c hai doỡng cỏửu trổồùc, mọỹt doỡng cỏửu sau. Nóỳu mọỹt trong
hai doỡng bở hoớng thỗ hióỷu quaớ phanh luọn luọn giổợ
0
0
50
, khọng mỏỳt õọỳi xổùng
lổỷc phanh, nhổng kóỳt cỏỳu phổùc taỷp .
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 5
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
- Trón hỗnh 1.2d phỏn doỡng theo hai doỡng mọựi doỡng cỏửu trổồùc vaỡ nổớa
cỏửu sau loaỷi naỡy coù ổu õióứm khi mọỹt trong hai doỡng bở hoớng thỗ hióỷu quaớ
phanh coỡn lồùn hồn 50% kóỳt cỏỳu phổùc taỷp, coù khaớ nng mỏỳt õọỳi xổùng lổỷc
phanh.
- Trón hỗnh 1.2e phỏn doỡng coù hai doỡng mọựi doỡng cho cỏửu trổồùc vaỡ cho
cỏửu sau phỏn doỡng kióứu naỡy õọỹ an toaỡn cao nóỳu mọỹt trong hai doỡng bở hoớng thỗ

8

Hỗnh 1.3. Sồ õọử hóỷ thọỳng phanh thuớy lổỷc.
1-Baỡn õaỷp phanh, 2-Piston,3- Loỡ xo; 4- Cồ cỏỳu phanh trổồùc;
5- ổồỡng dỏửu trổồùc; 6- ổồỡng dỏửu sau;
7- Xilanh chờnh; 8 - Cồ cỏỳu phanh sau;
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 7
Âäư ạn män hc Kãút cáúu v tênh toạn ätä- Hãû thäúng phanh
Ngun l lm viãûc ca hãû thäúng phanh thy lỉûc ca xe ta thiãút kãú:
Khi ngỉåìi lại tạc dủng lãn bn âảp 6 qua hãû thäúng ân s âáøy piston
nàòm trong xilanh 7, do âọ dáưu bë ẹp v tảo ra ạp sút cao trong xilanh 7 v
trong cạc äúng dáùn 2,8. Dáưu trong âỉåìng äúng ạp sút cao s tạc dủng lãn bãư
màût cạc piston ca cạc cå cáúu phanh 1v 9. Cạc piston ny thàõng lỉûc l xo,
âáøy hai mạ phanh ẹp sạt vo träúng phanh v tiãún hnh phanh ätä, vç träúng
phanh gàõn chàût våïi mazå bạnh xe. Khi nh phanh bn âảp, nghéa l lục ngàõt
phanh l xo kẹo phanh vãư vë trê ban âáưu. Dỉåïi tạc dủng ca lỉûc l xo cạc
piston trong xilanh lm viãûc, s ẹp dáưu tråí lải xilanh chênh 7.
2. TÊNH TOẠN THIÃÚT KÃÚ CÅ CÁÚU PHANH.
2.1. XẠC ÂËNH TA ÂÄÜ TRNG TÁM CA XE THEO CHIÃƯU DC ÅÍ
TRẢNG THẠI TÉNH.

L

G

a

Hg

Z


Hçnh 2.1. Så âäư xạc âënh trng tám.
SVTH: Häư Anh Sån Trang 8
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
Trong õoù:
G
a
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ, õióứm õỷt taỷi toỹa õọỹ troỹng tỏm
cuớa xe, phổồng chióửu nhổ hỗnh veợ.
G
at
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ taùc duỷng lón cỏửu trổồùc.;
G
as
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ taùc duỷng lón cỏửu sau;
Z
1
- Phaớn lổỷc phaùp tuyóỳn tổỡ mỷt õổồỡng lón baùnh trổồùc cuớa xe;
Z
2
- Phaớn lổỷc phaùp tuyóỳn tổỡ mỷt õổồỡng lón baùnh sau cuớa xe;
L - Chióửu daỡi cồ sồớ cuớa xe;
Hg - Chióửu cao troỹng tỏm cuớa xe;
a - Khoaớng caùch tổỡ cỏửu trổồùc õóỳn toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa xe;
b - Khoaớng caùch tổỡ cỏửu sau õóỳn toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa xe;
Theo sồ õọử phỏn tờch lổỷc nhổ (Hỗnh 2.1) ta coù:
G
at
.a = G
as

= 1338 [ mm]
Vỏỷy toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa ọtọ:
a = 1462 [mm]
b = 1338 [mm]
Hg = 725 [mm]
2.2. XAẽC ậNH MOMEN PHANH CệN SINH RA CAẽC C CU
PHANH .
G
a
Hg
Z
1
Z
2
G
a
1
G
a
2
o
1
o
2
a
b
L
V
P
W

P


- Lổỷc caớn khọng khờ;
P
j
- Lổỷc quaùn tờnh sinh ra khi phanh;
L - Chióửu daỡi cồ sồớ;
Hg
, a, b - Toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa ọtọ;
Khi phanh boớ qua lổỷc caớn khọng khờ P

vaỡ lổỷc caớn ln P
f1
vaỡ P
f2
.Vỗ khi
phanh vỏỷn tọỳc cuớa xe giaớm nhanh cho õóỳn vỏỷn tọỳc bũng khọng, nón P
f1
+P
f2
nhoớ hồn rỏỳt nhióửu so vồùi P
pt
vaỡ P
ps
.
Lỏỷp phổồng trỗnh cỏn bũng momen õọỳi vồùi O
1
ta coù:


2
Z
=
)(
max
Hg
g
J
a
L
G
p
a

( 2.2 )
Lỏỷp phổồng trỗnh cỏn bũng momen õọỳi vồùi
2
O
ta õổồỹc:
-
1
Z
.L+
HgP
j
.
+
a
Gb.
= 0


=
;
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 11
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh

- Hóỷ sọỳ baùm cuớa baùnh xe õọỳi vồùi õổồỡng. Khi tờnh toaùn õóứ cho
cồ cỏỳu phanh coù khaớ nng sinh ra mọỹt momen cổỷc õaỷi luọn luọn lồùn hồn hoỷc
tọỳi thióứu bũng momen xaùc õởnh theo õióửu kióỷn baùm, ta lỏỳy giaù thở tọỳi õa. ọỳi
vồùi ọtọ du lởch
85,075,0 ữ=

theo taỡi lióỷu [1] (nóỳu dỏựn õọỹng khọng coù trồỹ lổỷc),
ta choỹn
75,0=

;
Thay
gJ
p
.

=
vaỡo caùc cọng thổùc ( 2.2 ) vaỡ ( 2.3 ) ta õổồỹc cọng thổùc
tổồng õổồng:

).(
1
Hgb
L

=Z
= 5849,3[N]
Vỏỷy momen cỏửn sinh ra ồớ cỏửu trổồùc, cỏửu sau laỡ:
M
pt
1
.Z

=
.r
bx
M
ps
2
.Z

=
.r
bx

Theo taỡi lióỷu tham khaớo [ 2 ] cho baùn kờnh thọỳng kó coù taới troỹng: r
bx
310[mm] = 0,31[m]
Thay sọỳ vaỡo ta õổồỹc:
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 12
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
M
pt
31.0.7,11986.75,0=
= 2786,9[N.m]

khọng
nhoớ hồn (20
ữ
30) [mm]. Khe hồớ naỡy cỏửn õuớ thióỳt õóứ cho khọng khờ lổu thọng
laỡm maùt trọỳng phanh.
Theo sọỳ lióỷu cuớa xe tham khaớo ta choỹn:
Bóử daỡy trọỳng phanh trổồỡc vaỡ trọửng phanh sau bũng nhau vaỡ bũng
7,5[mm].
Khe hồớ giổợa vaỡnh baùnh xe vaỡ trọỳng phanh
=

20[mm].
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 13
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
Suy ra baùn kờnh trọỳng phanh trổồùc vaỡ sau:
r
tt
= r
ts
= 167,5 - 20 - 7,5
= 140[mm].
2.3.2.Choỹn caùc kờch thổồùc s, h
t
,
1
,
2
.
Choỹn caùc thọng sọỳ
1

=
=18
0
Goùc cuọỳi cuớa maù phanh trổồùc vaỡ sau baùnh xe sau:
st 22

=
=
0
138
Suy ra gọỳc ọm

=
0
138
-
0
18

=
0
120
Khoaớng caùch tổỡ tỏm O cuớa cồ cỏỳu phanh õóỳn õióứm tỗ cọỳ õởnh cuớa guọỳc
phanh:
S = 110[m
m]
Khoaớng caùch giổợa hai õióứm tyỡ guọỳc phanh:
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 14
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
h = 210[mm]


0

h

r

t





2



1

h'

h''

s

ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
M
p
- Momen phanh;
r

2
qr
M
t
p
à

( 2.7 )
+ Bóử rọỹng maù phanh trổồùc:
b
].[ 2
180.
2
0
qr
M
t
pt
à

( 2.8 )
Trong õoù:
M
pt
- Momen phanh cỏửu trổồùc; M
pt
= 2786,9[N.m].
r
t
- Baùn kờnh trọỳng phanh; r

qr
M
t
ps
2
180.
2
0
à

( 2.9 )
Trong õoù:
M
ps
- Momen phanh cỏửu sau; M
ps
= 1359,93[N.m]
0
120=

;
,
à
r
t
, [ q ] nhổ trón;
Thay vaỡo cọng thổùc (2.9) ta õổồỹc:
b
602
0

Suy ra: p
( )
14,3.
180
120
04,006,0.2.14,0.4
10.1280
0
0
+
=

p = 188677,68 [N/m
2
]
Theo taỡi lióỷu tham khaớo [ 3 ], õọỳi vồùi ọtọ du lởch [ p ]= 1,0
ữ
2,0.10
4
[Kg/m
2
]
Vỏỷy p = [ Kg/m
2
] < [ p ], thoớa maợn õióửu kióỷn.
2.5. KIỉM TRA IệU KIN Tặ SIT.
Hióỷn tổồỹng tổỷ sióỳt laỡ hióỷn tổồỹng maù phanh tổỷ sióỳt vaỡo trọỳng phanh chố
bũng lổỷc ma saùt maỡ khọng cỏửn taùc duỷng cuớa lổỷc dỏựn õọỹng.
Tổỡ cọng thổùc:
( )

= 1 ta õổồỹc.
+ ọỳi vồùi cồ cỏỳu phanh trổồùc:
12
21




=
CosCos
r
s
A
t
=
14,0
11,0
.
14,3
180
.
20138
13820
0
00
00

CosCos

= 0,636

8647,0
636,0
=
Roớ raỡng:
à
= 0,3 < 0,7355 thoớa maợn õióửu kióỷn.
+ ọỳi vồùi cồ cỏỳu phanh sau:


0
12
21
180



=
CosCos
r
s
A
t
=
14,3
180
18138
18138
.
14,0
11,0

14,0
11,0
1
0
00
00


=
SinSin

= 0,8647
Thay A, B vaỡo ( 2.10) ta õổồỹc:

7355,0
8647,0
636,0
=<
à
Roợ raỡng:
7355,03,0 <=
à
thoớa maợn õióửu kióỷn.
2.6. TấNH TOAẽN NHIT VAè MAèI MOèN.
2.6.1.Tờnh toaùn maỡi moỡn
Tờnh maỡi moỡn õổồỹc tióỳn haỡnh theo caùc chố tióu giaùn tióỳp laỡ aùp suỏỳt trung bỗnh
trón tỏỳm ma saùt cuớa guọỳc tổỷ sióỳt vaỡ cọng ma saùt rióng.
Xaùc õởnh nhióỷt õọỹ õọỳt noùng vaỡ cổồỡng õọỹ maỡi moỡn nhổ sau:
Aùp suỏỳt trung bỗnh trón maù phanh õổồỹc tờnh theo cọng thổùc:
q

tb
] = 2MPa.
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 20
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
+ ọỳi vồùi phanh trổồùc, momen cỏửn sinh ra ồớ mọựi cồ cỏỳu phanh:
2
1

=
pt
p
M
M
2
9,2786
=

= 1393,45[N.m]
Thay vaỡo ( 2.11) ta õổồỹc:
q
tb
14,3.
180
120
.14,0.06,0.32,0
2/45,1393
0
0
2
=

0
0
2
=
= 690527,3 [N.m]
= 0,69 [MPa]
Vỏỷy q
tb

[ ] [ ]
aa
MPMP 269,0 <=
thoớa maợn õióửu kióỷn.
Cọng ma saùt rióng
ms
l
bũng tố sọỳ giổợa cọng ma saùt sinh ra khi phanh ọtọ
tổỡ tọỳc õọỹ cổỷc õaỷi õóỳn dổỡng vaỡ tọứng dióỷn tờch

F
cuớa tỏỳt caớ caùc maù phanh.
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 21
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
[ ]
ms
aa
ms
l
F
Vm

0
s
m
27.40=

F
- Dióỷn tờch tỏỳt caớ caùc maù phanh coù trón ọtọ;

F
=4.r
t
(b
t
+b
s
).
Trong õoù:
r = 0,14[m]
b
t
= 0,06[m]
b
s
= 0,04[m]
= 120
0
= 120.
Rad
180
14,3

]
Vỏỷy 1000 [J/
2
cm
]< 1261,3[J/
2
cm
]< 1500[J/
2
cm
] thoớa maợn õióửu kióỷn.
2.6.2. Tờnh toaùn nhióỷt.
Tờnh toaùn nhióỷt nhũm haỷn chóỳ khọng cho nhióỷt õọỹ trọỳng phanh tng quaù
giồùi haỷn cho pheùpvaỡ tióỳn haỡnh nhổ sau. Trong quaù trỗnh phanh õọỹng nng cuớa
xe chuyóứn thaỡnh nhióỷt nng õọỳt noùng trọỳng phanh vaỡ mọỹt phỏửn toớa ra ngoaỡi
khọng khờ. Do õoù theo õởnh luỏỷt baớo toaỡn nng lổồỹng coù thóứ vióỳt:
( )

+=
t
ttct
c
dtKFCmVV
g
G
0
2
2
2
1



,
c


- Lổồỹng tng nhióỷt õọỹ cuớa trọỳng phanh so vồùi mọi trổồỡng ồớ
cuọỳi vaỡ trong quaù trỗnh phanh;
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 23
ọử aùn mọn hoỹc Kóỳt cỏỳu vaỡ tờnh toaùn ọtọ- Hóỷ thọỳng phanh
C - Nhióỷt dung rióng cuớa vỏỷt lióỷu laỡm trọỳng phanh, õọỳi vồùi theùp C
= 482[J/KG.õọỹ];
F
t
- Dióỷn tờch taớn nhióỷt cuớa trọỳng phanh;
K - Hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt giổợa trọỳng phanh vaỡ khọng khờ;
t - Thồỡi gian phanh;

t
m
- Khọỳi lổồỹng caùc trọỳng phanh vaỡ caùc chi tióỳt lión quan bở nung
noùng;
Hỗnh 2.4. Sồ õọử tờnh toaùn
trọng phanh:


Bóử daỡy trọỳng phanh;

t
r

ta choỹn dổỷa trón cồ sồớ bóử rọỹng maù phanh õaợ
tờnh, choỹn
t
b
bũng bóử rọỹng maù phanh cọỹng vồùi õọỹ dọi ra hai bón maù phanh
mọựi bón khoaớng 10[mm].
Ta coù:

].)[(
22
tttt
brrm +=
(2.14)


Khọỳi lổồỹng rióng cuớa vỏỷt lióỷu laỡm trọỳng phanh, õọỳi vồùi
theùp
[ ]
33
/10.8,7 mKg=

Suy ra:
322
10.08,0.14,3].14,0)075,014,0[( +=
t
m
= 4,2[Kg].
Lổồỹng
dttK
t

V
= 0 khọng
vổồỹt quaù 15
0
C.
Thay giaù trở vaỡo cọng thổùc (2.15 ) ta õổồỹc:
+ ọỳi vồùi cỏửu trổồùc:
SVTH: Họử Anh Sồn Trang 25