THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH

Trọng lượng bản thân :



6046



kG



Phân bố : - Cầu trước :



2420



kG



:



3626



kG



Tải trọng cho phép chở :



7640



kG



Số người cho phép chở :



2



người



:



15635



kG



Cầu trước :



4690



kG



Cầu sau



10945



kG



- Cầu sau



Trọng lượng toàn bộ

Phân bố -



:



Kích thước

Dài x Rộng x Cao :

Chiều dài cơ sở



9830x2495x3500

5700



mm



2040/1850



mm



255



mm



:



Chiều rộng cơ sở

trước/sau :

Khoảng sáng gầm xe



mm



:



Động cơ

Nhãn hiệu động cơ



:



D6AB - d



Loại động cơ



:



4 kỳ, 6 xi lanh thẳng hàng, làm mát bằng

nước

45



Thể tích làm việc



:



11149



Công suất lớn nhất /tốc độ quay :



cm3



250 (335)kW/ 2000 v/ph

290/110( EURO II) kg.m/rpm



Mômen lớn nhất/tốc độ quay:

Tốc độ tối đa



:



117 km/h



Loại nhiên liệu



:



Diesel



Dung tích bình nhiên liệu:



200 lít



Tiêu hao nhiên liệu:



30Lít/100Km

Lốp xe



Công thức bánh xe



:



4x 2



Lốp trước / sau



:



10.00 - 20 /10.00 - 20



Hệ thống phanh



:



Dạng tang trống khí nén



46



II.THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH

2.1. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

2.1.1 Xác định mô men phanh cần thiết tại các bánh xe



47



P



hg



Z



1



O



1



j



G

a



b

L



48



Z



2



O



2



Hình 3.2: Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô khi phanh.

Lực phanh tại bánh xe đạt được giá trị lớn nhất khi bánh xe bắt đầu trượt

lết, trong quá trình trượt mô men phanh không tăng được nữa mà thậm chí

còn có xu hướng giảm. Vì vậy, ta thường tính toán mô men phanh cần thiết tại

các bánh xe sao cho tận dụng tối đa khả năng bám của bánh xe.

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở các bánh xe thì mô men phanh cần thiết

sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh ở mỗi bánh xe ([1]- trang 154)

jmax hg  G.b



÷

ϕ.r

- Ở cầu trước là : M p1 = 1 +

(3.1)



g.b ÷ 2 L bx

- Ở cầu sau là







jmax hg  G.a



÷

ϕ.r

: M p 2 = 1 −



g.a ÷ 2 L bx







(3.2)



Trong đó:

jmax- gia tốc chậm dần cực đại của ô tô khi phanh jmax= 6(m/s2).

hg- chiều cao trọng tâm của ô tô, lấy hg= 1,5(m).

g- Gia tốc trọng trường

: g= 9, 81(m/s2).

G- Trọng lượng ôtô khi đầy tải

: G= 15635.9, 81= 153380(N).

G1-trọng lượng tĩnh trên cầu trước : G1=4690.9, 81=46010(N).

G2- trọng lượng tĩnh trên cầu sau : G2=10945.9, 81=107370(N).

L- Chiều dài cơ sở ô tô

: L= 5700(mm) = 5, 7(m).

G .L

a- khoảng cách từ trọng tâm Xe tới cầu trước: a= 2

G

107370.5,7

a=

= 3, 99(m)

153380

b- Khoảng cách từ trọng tâm Xe tới cầu sau:

b = L - a = 5, 7 – 3, 99 = 1, 71(m)

ϕ - Hệ số bám của bánh xe với mặt đường: ϕ = 0,7

rbx - Bán kính lăn của bánh xe

Với cỡ lốp bánh trước và bánh sau 10.00 – 20

d

rbx= ( B + ).25, 4.λ =

= 472(mm) =0,472(m)

20

2

(10 + ).25,4.0,93

λ - Hệ số kể đến biến dạng

của lốp: λ = 0, 93

2

Thay các giá trị vào (3.1) và (3.2) ta được :

Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trước là :

49



M







= 1 +



p1 



6.1,5  153380.1,71

.0,7.0,472 ≈ 11680( Nm)

9,81.1,71 ÷ 2.5,7





Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh sau là:

M







= 1 −



p2 



6.1,5  153380.3,99

.0,7.0,472 ≈ 13660( Nm)

9,81.3,99 ÷ 2.5,7





2.1.2. Tính toán cơ cấu phanh guốc bằng phương pháp họa đồ

1. Các lực trong cơ cấu phanh guốc dẫn động thủy lực dùng chung một

xi lanh



P1



P2



R

U1

q

U2



β



Hình 3.3: các lực trong cơ cấu phanh guốc

+ P: Lực do dẫn động phanh sinh ra, cụ thể là do pít tông của xi lanh công tác

(lực này biết phương, chiều và điểm đặt, chưa biết độ lớn).

+U: Phản lực từ chốt phanh tác dụng lên guốc phanh, điểm đặt của lực này

được coi là đặt tại tâm quay của guốc phanh, tuy nhiên, phương chiều và độ

lớn thì chưa biết.



50



+ R: Phản lực của trống phanh tác dụng lên má phanh. Lực này chưa biết cả

về điểm đặt, phương, chiều và độ lớn.

Nhận xét: Các lực này nếu tìm bằng phương pháp giải tích thì rất khó xác

định. Chính vậy chúng ta sẽ xác định chúng bằng phương pháp họa đồ sau.



2. Các thông số cơ bản của cơ cấu phanh guốc

Y



P



βο



a



X



β2



O



c



X

rt



O1

β1



α



Y



Hình 3.4: Các thông số hình học của cơ cấu phanh guốc

rt- bán kính tang trống; βo - góc ôm của má phanh; a- tọa độ của điểm đặt

lực P; hệ trục vuông góc X-X và Y- Y; các góc β1 , β2 được tính từ trục Y- Y;

c- khoảng cách từ tâm chốt guốc phanh tới trục XX; α - góc tạo bởi trục Y-Y

và đường thẳng qua tâm đĩa đỡ phanh.

Ta lấy các thông số hình học của cơ cấu phanh guốc theo xe tham khảo:

Cầu trước



Thông số



Cầu sau



Má trước (’)



Má sau (’’)



β1 (o)



21



25



20



25



βo (o)



118



100



120



100



rt (mm)



51



Má trước (’)

200



Má sau (’’)



β2 (o)



139



125



140



a (mm)



160



c (mm)



150



α (o)



125



15



3. Xác định góc ( δ ), bán kính (ρ ) và điểm đặt lực (ro) của lực R

Y



X



ρ

ϕ



(δ )



và



+ Góc δ



N δ



Ο



T

r



R



Hình 3.5: Góc

bán kính (ρ)



o



X



trục X-X



Y



như sau



giữa lực N và

được xác định

([1]-



trang



156):

tgδ =



cos 2 β − cos 2 β

1

2

2 β + sin 2 β − sin 2 β

0

1

2



+ Bán kính đặt lực ρ được xác định như sau ([1]- trang 156) :



ρ=



(



)



4rt cos β − cos β

1

2

(2β + sin 2 β − sin 2 β ) 2 + (cos 2 β − cos 2 β ) 2

0

1

2

1

2



Qua hai công thức trên ta thấy các thông số δ và ρ xác định điểm đặt lực

R chỉ phụ thuộc vào các thông số hình học của má phanh, nên nếu các má

phanh có các kích thước giống nhau thì δ và ρ cũng giống nhau.

52



+ Sau khi đã xác định được điểm đặt lực R, ta có thể xác định được phương

của nó như sau:

Gọi ϕ là góc giữa các lực N và R ( hình 3.5) ta có:



tgϕ =



T

=µ

N



Với μ là hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống (μ=0.25÷0.35),

chọn μ = 0,3. Do hệ số ma sát ở các má phanh trước và má phanh sau bằng

nhau nên đối với các guốc phanh trước và guốc phanh sau ở cầu trước và cầu

sau đều bằng nhau: ϕ ’= ϕ ’’= ϕ =arctg µ =16 o 41’.

Với R đã biết, biểu thức mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh của một

bánh xe là:



M p = M 'p + M " = R'r ' + R"r"

p

0

0



(3.3)



Trong đó bán kính r0 được xác định theo công thức ([1]-trang 157) :



r =ρ

0



µ

1+ µ 2



Kết quả tính toán xác định δ , ρ và r0 (Phụ lục 1: Bài toán 1) như sau:

Thông số



δ



( )

o



ρ(mm)



ϕ(



o



)



r0(mm)



Cầu trước

Má trước(’)

Má sau(’’)

5 o 58’

10 o 43’

234,4628

67,3724



Cầu sau

Má trước(’)

Má sau(’’)

5 o 48’

10 o 43’



228,3582

235,3472

16 o 41’

65,6183

67,6265



53



228,3582

65,6183



4. Xác định các lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ

Trong trường hợp dẫn động thủy lực với 1 xi lanh công tác chung cho 2

pít tông dẫn động các guốc phanh trước và sau thì các lực tác động bằng nhau:

P’=P’’=P.

Họa đồ được xây dựng cho từng guốc phanh. Dưới đây là các bước xây

dựng họa đồ cho cả 2 guốc phanh phía trước và phía sau:

1. Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh và vẽ sơ đồ Theo đúng tỉ

lệ; vẽ các lực P.

2. Tính góc δ và bán kínhρ, từ đó xác định điểm đặt của lực R.

3. Tính góc ϕ và vẽ phương của lực R. Kéo dài phương của lực R’ và P cắt

nhau tại O’, kéo dài phương của P và R’’ cắt nhau tại O’’.

Để xác định phương của U cần chú ý rằng, ở trạng thái cân bằng tổng các lực

u u u r

r r r

tác dụng lên guốc phanh thì bằng 0: P + R + U = 0

Vì vậy 3 lực này phải tạo thành tam giác lực khép kín. Nghĩa là, nếu kéo dài 3

lực này thì chúng phải căt nhau tại một điểm, đó chính là các điểm O’ và O’’.

Như vậy, để xác định phương của U chỉ cần nối O’ với O1 và O’’ với O2.

4. Trên hình vẽ, lấy 2 đoạn P bằng nhau, đặt song song, ngược chiều. Từ các

lực P này dựng các tam giác lực cho các guốc phanh bằng cách vẽ các đường

song song với các lực R và U đã cho trên họa đồ.

5. Đo trực tiếp trên hình các đoạn R’ và R’’ và tính tỷ lệ:



k=



R'

R ''



 R ' ro '+ R '' ro '' = M p



Kết hợp với công thức (3) ta có hệ phương trình: 

 R '− kR '' = 0





Giải hệ phương trình trên ta tính được giá trị của các lực R’ và R’’.

6. Dựa trên các giá trị của R’ và R’’ và các kích thước trên hình vẽ ta tính tỷ

lệ xích rồi từ đó tính giá trị lực còn lại là P, U’ và U’’.



54



Cơ cấu phanh cầu trước



Cơ cấu phanh cầu sau

Y'



Y''



O'



P



O"



Y'



Y''



O'



P



O"



P



P



?"



?"



X'

?'



86.67

4



R"



N'



T'



U"



34

.50

5



P"



R"



?'

r'

0



R'



56.246



r"

0



?"



O



X'



X"



?'



T"



86.67

4



R"



?"

34

.



N"



U"



50

5



P"

56.246



P'



U'



194

.7



34



r"

0



?"



O



X"

T"

?"



N"



X''



14

6.2

05



R'



r'

0



R'



X''



56.246



N'



T'



R"



?'



?'



56.246



P'



X'



U'

O1



16



4. 0



212



Y"



0



?'



O1



O2

U"



R'



Y'



Hình 3.6: Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu trước



Nhìn vào họa đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu trước ta có:



. 76



X'



U'



03



O2

U"



Y'



U'



Y"



Hình 3.6: Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu sau



Nhìn vào họa đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu sau ta có:

55