THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

bacho · 12/11/24

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ô tô một vị trí nhất định. Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng chuyển động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền động ra môi trường xung quanh.

Phân loại.

Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh
Theo đặc điểm điều khiển chia thành:
Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe khi xe đang chuyển động
Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng
Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện tử) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dóc dài,…)
Theo kết cấu của phanh được chia ra thành:
Cơ cấu phanh tăng trống
Cơ cấu phanh đĩa
Cơ cấu phanh dài
Theo dẫn động phanh
Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén
Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực
Theo mức độ hoàn thiện phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh,do vậy được trang bị thêm bộ chỉnh lực phanh:
Bộ điều chỉnh lực phanh( bộ điều hòa lực phanh )

Bộ chống hảm cứng bánh xe( hệ thống phanh có ABS
Trên hệ thống có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định học ô tô…nhằm hoàn thiện thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh

Yêu cầu.

Hệ thống phanh có các yêu cầu cơ bản sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả bánh xe, nghĩa là đảm bảo quản đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo phù hợp với khả năng điều khiển liên tục của con người.
Đảm bảo chuyển động của ô tô và phanh êm diệu trong mọi trường hợp.
Dẫn động phanh có độ nhạy cao, đảm bảo sự tương quan giữa lực đạp phanh và sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng.
Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ đạp phanh khác nhau
Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc.
Đảm bảo độ tin cậy cuả hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi điều kiện sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển hư hỏng.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Trên các ô tô hiện đại sử dụng phổ biến hai loại cơ cấu phanh: phanh tang trống (phanh guốc) và phanh đĩa. Phanh guốc sử dụng chủ yếu trên các ô tô có tải trọng lớn: ô tô tổ chở khách và một số loại ô tô con. Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên ô tô con, tải, ô tô đặc biệt là ở các cơ cấu phanh trước.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cấu tạo của cơ cấu tang trống được thể hiện trên các sơ đồ ở hình 1.1, gồm có trống phanh (4) quay cùng với bánh xe, các guốc phanh (1) lắp với mâm phanh cố định, trên

nhan cuốc phanh có gắn các má phanh (2). Một đầu của guốc phanh quay được quanh chốt tựa guốc (3), đầu còn lại tỳ vào pittông của xilanh công tác (5) (dẫn động thuỷ lực) hoặc cam ép (6) (dẫn động khí nén).
Trong trường hợp dẫn động bằng thuỷ lực (hình 1.1a), khi phanh, áp suất chất lỏng pi trong xilanh (5) tác dụng lên các pittông và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty đẩy và thông qua đòn dẫn động (7) làm quay cam (6) đẩy các guốc phanh ép vào tang trống.
Do cấu tạo của cơ cấu phanh guốc khá đa dạng, nên để thuận tiện cho việc tính toán, người ta phân chúng thành ba loại sau (hình 1.2)
Cơ cấu có một guốc xiết, loại “Simplex”, hình 1.2;
Cơ cấu có hai guốc xiết, kiểu “Dou-Duplex”, hình 1.3a
Cơ cấu “Dou-Duplex”, hình 1.3b

Hình 1.1 cơ cấu phanh guốc
a: Dẫn động thủy lực, b: dẫn động khí nén.
1-Guốc phanh, 2- Má phanh, 3- Chốt, 4- Tăng trống, 5-Xi lanh công tác, 6-Cam, 7- Đòn dẫn động cam, 8-Bầu phanh

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa có hai loại: khung cố định (hình 12.4a) và khung di trượt (hình 12.4b). Cơ cấu phanh đĩa khung cố định thường được dùng trên các ô tô con loại lớn và trên các ô tô thể thao vì nó có độ bền cao. Nhược điểm của nó là nhạy cảm với nhiệt độ khi phanh trong thời gian dài.
Cơ cấu phanh đĩa khung di trượt được sử dụng phổ biến hơn do kết cấu gọn nhẹ, thuận tiện cho việc lắp đặt trong không gian hẹp.

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ;

Khe hở giữa má phanh và trống phanh nhỏ (0,05 – 0,1mm), nhờ đó cho phép tăng khá nhiều tỷ số truyền dẫn động phanh;
Thoát nhiệt, thoát nước các bề mặt ma sát tốt;
Lực tác dụng lên cơ cấu phanh cân bằng, không gây tải trọng trên moay ơ
Áp suất phân bố đều trên các bề mặt ma sát

Hình 1.4 Cơ cấu phanh đĩa

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí là loại cần, kéo, đòn, cáp và các cơ cấu điều khiển trong cơ cấu phanh. Sử dụng đòn cơ khí hoặc dùng dây cáp để dẫn động
Hình 1.5 Sơ đồ dẫn động phanh cơ khí
1: Tay phanh 5: Trục
2: Thanh dẫn 6: Thanh kéo
3: Con lăn dây cáp 7: Thanh cân bằng

4: Dây cáp 8,9: Dây cáp dẫn động phanh

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Sơ đồ nguyên lý của một hệ thống dẫn động phanh bằng thuỷ lực điển hình sử dụng trên ô tô được thể hiện trên hình 1.6. Hiện nay, do yêu cầu về an toàn chuyển động ngày nâng cao dẫn động phanh chính của ô tô bắt buộc phải có hai dòng độc lập, nếu một trong hai dòng có sự cố thì dòng còn lại phải đảm bảo được hiệu quả phanh nhất định.

Một trong những giải pháp tạo hai dòng dẫn động độc lập là sử dụng xilanh chính có hai khoang công tác riêng biệt như thể hiện trên hình 1.6. Trong đó, dòng thứ nhất bắt đầu từ k từ khoang trước (khoang sơ cấp) của xilanh chính theo đường ống (7) qua bộ điều hoà lực phanh (8) tới các xilanh công tác (9) của các cơ cấu phanh guốc của các bánh xe cầu sau (10). Dòng thứ hai đi hứ cấp) của xilan xilanh từ khoang sau (khoang thứ chính (3) theo đường ống (4) tới các xilanh công tác (5) của các cơ cấu phanh đĩa của các bánh xe cầu trước (6).
Khi phanh, lực tác động của người lái từ bàn đạp được truyền qua các đòn dẫn động tới ty đẩy (14) làm pittông (2) dịch chuyển. Khi mép của phớt làm kín 5 bịt lỗ bù dầu 10 thì áp suất trong khoang a bắt đầu tăng, lò xo (7) bị nén lại, van (9) mở ra và chất lỏng được dồn vào đường ống dẫn tới các xilanh công tác tại các bánh xe để thực hiện quá trình phanh.

Hình 1.7 Sơ đồ và nguyên lí của phanh chính
Khi nhả phanh, pittông (2) lùi trở về vị trí ban đầu, áp suất cao trong hệ thống tạo nên lực nén lò xo (6) lại để chất lỏng hồi về xilanh chính qua van một chiều 8. Lò xo 6 được thiết kế sao cho khi áp suất trong hệ thống còn khoảng 0,1 MPa thì van một chiều đóng lại, tạo nên áp suất dư. Áp suất này có tác dụng ép chặt mép các phớt làm kín vào thành xilanh để chống rò rỉ chất lỏng, đồng thời nó đảm bảo cho không khí không lọt vào trong hệ thống.

Dẫn động phanh khí nén:

Trên hình 1.8 thể hiện sơ đồ và nguyên lí của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén của ô tô tải có ba cầu. Hệ thống gồm có nguồn cung cấp khí nén, dẫn động phanh chính với hai dòng độc lập và dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén
Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí (1), đi qua van an điều áp (2), qua bộ lọc tách nước (3), van an toàn kép (4) tới các bình chứa khí (5) và (6). Van an toàn kép (4) đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp

khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh. Van bảo vệ (17) có nhiệm vụ ngắt bình chứa 18 không cho thông với hệ thống nếu có sự cố lọt khí trên đường dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng.
Dẫn động phanh chính gồm có hai dòng độc lập với nhau. Dòng dẫn động phanh cầu trước bắt đầu từ bình khí (5) đi qua ống dẫn (8), qua khoang dưới của tổng van (11), qua van hạn chế áp suất (12) tới các bầu phanh (13). Dòng dẫn động phanh cầu sau đi từ bình khi (6) qua ống dẫn (7), qua khoang trên của tổng van (11), qua bộ điều hoà lực phanh (14) tới các bầu phanh (15, 16) của cụm cầu sau
Máy nén khí sử dụng trong các hệ thống dẫn động phanh trên các ô tô tải thường là máy nén dạng pittông. Máy nén được thiết kế với năng suất sao cho có thể nạp nhanh tất cả các bình khi trên ô tô sau khi khởi động động cơ.
Van điều áp (2) đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làm việc trong hệ thống trong phạm vi giới hạn nhất định.
Bộ tách nước (3) có tác dụng tách hơi nước lẫn trong không khí và ngưng tụ lại thành nước rồi xả ra ngoài, tránh không cho hơi nước lọt vào các bộ phận của hệ thống phanh và Va tr làm gì chúng.
Tổng van trong dẫn động phanh khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình cấp khí nén từ các bình khí tới các bầu phanh tại các bánh xe. Yêu cầu cơ bản đối với tổng van khí là tính chép hình, nghĩa là áp suất phanh tại các bầu phanh phải tỷ lệ với lực tác dụng trên bàn đạp. Áp suất khí nén trong hệ thống thường nằm trong khoảng 0,6 = 0,8 MPa tuỳ theo xe cụ thể.

Hình 1.9 tổng van hai dòng

Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các van xả (6) và (10) đang mở, nên các bâu phanh tại các bánh xe được nổi thông với khí trời qua các cửa C và A.
Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới thông qua phần tử đàn hồi (4) đẩy pittông (5) the nap rhon dịch chuyển đi xuống. Đầu tiên, van xả (6) đóng lại ngặn đường thông cửa C với khí trời. Sau đó, van nạp (7) mở ra cho khí nén từ cửa D đi qua khoang dưới pittông
(5) tới cửa C, rồi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thực hiện qua trình phanh. Đồng thời, khí nén đi từ khoang trên qua lỗ nhỏ B và tác động lên pittông (1), đẩy nó cùng với pittông nhỏ (12) đi xuống. Dịch chuyển của pittông (12) lần lượt đóng van xả (10) và mở van nạp (9), để cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tới các bâu phanh tại các bánh xe.

Dẫn động thuỷ khí

Mặc dù có kết cấu phức tạp hơn, nhưng hệ thống phanh thuỷ khí được thiết kế sao cho tận dụng được các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm từng loại dẫn động thành phần. Sơ đồ của một hệ thống phanh thủy khí điển hình được mô tả trên hình 12.10. Với cách bố trí này, người lái chỉ cần tác động một lực rất nhỏ lên bàn đạp để điều khiển tổng van khí. Xilanh thuỷ khí chuyển hoá áp suất khí nén thành áp suất thuỷ lực có giá trị lớn hơn nhiều lần để tạo nên lực phanh tại các bánh xe.

Để giảm tối da tốc độ chậm tác dụng của hệ thống, phần dẫn động khí nén được thiết kế sao cho chiều dài đường ống ngắn nhất có thể.

Các phương án chia dẫn động phanh

Theo có quy định hiện hành, dẫn động phanh có ít nhất hai dòng độc lập nhằm nâng cao tính an toàn.

Trên hình 1.11 là một số phương án chia dòng
Trong các phương án trên, phương án chia dòng kiểu “II” (hình a) được sử dụng phổ biến trên các loại xe do có kết cấu đơn giản. Nhược điểm chính của nó là hiệu quả phanh có thể bị giảm mạnh khi một dòng gặp sự cô do phân bộ tải lên các câu không đều nhau.
Phương án chia dòng chéo kiểu “X” đảm bảo hiệu quả phanh 50% khi một dòng bị hỏng. Nhưng nó có nhược điểm lớn là khi một dòng bị hỏng, lực phanh phân bố không đều ở hai bên gây nên mômen quay thân xe.
Các phương án còn lại đảm bảo hiệu quả phanh cao khi một dòng gặp sự cố, nhưng có kết cấu phức tạp hơn nên ít được sử dụng

Lựa chọn phương án thiết kế

Loại cơ cấu phanh: Tang trống trước, sau.
Loại dẫn động phanh: Khí nén hai dòng

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Loại ô tô	Khách
Loại động cơ	Diesel
Ga1 (N)	60000
Ga2 (N)	95000
L (mm)	6150
Hg (mm)	800
Bánh xe	12 R22.5
Loại cơ cấu phanh	Tang trống trước, sau
Loại dẫn động phanh	Khí nén 2 dòng

Trọng lượng toàn bộ xe G.
G = Ga1 + Ga2 =60000 + 95000= 155000(N)
Xác định khoảng cách từ trọng tâm của ô tô đến tâm cầu trước (a) và tâm cầu sau (b).

a = Ga2. L = 95000.
G

6150

155000

= 3769 (mm).

b = L – a = 6150– 3769= 2381(mm).
Xác định moment phanh cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh.
Mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Hình: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở hai cầu tương ứng là:

+) Ở cầu trước là:
Mpt = (b + φ.hg).φ.rbx
+) Ở cầu sau là:
Mps = (a - φ.hg).φ.rbx

Trong đó:
Ga1, Ga2 là tải trọng tương ứng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và sau ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang.
: hệ số bám của bánh xe với mặt đường, chọn φ = 0,6.
- Ta tính được bán kính thiết kế của bánh xe:
ro = (12 + 22,5/2).25,4 =590,55 [mm]
rbx - Bán kính làm việc của bánh xe.
rbx = λ .ro
trong đó λ là hệ số kể đến sự biến dạng chiều cao của lốp, với lốp áp suất thấp
λ = 0,93  0,935 ; chọn λ = 0,93
rbx = 0,93. 590,55= 550 [mm]
Thay số vào ta được:
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu trước:

Mpt = (2,381+0,6.0,8).0,6.0,54921 = 11880,48(N.m)
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu sau:
Mps = . (3,769 - 0,6.0,8). 0,6.0,54921 = 13657,78(N.m)

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Như đã trình bày ở chương trước , cơ cấu phanh lựa chọn là cơ cấu phanh guốc
Tính toán cơ cấu phanh guốc nhằm mục đích :
+ Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh : a,c,e,h
+ Xác định góc và bán kính (r) của phản lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh .
+ Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ
+ Xác định bề rộng má phanh
+ Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh
Kiểm tra hiện tượng tự xiết
Ø Công ma sát riêng
Ø Nhiệt trong quá trình phanhXác định các thông số hình học của cơ cấu phanh.

Hình: Các thông số hình học của cơ cấu phanh Bán kính tang trống phanh tính theo công thức

= - (∆)

Trong đó: δv - Độ dày vành bánh xe, lấy δv =10 mm.
Kh Khoảng cách giữa vành bánh xe và tang phanh, Kh=20mm.
∆ - Độ dày tang phanh; lấy ∆=10 mm.
=> Rt=-(10+20+10)=245,75 (mm)
- Các kích thước khác của cơ cấu phanh a, c, e được tính theo công thức thực nghiệm. a = c = 0,8rt = 196,6 mm.
e = 0,85rt = 208,88 mm.
h = a+c = 393,2 mm.

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

Ta có : tgδ =
Góc δ là góc hợp bởi lực pháp tuyến N1 và trục X1-X1
β1: góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát, β1 = 140-160
β0: góc ôm của tấm ma sát, β0 = 1000-1200
β2 = β1 + β0
Ta có:

Trong đó: ρ: bán kính điểm đặt của tổng phản lực tác dụng lên guốc phanh khi phanh.
Rt : bán kính của tang trống, xe tham khảo có Rt=246 mm.
* Đối với guốc phanh trước:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1200=2,09 (rad), β2 = 1340

Do đó: tgδt = = 0,2
=>δt = 11,30
2.125.(cos 14–cos134)
. ρt = √(2,092+sin2( 120)–2.2,09.cos( 14+134).sin120) = 285,98
* Đối với guốc phanh sau:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1000=1,74 (rad), β2 = 1140
Do đó: tgδs = = 0,41
=>δs = 22,30
ρs = = 273,86

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

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh trước và sau để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước và mô men sinh ra guốc sau bằng mô men tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
Khi đã chọn các thông số kết cấu ở trên ta đã tính được góc δ và bán kính ρ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N ( lực hướng vào tâm 0)
Lực R là lực tổng hợp của N và T, lực R tạo với N một góc φ

Góc φ được xác định như sau: tgφ = = μ
μ= Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh : μ = 0,3
=>tgφ = 0,3 => φ= φt= φs= 170
Mô men sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe là: Mp = R1.rot + R2.ros
rot = ρt. = 0,285. = 0,082 (m)
r0s = ρs. = 0,273. = 0,078 (m)

Guốc phanh bị ép bằng cam phanh (phanh khí) thì lực P1 và P2 tác dụng lên hai guốc phanh sẽ khác nhau. Trong trường hợp này khi cam quay, hai guốc phanh sẽ dịch chuyển như nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh bằng nhau và lực R1=R2. Như vậy khi guốc phanh bị ép bằng cam quay, chúng ta có thể xác định ngay lực R1 và R2.
R1=R2=
Muốn xác định P1, P2 ta dùng phương pháp họa đồ bằng cách vẽ đa giác lực của guốc phanh trước và sau.
Góc δ là góc tạo bởi (X, N) muốn xác định được X ta chọn góc 
Từ vị trí đặt lực P nối với tâm quay cố định của 2 guốc ta có trục Y từ đó ta có trục
X, theo tính toán ta có 1, 2 và có vậy từ đây ta xác định được vị trí đặt lực N có r r phương hướng vào tâm 0.
Từ điểm đặt lực P ta kéo dài lực P, quay hai vòng tròn có bán kính ρt và ρs kết hợp với các góc δt và δs, xác định được điểm đặt lực R1 và R2, vẽ hai vòng tròn có bán kính rot và ros, kẻ tiếp tuyến của hai đường tròn đi qua hai điểm đặt lực của R1 và R2. Đó là phương của R1 và R2, hai đường tiếp tuyến này cắt đường kéo dài của lực P tại 0’ và 0’’. Từ 0’ nối với tâm chốt quay của má trước ta có phản lực U1 và nối 0’’ với tâm chốt quay của má sau ta có phản lực U2. Như vậy trên mỗi guốc phanh có ba lực P1,R1,U1 và P2, U2 và R2. Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn bằng nhau để thể hiện lực R, nối tiếp R là U1 bằng cách trượt thước kẻ theo đường // với đường U1 và lại nối tiếp với P1 cũng kẻ // với đường P1 ta sẽ có tam giác khép kín. Tương tự ta có tam giác thứ hai đối với má sau.

Hình: Họa đồ lực tác dụng lên cơ cấu phanh

Đối với cầu trước: Mpt= 11880,48 (N.m)

R1 = R2 = R = = = 72441,95 (N)

Trên đồ thị ta đo được R=500 (mm).
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 72441,95 /500 = 144,88(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 153(mm) => P1=15960 (N)

P2=290(mm) => P2=30152 (N) U1=359 (mm) => U1=37149 (N); U2=261 (mm) => U2=27022,4 (N).
Đối với cầu sau: Mps=13657,78 (N.m)
R1 = R2 = R = = = 87549,87 (N)
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 87549,87 /500 = 175,1(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 154,75(mm) => P1=16479,32 (N)
P2=292,32(mm) => P2= 31129,15(N) U1=360,1 (mm) => U1= 38347 (N) U2=261,93 (mm) => U2= 27892,9 (N).
2.3 Tính toán các kích thước cơ bản của bầu phanh
2.3.1 Thiết kế tính toán bầu phanh trước
Bầu phanh trước có kết cấu đơn giản gồm hai nửa vỏ dập định hình bằng thép dày từ 3–5 mm, một đĩa tỳ phanh đẩy màng cao su, áp suất tác dụng lên màng(pittong) được chuyển thành lực tỳ đẩy tác động lên thanh dẫn động lên trục cam được thể hiện ở sơ đồ toán hình.

Hình: Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên thanh đẩy
Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q1.L.hT = (P1’ + P2’). (*)
Trong đó:
‣ L – Cánh tay đòn, chọn xe tham khảo: L= 159mm
‣ hT - Hiệu suất truyền động của cam, hT = 0,85
P1’, P2’ – Lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.
Từ họa đồ phanh ta có:
P’1= 18697,7 (N)
P’2= 35829,66 (N)
h- Khoảng cách giữa hai lực P’1 và P’2 , chọn xe tham khảo: h = 46mm
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 9279,52 (N)
Xét sự cân bằng của màng phanh:

Trong đó:
Q1- Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q1= 9279,52 (N) =1000 (Kg)
Pj – Áp suất của bầu phanh, Pj = 7 KG/cm2
D1 – Đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 = 0,95
Plx – Lực ép lò xo , theo kinh nghiệm lấy: Plx = 14Kg

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 139,4 (mm)
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:

= = 15254,4 (mm2)
Diện tích bao kính của bầu phanh:
FB = = = 19068 (mm2)
K- Hệ số dự trữ năng lượng , lấy K= 0,8
Đường kính bao kín của bầu phanh:
Dbp = = = 155,85 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.3.2 Thiết kế tính toán bầu phanh sau

Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép.)111
Phương trình cân bằng lực :
Q2.L.hT = (P1// + P2//).h/2
Trong đó:
Q2 – Là lực tác dụng vào thanh đẩy bầu phanh sau.
L – là cánh tay đòn xác địng trong bản vẽ: L= 159mm
hT – là hiệu suất truyền động của cam: hT = 0,85
P1’’,P2’’ – là lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau
Từ họa đồ lực phanh ta có:
P1// = 25888,13 (N) = 2588,8 (Kg)
P2// = 48902,21 (N) = 4890,2 (Kg)
h- khoảng cách giữa hai lực P1// và P2//, chọn theo xe tham khảo: h=46mm.
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 1272 (Kg)
Xét sự cân bằng của màng phanh:
Q2 + Plx = Pj.
Trong đó:
Q2 – lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q2 = 1272 (Kg)
Pj – áp suất trong của bầu phanh. PJ = 7KG/cm2
D2 – đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 =0,95
Plx – lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy Plx = 14Kg
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 156,95 (mm )
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:
FA = = = 19337,14 (mm2)
Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA/K
K – hệ số dự trữ năng lượng, lấy K=0,8.
Vậy: FB = 19337,14 /0,8 =24171,4 (mm2)
Đường kính bao của bầu phanh:

= = 175,48 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.4 Kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh
2.4.1 Kiểm tra hiện tượng tự siết
Hiện tượng tự siết trong quá trình phanh là hiện tượng khi má phanh ép sát vào tang trống chỉ bằng lực ma sát mà không cần lực P của truyền động lên guốc phanh.
Trong trường hợp này như vậy mô men phanh đứng về phương diện mà nó sẽ tiến tới vô hạn.
Hiện tượng tự siết sẽ gây ra bó cứng phanh xe, làm mất ổn định khi phanh, nhất =0,3là trong trường hợp xe tiến. Do đó trong qúa trình tính toán thiết kế cần kiểm tra hiện tự tượng siết khi xe tiến,
Để kiểm tra hiện tượng tự siết, ta thiết lập mối quan hệ giữa mô men phanh Mp và lực ép P.
Xảy ra hiện tượng tự siết khi: μ = = tgφ
Trong đó: C – là khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt quay của má phanh(mm), C= 164 mm.

+)Trường hợp xe tiến: khi xe tiến về phía trước, hiện tượng tự siết chỉ có thể xảy ra ở guốc phanh trước.
Với μ=0,3: ρt = 285,98 (mm); δt = 11,30
Tg φ = = 0,64 > 0,3 =μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự xiết ở bánh xe khi xe tiến.
+)Trường hợp xe lùi:
Với μ=0,3; ρs =273,86 (mm); δs = 22,30
Tgφ = = 0,72>0,3=μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự siết ở bánh xe khi lùi.
2.4.2 Xác định kính thước của má phanh
Kích thước của má phanh chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn của má phanh và hạn chế độ làm việc của phanh.
a)Kiểm tra công ma sát riêng
Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô chạy với vận tốc V0 trước khi phanh.

Trong đó:
G là trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải, G = 110000 (N)
V0 là tốc độ của ô tô khi bắt đầu phanh, chọn V0=60K m/h=16,66m/s.
g: Gia tốc trọng trường, lấy g=9,81 m/s2
F : diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các bánh xe.
Ta có công thức tính diện tích là:
0i: góc ôm má phanh thứ i
bi: bề rộng của má phanh thứ I, khảo sát thực tế bi= 160 (mm)
Rt: bán kính trống phanh, Rt = 190 mm.
Ta chọn cơ cấu phanh ở 4 bánh là như nhau, nên ta có:

Trong đó:
Ft là diện tích của má phanh trước
Fs là diện tích của má phanh sau
FΣ = 4.(2,09.190.160+1,74.190.160)= 465728 (mm2) = 4657(cm2)
Thay vào công thức (*) ta được:
L= = 334,15 < [L](J/ cm2)
Vậy thỏa mãn điều kiện: l ≤[l]=400 ¸ 1000(J/cm2)
Vậy má phanh chọn thỏa mãn toàn bộ năng lượng khi phanh bánh xe.
b)Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
Khi muốn biết thời gian phục vụ của má phanh hay tuổi thọ của nó thì ta xét đến áp suất trên bề mặt ma sát dựa vào thông số q.

Theo công thức(**) ta thấy khi muốn xét đến thông số q thì phụ thuộc vào góc ôm má phanh và mô men phanh sinh ra tại cơ cấu phanh vậy ta chỉ xét đến má phanh có gốc ôm lớn và chịu mô men phanh lớn.
Xét cầu trước vì cầu trước chịu mô men phanh lớn hơn cầu sau và ta xét đối với má phanh trước chịu mô men phanh lớn hơn má phanh sau.
Ta có: μ= 0,3
Β0= 1200 = 2,09rad
Rt= 190mm; b=160mm
Với cầu trước mô men sinh ra tại một cơ cấu phanh là: Mp= 10051,3(N.m)
Q = = 1856320 (N/m2) = 1,85 (Mpa) ≤ [q] = 1,5-2,0 Mpa
Vậy guốc phanh trước đảm bảo áp suất riêng, do đó guốc phanh sau cũng đảm áp suất riêng.
c)Thời gian làm việc của má phanh còn được đánh giá bằng tỉ số:
p= ≤[P]= (2,5 ¸ 3,5).104 Kg/m2
Trong đó:
M – khối lượng toàn bộ của ô tô, M=11000 Kg
FΣ = 370272 (cm2) = 0,3702 (m2) – Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh.
p= = 2,9 Kg/m2 ≤ [p]
Kết luận: Vậy giá trị p nằm trong giới hạn cho phép.
2.4.3 Tính toán nhiệt phát sinh ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trường không khí. Nếu nhiệt độ cơ cấu phanh lớn sẽ làm hệ số ma sát giữa má và trống giảm, dẫn đến giảm hiệu quả phanh.
Phương trình cân bằng năng lượng:

Trong đó:
G: trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải.
g: gia tốc trọng trường, lấy g=9,81(m/s2 ).
V1,V2: tốc độ đầu và cuối khi phanh.
mt: khối lượng của các trống phanh và các chi tiết bị nung nóng.
(khối lượng mỗi tang trống =4 KG).
C: nhiệt dung riêng của các chi tiết bị nung nóng, (C=500J/Kg.độ). Ø
to : sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí.
Ft: diện tích làm mát của trống phanh.
kt: hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí.
t: thời gian phanh.
Trong công thức trên số hạng thứ nhất là phần năng lượng làm nung nóng trống phanh; số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra ngoài không khí. Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua. Do đó ta có thể xác định được sự tăng nhiệt độ của trống phanh như sau:

Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh tới V1=30km/h=8,3(m/s) cho đến khi xe dừng hẳn V2=0(m/s), ta có:
t0= = 9,650 ≤ 150 ( Với mt = 8kg)
Vậy đảm bảo nhiệt độ làm việc của má phanh.
2.5 Tính bền một số chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh
a)Tính áp suất tác dụng lên trống phanh
Áp suất trong trống phanh tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
p – là Momen phanh lớn nhất do guốc phanh trước và guốc phanh sau sinh ra.
p = 6499,5
– Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh. = 0,3
b – Bề rộng má phanh, b = 160 (mm)
rt – Bán kính trống phanh, rt = 2190 (mm)
β0 – Góc ôm của tấm ma sát, 0 = 120°

b)Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến
-Ứng suất hướng tâm tính theo theo công thức kinh nghiệm sau:

-Ứng suất tiếp tuyến tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
a’ – Bán kính trong của trống, a’= 180 (mm)
b’ – Bán kính ngoài của trống, b’= 190 (mm)
r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a’ thì n và t đạt giá trị cực đại.

Ta có ứng suất tương đường bằng:

σtd = 1,5.338,47 =507,705 (Kg/cm2)
Trống phanh được làm bằng gam CX18-36 có [σk] = 1800[Kg/cm2]
=> σtd = 507,71 Kg/cm2 ≤ [σK]
Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền
2.5.2 Tính bền chốt phanh
Điều kiện bền của chốt phanh làm việc theo công thức kinh nghiệm:

= = 305,3 => Đảm bảo độ bền
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 (cm)
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1 = 38347 N
n – Số chốt phanh chịu lực, n = 2

b)Tính chốt phanh theo dập

Điều kiện bền khi dập, công thức kinh nghiệm:

= = 348,6
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 cm
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1
l – Chiều dài của tấm truyền sức ép vào thân chốt, l = 50 mm
Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền.
2.6 Máy nén khí
*Nhiệm vụ : cung cấp khí nén và nén khí vào các bình chứa để cung cấp cho hệ thống phanh.
*Các yêu cầu:
Máy nén khí được chọn sao cho đảm bảo yêu cầu sau:
-Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ
-Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục
Trên thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10-20% thời gian làm việc của ô tô, khi các bình chứa được nạp đầy thì máy nén chuyển sang chạy ở chế độ không tải.
Khi tính toán thiết kế máy nén khí có hai phương án:
-Phương án 1: Tự thiết kế ra một máy nén khí mới
-Phương án 2: Mua một máy đã có sẵn trên thị trường , kiểm tra xem có đạt yêu cầu không.
Hiện nay máy nén khí có bán trên thị trường rất nhiều, vì vậy chọn phương án 2 là tốt nhất.
2.6.1 Các thông số kỹ thuật máy nén khí
Số xy lanh: i=2 đặt thẳng hàng
Đường kính xy lanh: d=52 mm = 5,2 cm
Hành trình piston: S=38 mm = 3,8 cm
Số vòng quay của máy nén khí: n=1700 v/ph
Tỷ số truyền của đai: itđ=2
Hiệu suất truyền khí của máy nén khí η=0,6

2.6.2 Năng suất của máy nén khí
Năng suất của máy nén khí được xác địng theo công thức:

Xe thiết kế sử dụng 5 bình khí nén, dung tích mỗi bình 140 lít. Vậy tổng lượng khí nén trong các bình là: 5x140=700 (l).

Kết Luận: sau 4 phút máy nén nạp được 4x219=876 (l), khí nén đảm bảo nạp đầy tất cả các bình chứa.
2.6.3 Tính bền của đường ống dẫn phanh
Trong tính toán có thể coi đường ống là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài lớn. Đây là bài toán vỏ mỏng tròn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyết không mô men.
Theo công thức sau:

Trong đó:
P- áp suất bên trong của đường ống, P= 7Kg/cm2
R- bán kính trong ống dẫn, R=6,5 mm = 0,65 cm
S- chiều dày đường ống, S=0,7 mm =0,07 cm
Đối với ống dẫn làm bằng hợp kim đồng thì: [σ] = 2600(Kg/cm2)
Thay vào công thức trên ta được:

Ứng suất tương đương là:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiết kế tính toán ô tô – Nguyễn Trọng Hoan – NXB giáo dục Việt Nam
2. Kết cấu ô tô – Nguyễn Khắc Trai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT PHÂN HIỆU TẠI TP.HCM KHOA CƠ KHÍ
e

BÁO CÁO
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

GVHD : Hồ Minh Quang
SVTH : Hồ Công Bắc
MSSV : 6151040043
LỚP : CQ.KTOTO K61.1

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống phanh chính ô tô là một trong các hệ thống đảm bảo tính an toàn chủ động và nâng cao vận tốc khai thác trung bình của ô tô. Trong chương trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành cơ khí ô tô, hệ thống phanh nói chung, hệ thống phanh chính nói riêng đã được nghiên cứu trong các môn học: Lý thuyết ô tô; Cấu tạo ô tô; Kết cấu tính toán ô tô. Cuốn sách hướng dẫn thiết kế môn học này nhằm giúp sinh viên chuyên ngành nắm được trình tự và phương pháp thiết kế các hệ thống phanh: Hệ thống phanh dẫn động khí nén, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không, cơ cấu phanh đĩa. Trên cơ sở đó củng cố vững chắc hơn các kiến thức đã được trang bị và hình thành kỹ năng theo hướng học thuật chuyên sâu thiết kế ô tô.

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài cho em được hoàn thành.

Sinh viên thực hiện

Hồ Công Bắc

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
aa
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ô tô một vị trí nhất định. Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng chuyển động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền động ra môi trường xung quanh.

Phân loại.

Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh
Theo đặc điểm điều khiển chia thành:
Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe khi xe đang chuyển động
Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng
Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện tử) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dóc dài,…)
Theo kết cấu của phanh được chia ra thành:
Cơ cấu phanh tăng trống
Cơ cấu phanh đĩa
Cơ cấu phanh dài
Theo dẫn động phanh
Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén
Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực
Theo mức độ hoàn thiện phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh,do vậy được trang bị thêm bộ chỉnh lực phanh:
Bộ điều chỉnh lực phanh( bộ điều hòa lực phanh )

Bộ chống hảm cứng bánh xe( hệ thống phanh có ABS
Trên hệ thống có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định học ô tô…nhằm hoàn thiện thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh

Yêu cầu.

Hệ thống phanh có các yêu cầu cơ bản sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả bánh xe, nghĩa là đảm bảo quản đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo phù hợp với khả năng điều khiển liên tục của con người.
Đảm bảo chuyển động của ô tô và phanh êm diệu trong mọi trường hợp.
Dẫn động phanh có độ nhạy cao, đảm bảo sự tương quan giữa lực đạp phanh và sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng.
Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ đạp phanh khác nhau
Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc.
Đảm bảo độ tin cậy cuả hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi điều kiện sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển hư hỏng.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Trên các ô tô hiện đại sử dụng phổ biến hai loại cơ cấu phanh: phanh tang trống (phanh guốc) và phanh đĩa. Phanh guốc sử dụng chủ yếu trên các ô tô có tải trọng lớn: ô tô tổ chở khách và một số loại ô tô con. Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên ô tô con, tải, ô tô đặc biệt là ở các cơ cấu phanh trước.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cấu tạo của cơ cấu tang trống được thể hiện trên các sơ đồ ở hình 1.1, gồm có trống phanh (4) quay cùng với bánh xe, các guốc phanh (1) lắp với mâm phanh cố định, trên

nhan cuốc phanh có gắn các má phanh (2). Một đầu của guốc phanh quay được quanh chốt tựa guốc (3), đầu còn lại tỳ vào pittông của xilanh công tác (5) (dẫn động thuỷ lực) hoặc cam ép (6) (dẫn động khí nén).
Trong trường hợp dẫn động bằng thuỷ lực (hình 1.1a), khi phanh, áp suất chất lỏng pi trong xilanh (5) tác dụng lên các pittông và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty đẩy và thông qua đòn dẫn động (7) làm quay cam (6) đẩy các guốc phanh ép vào tang trống.
Do cấu tạo của cơ cấu phanh guốc khá đa dạng, nên để thuận tiện cho việc tính toán, người ta phân chúng thành ba loại sau (hình 1.2)
Cơ cấu có một guốc xiết, loại “Simplex”, hình 1.2;
Cơ cấu có hai guốc xiết, kiểu “Dou-Duplex”, hình 1.3a
Cơ cấu “Dou-Duplex”, hình 1.3b

Hình 1.1 cơ cấu phanh guốc
a: Dẫn động thủy lực, b: dẫn động khí nén.
1-Guốc phanh, 2- Má phanh, 3- Chốt, 4- Tăng trống, 5-Xi lanh công tác, 6-Cam, 7- Đòn dẫn động cam, 8-Bầu phanh

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa có hai loại: khung cố định (hình 12.4a) và khung di trượt (hình 12.4b). Cơ cấu phanh đĩa khung cố định thường được dùng trên các ô tô con loại lớn và trên các ô tô thể thao vì nó có độ bền cao. Nhược điểm của nó là nhạy cảm với nhiệt độ khi phanh trong thời gian dài.
Cơ cấu phanh đĩa khung di trượt được sử dụng phổ biến hơn do kết cấu gọn nhẹ, thuận tiện cho việc lắp đặt trong không gian hẹp.

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ;

Khe hở giữa má phanh và trống phanh nhỏ (0,05 – 0,1mm), nhờ đó cho phép tăng khá nhiều tỷ số truyền dẫn động phanh;
Thoát nhiệt, thoát nước các bề mặt ma sát tốt;
Lực tác dụng lên cơ cấu phanh cân bằng, không gây tải trọng trên moay ơ
Áp suất phân bố đều trên các bề mặt ma sát

Hình 1.4 Cơ cấu phanh đĩa

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí là loại cần, kéo, đòn, cáp và các cơ cấu điều khiển trong cơ cấu phanh. Sử dụng đòn cơ khí hoặc dùng dây cáp để dẫn động
Hình 1.5 Sơ đồ dẫn động phanh cơ khí
1: Tay phanh 5: Trục
2: Thanh dẫn 6: Thanh kéo
3: Con lăn dây cáp 7: Thanh cân bằng

4: Dây cáp 8,9: Dây cáp dẫn động phanh

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Sơ đồ nguyên lý của một hệ thống dẫn động phanh bằng thuỷ lực điển hình sử dụng trên ô tô được thể hiện trên hình 1.6. Hiện nay, do yêu cầu về an toàn chuyển động ngày nâng cao dẫn động phanh chính của ô tô bắt buộc phải có hai dòng độc lập, nếu một trong hai dòng có sự cố thì dòng còn lại phải đảm bảo được hiệu quả phanh nhất định.

Một trong những giải pháp tạo hai dòng dẫn động độc lập là sử dụng xilanh chính có hai khoang công tác riêng biệt như thể hiện trên hình 1.6. Trong đó, dòng thứ nhất bắt đầu từ k từ khoang trước (khoang sơ cấp) của xilanh chính theo đường ống (7) qua bộ điều hoà lực phanh (8) tới các xilanh công tác (9) của các cơ cấu phanh guốc của các bánh xe cầu sau (10). Dòng thứ hai đi hứ cấp) của xilan xilanh từ khoang sau (khoang thứ chính (3) theo đường ống (4) tới các xilanh công tác (5) của các cơ cấu phanh đĩa của các bánh xe cầu trước (6).
Khi phanh, lực tác động của người lái từ bàn đạp được truyền qua các đòn dẫn động tới ty đẩy (14) làm pittông (2) dịch chuyển. Khi mép của phớt làm kín 5 bịt lỗ bù dầu 10 thì áp suất trong khoang a bắt đầu tăng, lò xo (7) bị nén lại, van (9) mở ra và chất lỏng được dồn vào đường ống dẫn tới các xilanh công tác tại các bánh xe để thực hiện quá trình phanh.

Hình 1.7 Sơ đồ và nguyên lí của phanh chính
Khi nhả phanh, pittông (2) lùi trở về vị trí ban đầu, áp suất cao trong hệ thống tạo nên lực nén lò xo (6) lại để chất lỏng hồi về xilanh chính qua van một chiều 8. Lò xo 6 được thiết kế sao cho khi áp suất trong hệ thống còn khoảng 0,1 MPa thì van một chiều đóng lại, tạo nên áp suất dư. Áp suất này có tác dụng ép chặt mép các phớt làm kín vào thành xilanh để chống rò rỉ chất lỏng, đồng thời nó đảm bảo cho không khí không lọt vào trong hệ thống.

Dẫn động phanh khí nén:

Trên hình 1.8 thể hiện sơ đồ và nguyên lí của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén của ô tô tải có ba cầu. Hệ thống gồm có nguồn cung cấp khí nén, dẫn động phanh chính với hai dòng độc lập và dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén
Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí (1), đi qua van an điều áp (2), qua bộ lọc tách nước (3), van an toàn kép (4) tới các bình chứa khí (5) và (6). Van an toàn kép (4) đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp

khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh. Van bảo vệ (17) có nhiệm vụ ngắt bình chứa 18 không cho thông với hệ thống nếu có sự cố lọt khí trên đường dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng.
Dẫn động phanh chính gồm có hai dòng độc lập với nhau. Dòng dẫn động phanh cầu trước bắt đầu từ bình khí (5) đi qua ống dẫn (8), qua khoang dưới của tổng van (11), qua van hạn chế áp suất (12) tới các bầu phanh (13). Dòng dẫn động phanh cầu sau đi từ bình khi (6) qua ống dẫn (7), qua khoang trên của tổng van (11), qua bộ điều hoà lực phanh (14) tới các bầu phanh (15, 16) của cụm cầu sau
Máy nén khí sử dụng trong các hệ thống dẫn động phanh trên các ô tô tải thường là máy nén dạng pittông. Máy nén được thiết kế với năng suất sao cho có thể nạp nhanh tất cả các bình khi trên ô tô sau khi khởi động động cơ.
Van điều áp (2) đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làm việc trong hệ thống trong phạm vi giới hạn nhất định.
Bộ tách nước (3) có tác dụng tách hơi nước lẫn trong không khí và ngưng tụ lại thành nước rồi xả ra ngoài, tránh không cho hơi nước lọt vào các bộ phận của hệ thống phanh và Va tr làm gì chúng.
Tổng van trong dẫn động phanh khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình cấp khí nén từ các bình khí tới các bầu phanh tại các bánh xe. Yêu cầu cơ bản đối với tổng van khí là tính chép hình, nghĩa là áp suất phanh tại các bầu phanh phải tỷ lệ với lực tác dụng trên bàn đạp. Áp suất khí nén trong hệ thống thường nằm trong khoảng 0,6 = 0,8 MPa tuỳ theo xe cụ thể.

Hình 1.9 tổng van hai dòng

Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các van xả (6) và (10) đang mở, nên các bâu phanh tại các bánh xe được nổi thông với khí trời qua các cửa C và A.
Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới thông qua phần tử đàn hồi (4) đẩy pittông (5) the nap rhon dịch chuyển đi xuống. Đầu tiên, van xả (6) đóng lại ngặn đường thông cửa C với khí trời. Sau đó, van nạp (7) mở ra cho khí nén từ cửa D đi qua khoang dưới pittông
(5) tới cửa C, rồi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thực hiện qua trình phanh. Đồng thời, khí nén đi từ khoang trên qua lỗ nhỏ B và tác động lên pittông (1), đẩy nó cùng với pittông nhỏ (12) đi xuống. Dịch chuyển của pittông (12) lần lượt đóng van xả (10) và mở van nạp (9), để cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tới các bâu phanh tại các bánh xe.

Dẫn động thuỷ khí

Mặc dù có kết cấu phức tạp hơn, nhưng hệ thống phanh thuỷ khí được thiết kế sao cho tận dụng được các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm từng loại dẫn động thành phần. Sơ đồ của một hệ thống phanh thủy khí điển hình được mô tả trên hình 12.10. Với cách bố trí này, người lái chỉ cần tác động một lực rất nhỏ lên bàn đạp để điều khiển tổng van khí. Xilanh thuỷ khí chuyển hoá áp suất khí nén thành áp suất thuỷ lực có giá trị lớn hơn nhiều lần để tạo nên lực phanh tại các bánh xe.

Để giảm tối da tốc độ chậm tác dụng của hệ thống, phần dẫn động khí nén được thiết kế sao cho chiều dài đường ống ngắn nhất có thể.

Các phương án chia dẫn động phanh

Theo có quy định hiện hành, dẫn động phanh có ít nhất hai dòng độc lập nhằm nâng cao tính an toàn.

Trên hình 1.11 là một số phương án chia dòng
Trong các phương án trên, phương án chia dòng kiểu “II” (hình a) được sử dụng phổ biến trên các loại xe do có kết cấu đơn giản. Nhược điểm chính của nó là hiệu quả phanh có thể bị giảm mạnh khi một dòng gặp sự cô do phân bộ tải lên các câu không đều nhau.
Phương án chia dòng chéo kiểu “X” đảm bảo hiệu quả phanh 50% khi một dòng bị hỏng. Nhưng nó có nhược điểm lớn là khi một dòng bị hỏng, lực phanh phân bố không đều ở hai bên gây nên mômen quay thân xe.
Các phương án còn lại đảm bảo hiệu quả phanh cao khi một dòng gặp sự cố, nhưng có kết cấu phức tạp hơn nên ít được sử dụng

Lựa chọn phương án thiết kế

Loại cơ cấu phanh: Tang trống trước, sau.
Loại dẫn động phanh: Khí nén hai dòng

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Loại ô tô	Khách
Loại động cơ	Diesel
Ga1 (N)	60000
Ga2 (N)	95000
L (mm)	6150
Hg (mm)	800
Bánh xe	12 R22.5
Loại cơ cấu phanh	Tang trống trước, sau
Loại dẫn động phanh	Khí nén 2 dòng

Trọng lượng toàn bộ xe G.
G = Ga1 + Ga2 =60000 + 95000= 155000(N)
Xác định khoảng cách từ trọng tâm của ô tô đến tâm cầu trước (a) và tâm cầu sau (b).

a = Ga2. L = 95000.
G

6150

155000

= 3769 (mm).

b = L – a = 6150– 3769= 2381(mm).
Xác định moment phanh cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh.
Mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Hình: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở hai cầu tương ứng là:

+) Ở cầu trước là:
Mpt = (b + φ.hg).φ.rbx
+) Ở cầu sau là:
Mps = (a - φ.hg).φ.rbx

Trong đó:
Ga1, Ga2 là tải trọng tương ứng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và sau ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang.
: hệ số bám của bánh xe với mặt đường, chọn φ = 0,6.
- Ta tính được bán kính thiết kế của bánh xe:
ro = (12 + 22,5/2).25,4 =590,55 [mm]
rbx - Bán kính làm việc của bánh xe.
rbx = λ .ro
trong đó λ là hệ số kể đến sự biến dạng chiều cao của lốp, với lốp áp suất thấp
λ = 0,93  0,935 ; chọn λ = 0,93
rbx = 0,93. 590,55= 550 [mm]
Thay số vào ta được:
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu trước:

Mpt = (2,381+0,6.0,8).0,6.0,54921 = 11880,48(N.m)
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu sau:
Mps = . (3,769 - 0,6.0,8). 0,6.0,54921 = 13657,78(N.m)

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Như đã trình bày ở chương trước , cơ cấu phanh lựa chọn là cơ cấu phanh guốc
Tính toán cơ cấu phanh guốc nhằm mục đích :
+ Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh : a,c,e,h
+ Xác định góc và bán kính (r) của phản lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh .
+ Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ
+ Xác định bề rộng má phanh
+ Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh
Kiểm tra hiện tượng tự xiết
Ø Công ma sát riêng
Ø Nhiệt trong quá trình phanhXác định các thông số hình học của cơ cấu phanh.

Hình: Các thông số hình học của cơ cấu phanh Bán kính tang trống phanh tính theo công thức

= - (∆)

Trong đó: δv - Độ dày vành bánh xe, lấy δv =10 mm.
Kh Khoảng cách giữa vành bánh xe và tang phanh, Kh=20mm.
∆ - Độ dày tang phanh; lấy ∆=10 mm.
=> Rt=-(10+20+10)=245,75 (mm)
- Các kích thước khác của cơ cấu phanh a, c, e được tính theo công thức thực nghiệm. a = c = 0,8rt = 196,6 mm.
e = 0,85rt = 208,88 mm.
h = a+c = 393,2 mm.

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

Ta có : tgδ =
Góc δ là góc hợp bởi lực pháp tuyến N1 và trục X1-X1
β1: góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát, β1 = 140-160
β0: góc ôm của tấm ma sát, β0 = 1000-1200
β2 = β1 + β0
Ta có:

Trong đó: ρ: bán kính điểm đặt của tổng phản lực tác dụng lên guốc phanh khi phanh.
Rt : bán kính của tang trống, xe tham khảo có Rt=246 mm.
* Đối với guốc phanh trước:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1200=2,09 (rad), β2 = 1340

Do đó: tgδt = = 0,2
=>δt = 11,30
2.125.(cos 14–cos134)
. ρt = √(2,092+sin2( 120)–2.2,09.cos( 14+134).sin120) = 285,98
* Đối với guốc phanh sau:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1000=1,74 (rad), β2 = 1140
Do đó: tgδs = = 0,41
=>δs = 22,30
ρs = = 273,86

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

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh trước và sau để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước và mô men sinh ra guốc sau bằng mô men tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
Khi đã chọn các thông số kết cấu ở trên ta đã tính được góc δ và bán kính ρ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N ( lực hướng vào tâm 0)
Lực R là lực tổng hợp của N và T, lực R tạo với N một góc φ

Góc φ được xác định như sau: tgφ = = μ
μ= Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh : μ = 0,3
=>tgφ = 0,3 => φ= φt= φs= 170
Mô men sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe là: Mp = R1.rot + R2.ros
rot = ρt. = 0,285. = 0,082 (m)
r0s = ρs. = 0,273. = 0,078 (m)

Guốc phanh bị ép bằng cam phanh (phanh khí) thì lực P1 và P2 tác dụng lên hai guốc phanh sẽ khác nhau. Trong trường hợp này khi cam quay, hai guốc phanh sẽ dịch chuyển như nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh bằng nhau và lực R1=R2. Như vậy khi guốc phanh bị ép bằng cam quay, chúng ta có thể xác định ngay lực R1 và R2.
R1=R2=
Muốn xác định P1, P2 ta dùng phương pháp họa đồ bằng cách vẽ đa giác lực của guốc phanh trước và sau.
Góc δ là góc tạo bởi (X, N) muốn xác định được X ta chọn góc 
Từ vị trí đặt lực P nối với tâm quay cố định của 2 guốc ta có trục Y từ đó ta có trục
X, theo tính toán ta có 1, 2 và có vậy từ đây ta xác định được vị trí đặt lực N có r r phương hướng vào tâm 0.
Từ điểm đặt lực P ta kéo dài lực P, quay hai vòng tròn có bán kính ρt và ρs kết hợp với các góc δt và δs, xác định được điểm đặt lực R1 và R2, vẽ hai vòng tròn có bán kính rot và ros, kẻ tiếp tuyến của hai đường tròn đi qua hai điểm đặt lực của R1 và R2. Đó là phương của R1 và R2, hai đường tiếp tuyến này cắt đường kéo dài của lực P tại 0’ và 0’’. Từ 0’ nối với tâm chốt quay của má trước ta có phản lực U1 và nối 0’’ với tâm chốt quay của má sau ta có phản lực U2. Như vậy trên mỗi guốc phanh có ba lực P1,R1,U1 và P2, U2 và R2. Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn bằng nhau để thể hiện lực R, nối tiếp R là U1 bằng cách trượt thước kẻ theo đường // với đường U1 và lại nối tiếp với P1 cũng kẻ // với đường P1 ta sẽ có tam giác khép kín. Tương tự ta có tam giác thứ hai đối với má sau.

Hình: Họa đồ lực tác dụng lên cơ cấu phanh

Đối với cầu trước: Mpt= 11880,48 (N.m)

R1 = R2 = R = = = 72441,95 (N)

Trên đồ thị ta đo được R=500 (mm).
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 72441,95 /500 = 144,88(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 153(mm) => P1=15960 (N)

P2=290(mm) => P2=30152 (N) U1=359 (mm) => U1=37149 (N); U2=261 (mm) => U2=27022,4 (N).
Đối với cầu sau: Mps=13657,78 (N.m)
R1 = R2 = R = = = 87549,87 (N)
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 87549,87 /500 = 175,1(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 154,75(mm) => P1=16479,32 (N)
P2=292,32(mm) => P2= 31129,15(N) U1=360,1 (mm) => U1= 38347 (N) U2=261,93 (mm) => U2= 27892,9 (N).
2.3 Tính toán các kích thước cơ bản của bầu phanh
2.3.1 Thiết kế tính toán bầu phanh trước
Bầu phanh trước có kết cấu đơn giản gồm hai nửa vỏ dập định hình bằng thép dày từ 3–5 mm, một đĩa tỳ phanh đẩy màng cao su, áp suất tác dụng lên màng(pittong) được chuyển thành lực tỳ đẩy tác động lên thanh dẫn động lên trục cam được thể hiện ở sơ đồ toán hình.

Hình: Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên thanh đẩy
Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q1.L.hT = (P1’ + P2’). (*)
Trong đó:
‣ L – Cánh tay đòn, chọn xe tham khảo: L= 159mm
‣ hT - Hiệu suất truyền động của cam, hT = 0,85
P1’, P2’ – Lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.
Từ họa đồ phanh ta có:
P’1= 18697,7 (N)
P’2= 35829,66 (N)
h- Khoảng cách giữa hai lực P’1 và P’2 , chọn xe tham khảo: h = 46mm
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 9279,52 (N)
Xét sự cân bằng của màng phanh:

Trong đó:
Q1- Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q1= 9279,52 (N) =1000 (Kg)
Pj – Áp suất của bầu phanh, Pj = 7 KG/cm2
D1 – Đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 = 0,95
Plx – Lực ép lò xo , theo kinh nghiệm lấy: Plx = 14Kg

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 139,4 (mm)
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:

= = 15254,4 (mm2)
Diện tích bao kính của bầu phanh:
FB = = = 19068 (mm2)
K- Hệ số dự trữ năng lượng , lấy K= 0,8
Đường kính bao kín của bầu phanh:
Dbp = = = 155,85 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.3.2 Thiết kế tính toán bầu phanh sau

Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép.)111
Phương trình cân bằng lực :
Q2.L.hT = (P1// + P2//).h/2
Trong đó:
Q2 – Là lực tác dụng vào thanh đẩy bầu phanh sau.
L – là cánh tay đòn xác địng trong bản vẽ: L= 159mm
hT – là hiệu suất truyền động của cam: hT = 0,85
P1’’,P2’’ – là lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau
Từ họa đồ lực phanh ta có:
P1// = 25888,13 (N) = 2588,8 (Kg)
P2// = 48902,21 (N) = 4890,2 (Kg)
h- khoảng cách giữa hai lực P1// và P2//, chọn theo xe tham khảo: h=46mm.
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 1272 (Kg)
Xét sự cân bằng của màng phanh:
Q2 + Plx = Pj.
Trong đó:
Q2 – lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q2 = 1272 (Kg)
Pj – áp suất trong của bầu phanh. PJ = 7KG/cm2
D2 – đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 =0,95
Plx – lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy Plx = 14Kg
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 156,95 (mm )
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:
FA = = = 19337,14 (mm2)
Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA/K
K – hệ số dự trữ năng lượng, lấy K=0,8.
Vậy: FB = 19337,14 /0,8 =24171,4 (mm2)
Đường kính bao của bầu phanh:

= = 175,48 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.4 Kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh
2.4.1 Kiểm tra hiện tượng tự siết
Hiện tượng tự siết trong quá trình phanh là hiện tượng khi má phanh ép sát vào tang trống chỉ bằng lực ma sát mà không cần lực P của truyền động lên guốc phanh.
Trong trường hợp này như vậy mô men phanh đứng về phương diện mà nó sẽ tiến tới vô hạn.
Hiện tượng tự siết sẽ gây ra bó cứng phanh xe, làm mất ổn định khi phanh, nhất =0,3là trong trường hợp xe tiến. Do đó trong qúa trình tính toán thiết kế cần kiểm tra hiện tự tượng siết khi xe tiến,
Để kiểm tra hiện tượng tự siết, ta thiết lập mối quan hệ giữa mô men phanh Mp và lực ép P.
Xảy ra hiện tượng tự siết khi: μ = = tgφ
Trong đó: C – là khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt quay của má phanh(mm), C= 164 mm.

+)Trường hợp xe tiến: khi xe tiến về phía trước, hiện tượng tự siết chỉ có thể xảy ra ở guốc phanh trước.
Với μ=0,3: ρt = 285,98 (mm); δt = 11,30
Tg φ = = 0,64 > 0,3 =μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự xiết ở bánh xe khi xe tiến.
+)Trường hợp xe lùi:
Với μ=0,3; ρs =273,86 (mm); δs = 22,30
Tgφ = = 0,72>0,3=μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự siết ở bánh xe khi lùi.
2.4.2 Xác định kính thước của má phanh
Kích thước của má phanh chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn của má phanh và hạn chế độ làm việc của phanh.
a)Kiểm tra công ma sát riêng
Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô chạy với vận tốc V0 trước khi phanh.

Trong đó:
G là trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải, G = 110000 (N)
V0 là tốc độ của ô tô khi bắt đầu phanh, chọn V0=60K m/h=16,66m/s.
g: Gia tốc trọng trường, lấy g=9,81 m/s2
F : diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các bánh xe.
Ta có công thức tính diện tích là:
0i: góc ôm má phanh thứ i
bi: bề rộng của má phanh thứ I, khảo sát thực tế bi= 160 (mm)
Rt: bán kính trống phanh, Rt = 190 mm.
Ta chọn cơ cấu phanh ở 4 bánh là như nhau, nên ta có:

Trong đó:
Ft là diện tích của má phanh trước
Fs là diện tích của má phanh sau
FΣ = 4.(2,09.190.160+1,74.190.160)= 465728 (mm2) = 4657(cm2)
Thay vào công thức (*) ta được:
L= = 334,15 < [L](J/ cm2)
Vậy thỏa mãn điều kiện: l ≤[l]=400 ¸ 1000(J/cm2)
Vậy má phanh chọn thỏa mãn toàn bộ năng lượng khi phanh bánh xe.
b)Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
Khi muốn biết thời gian phục vụ của má phanh hay tuổi thọ của nó thì ta xét đến áp suất trên bề mặt ma sát dựa vào thông số q.

Theo công thức(**) ta thấy khi muốn xét đến thông số q thì phụ thuộc vào góc ôm má phanh và mô men phanh sinh ra tại cơ cấu phanh vậy ta chỉ xét đến má phanh có gốc ôm lớn và chịu mô men phanh lớn.
Xét cầu trước vì cầu trước chịu mô men phanh lớn hơn cầu sau và ta xét đối với má phanh trước chịu mô men phanh lớn hơn má phanh sau.
Ta có: μ= 0,3
Β0= 1200 = 2,09rad
Rt= 190mm; b=160mm
Với cầu trước mô men sinh ra tại một cơ cấu phanh là: Mp= 10051,3(N.m)
Q = = 1856320 (N/m2) = 1,85 (Mpa) ≤ [q] = 1,5-2,0 Mpa
Vậy guốc phanh trước đảm bảo áp suất riêng, do đó guốc phanh sau cũng đảm áp suất riêng.
c)Thời gian làm việc của má phanh còn được đánh giá bằng tỉ số:
p= ≤[P]= (2,5 ¸ 3,5).104 Kg/m2
Trong đó:
M – khối lượng toàn bộ của ô tô, M=11000 Kg
FΣ = 370272 (cm2) = 0,3702 (m2) – Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh.
p= = 2,9 Kg/m2 ≤ [p]
Kết luận: Vậy giá trị p nằm trong giới hạn cho phép.
2.4.3 Tính toán nhiệt phát sinh ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trường không khí. Nếu nhiệt độ cơ cấu phanh lớn sẽ làm hệ số ma sát giữa má và trống giảm, dẫn đến giảm hiệu quả phanh.
Phương trình cân bằng năng lượng:

Trong đó:
G: trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải.
g: gia tốc trọng trường, lấy g=9,81(m/s2 ).
V1,V2: tốc độ đầu và cuối khi phanh.
mt: khối lượng của các trống phanh và các chi tiết bị nung nóng.
(khối lượng mỗi tang trống =4 KG).
C: nhiệt dung riêng của các chi tiết bị nung nóng, (C=500J/Kg.độ). Ø
to : sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí.
Ft: diện tích làm mát của trống phanh.
kt: hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí.
t: thời gian phanh.
Trong công thức trên số hạng thứ nhất là phần năng lượng làm nung nóng trống phanh; số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra ngoài không khí. Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua. Do đó ta có thể xác định được sự tăng nhiệt độ của trống phanh như sau:

Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh tới V1=30km/h=8,3(m/s) cho đến khi xe dừng hẳn V2=0(m/s), ta có:
t0= = 9,650 ≤ 150 ( Với mt = 8kg)
Vậy đảm bảo nhiệt độ làm việc của má phanh.
2.5 Tính bền một số chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh
a)Tính áp suất tác dụng lên trống phanh
Áp suất trong trống phanh tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
p – là Momen phanh lớn nhất do guốc phanh trước và guốc phanh sau sinh ra.
p = 6499,5
– Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh. = 0,3
b – Bề rộng má phanh, b = 160 (mm)
rt – Bán kính trống phanh, rt = 2190 (mm)
β0 – Góc ôm của tấm ma sát, 0 = 120°

b)Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến
-Ứng suất hướng tâm tính theo theo công thức kinh nghiệm sau:

-Ứng suất tiếp tuyến tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
a’ – Bán kính trong của trống, a’= 180 (mm)
b’ – Bán kính ngoài của trống, b’= 190 (mm)
r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a’ thì n và t đạt giá trị cực đại.

Ta có ứng suất tương đường bằng:

σtd = 1,5.338,47 =507,705 (Kg/cm2)
Trống phanh được làm bằng gam CX18-36 có [σk] = 1800[Kg/cm2]
=> σtd = 507,71 Kg/cm2 ≤ [σK]
Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền
2.5.2 Tính bền chốt phanh
Điều kiện bền của chốt phanh làm việc theo công thức kinh nghiệm:

= = 305,3 => Đảm bảo độ bền
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 (cm)
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1 = 38347 N
n – Số chốt phanh chịu lực, n = 2

b)Tính chốt phanh theo dập

Điều kiện bền khi dập, công thức kinh nghiệm:

= = 348,6
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 cm
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1
l – Chiều dài của tấm truyền sức ép vào thân chốt, l = 50 mm
Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền.
2.6 Máy nén khí
*Nhiệm vụ : cung cấp khí nén và nén khí vào các bình chứa để cung cấp cho hệ thống phanh.
*Các yêu cầu:
Máy nén khí được chọn sao cho đảm bảo yêu cầu sau:
-Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ
-Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục
Trên thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10-20% thời gian làm việc của ô tô, khi các bình chứa được nạp đầy thì máy nén chuyển sang chạy ở chế độ không tải.
Khi tính toán thiết kế máy nén khí có hai phương án:
-Phương án 1: Tự thiết kế ra một máy nén khí mới
-Phương án 2: Mua một máy đã có sẵn trên thị trường , kiểm tra xem có đạt yêu cầu không.
Hiện nay máy nén khí có bán trên thị trường rất nhiều, vì vậy chọn phương án 2 là tốt nhất.
2.6.1 Các thông số kỹ thuật máy nén khí
Số xy lanh: i=2 đặt thẳng hàng
Đường kính xy lanh: d=52 mm = 5,2 cm
Hành trình piston: S=38 mm = 3,8 cm
Số vòng quay của máy nén khí: n=1700 v/ph
Tỷ số truyền của đai: itđ=2
Hiệu suất truyền khí của máy nén khí η=0,6

2.6.2 Năng suất của máy nén khí
Năng suất của máy nén khí được xác địng theo công thức:

Xe thiết kế sử dụng 5 bình khí nén, dung tích mỗi bình 140 lít. Vậy tổng lượng khí nén trong các bình là: 5x140=700 (l).

Kết Luận: sau 4 phút máy nén nạp được 4x219=876 (l), khí nén đảm bảo nạp đầy tất cả các bình chứa.
2.6.3 Tính bền của đường ống dẫn phanh
Trong tính toán có thể coi đường ống là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài lớn. Đây là bài toán vỏ mỏng tròn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyết không mô men.
Theo công thức sau:

Trong đó:
P- áp suất bên trong của đường ống, P= 7Kg/cm2
R- bán kính trong ống dẫn, R=6,5 mm = 0,65 cm
S- chiều dày đường ống, S=0,7 mm =0,07 cm
Đối với ống dẫn làm bằng hợp kim đồng thì: [σ] = 2600(Kg/cm2)
Thay vào công thức trên ta được:

Ứng suất tương đương là:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiết kế tính toán ô tô – Nguyễn Trọng Hoan – NXB giáo dục Việt Nam
2. Kết cấu ô tô – Nguyễn Khắc Trai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT PHÂN HIỆU TẠI TP.HCM KHOA CƠ KHÍ
e

BÁO CÁO
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

GVHD : Hồ Minh Quang
SVTH : Hồ Công Bắc
MSSV : 6151040043
LỚP : CQ.KTOTO K61.1

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống phanh chính ô tô là một trong các hệ thống đảm bảo tính an toàn chủ động và nâng cao vận tốc khai thác trung bình của ô tô. Trong chương trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành cơ khí ô tô, hệ thống phanh nói chung, hệ thống phanh chính nói riêng đã được nghiên cứu trong các môn học: Lý thuyết ô tô; Cấu tạo ô tô; Kết cấu tính toán ô tô. Cuốn sách hướng dẫn thiết kế môn học này nhằm giúp sinh viên chuyên ngành nắm được trình tự và phương pháp thiết kế các hệ thống phanh: Hệ thống phanh dẫn động khí nén, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không, cơ cấu phanh đĩa. Trên cơ sở đó củng cố vững chắc hơn các kiến thức đã được trang bị và hình thành kỹ năng theo hướng học thuật chuyên sâu thiết kế ô tô.

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài cho em được hoàn thành.

Sinh viên thực hiện

Hồ Công Bắc

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
aa
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ô tô một vị trí nhất định. Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng chuyển động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền động ra môi trường xung quanh.

Phân loại.

Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh
Theo đặc điểm điều khiển chia thành:
Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe khi xe đang chuyển động
Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng
Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện tử) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dóc dài,…)
Theo kết cấu của phanh được chia ra thành:
Cơ cấu phanh tăng trống
Cơ cấu phanh đĩa
Cơ cấu phanh dài
Theo dẫn động phanh
Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén
Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực
Theo mức độ hoàn thiện phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh,do vậy được trang bị thêm bộ chỉnh lực phanh:
Bộ điều chỉnh lực phanh( bộ điều hòa lực phanh )

Bộ chống hảm cứng bánh xe( hệ thống phanh có ABS
Trên hệ thống có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định học ô tô…nhằm hoàn thiện thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh

Yêu cầu.

Hệ thống phanh có các yêu cầu cơ bản sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả bánh xe, nghĩa là đảm bảo quản đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo phù hợp với khả năng điều khiển liên tục của con người.
Đảm bảo chuyển động của ô tô và phanh êm diệu trong mọi trường hợp.
Dẫn động phanh có độ nhạy cao, đảm bảo sự tương quan giữa lực đạp phanh và sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng.
Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ đạp phanh khác nhau
Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc.
Đảm bảo độ tin cậy cuả hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi điều kiện sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển hư hỏng.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Trên các ô tô hiện đại sử dụng phổ biến hai loại cơ cấu phanh: phanh tang trống (phanh guốc) và phanh đĩa. Phanh guốc sử dụng chủ yếu trên các ô tô có tải trọng lớn: ô tô tổ chở khách và một số loại ô tô con. Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên ô tô con, tải, ô tô đặc biệt là ở các cơ cấu phanh trước.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cấu tạo của cơ cấu tang trống được thể hiện trên các sơ đồ ở hình 1.1, gồm có trống phanh (4) quay cùng với bánh xe, các guốc phanh (1) lắp với mâm phanh cố định, trên

nhan cuốc phanh có gắn các má phanh (2). Một đầu của guốc phanh quay được quanh chốt tựa guốc (3), đầu còn lại tỳ vào pittông của xilanh công tác (5) (dẫn động thuỷ lực) hoặc cam ép (6) (dẫn động khí nén).
Trong trường hợp dẫn động bằng thuỷ lực (hình 1.1a), khi phanh, áp suất chất lỏng pi trong xilanh (5) tác dụng lên các pittông và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty đẩy và thông qua đòn dẫn động (7) làm quay cam (6) đẩy các guốc phanh ép vào tang trống.
Do cấu tạo của cơ cấu phanh guốc khá đa dạng, nên để thuận tiện cho việc tính toán, người ta phân chúng thành ba loại sau (hình 1.2)
Cơ cấu có một guốc xiết, loại “Simplex”, hình 1.2;
Cơ cấu có hai guốc xiết, kiểu “Dou-Duplex”, hình 1.3a
Cơ cấu “Dou-Duplex”, hình 1.3b

Hình 1.1 cơ cấu phanh guốc
a: Dẫn động thủy lực, b: dẫn động khí nén.
1-Guốc phanh, 2- Má phanh, 3- Chốt, 4- Tăng trống, 5-Xi lanh công tác, 6-Cam, 7- Đòn dẫn động cam, 8-Bầu phanh

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa có hai loại: khung cố định (hình 12.4a) và khung di trượt (hình 12.4b). Cơ cấu phanh đĩa khung cố định thường được dùng trên các ô tô con loại lớn và trên các ô tô thể thao vì nó có độ bền cao. Nhược điểm của nó là nhạy cảm với nhiệt độ khi phanh trong thời gian dài.
Cơ cấu phanh đĩa khung di trượt được sử dụng phổ biến hơn do kết cấu gọn nhẹ, thuận tiện cho việc lắp đặt trong không gian hẹp.

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ;

Khe hở giữa má phanh và trống phanh nhỏ (0,05 – 0,1mm), nhờ đó cho phép tăng khá nhiều tỷ số truyền dẫn động phanh;
Thoát nhiệt, thoát nước các bề mặt ma sát tốt;
Lực tác dụng lên cơ cấu phanh cân bằng, không gây tải trọng trên moay ơ
Áp suất phân bố đều trên các bề mặt ma sát

Hình 1.4 Cơ cấu phanh đĩa

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí là loại cần, kéo, đòn, cáp và các cơ cấu điều khiển trong cơ cấu phanh. Sử dụng đòn cơ khí hoặc dùng dây cáp để dẫn động
Hình 1.5 Sơ đồ dẫn động phanh cơ khí
1: Tay phanh 5: Trục
2: Thanh dẫn 6: Thanh kéo
3: Con lăn dây cáp 7: Thanh cân bằng

4: Dây cáp 8,9: Dây cáp dẫn động phanh

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Sơ đồ nguyên lý của một hệ thống dẫn động phanh bằng thuỷ lực điển hình sử dụng trên ô tô được thể hiện trên hình 1.6. Hiện nay, do yêu cầu về an toàn chuyển động ngày nâng cao dẫn động phanh chính của ô tô bắt buộc phải có hai dòng độc lập, nếu một trong hai dòng có sự cố thì dòng còn lại phải đảm bảo được hiệu quả phanh nhất định.

Một trong những giải pháp tạo hai dòng dẫn động độc lập là sử dụng xilanh chính có hai khoang công tác riêng biệt như thể hiện trên hình 1.6. Trong đó, dòng thứ nhất bắt đầu từ k từ khoang trước (khoang sơ cấp) của xilanh chính theo đường ống (7) qua bộ điều hoà lực phanh (8) tới các xilanh công tác (9) của các cơ cấu phanh guốc của các bánh xe cầu sau (10). Dòng thứ hai đi hứ cấp) của xilan xilanh từ khoang sau (khoang thứ chính (3) theo đường ống (4) tới các xilanh công tác (5) của các cơ cấu phanh đĩa của các bánh xe cầu trước (6).
Khi phanh, lực tác động của người lái từ bàn đạp được truyền qua các đòn dẫn động tới ty đẩy (14) làm pittông (2) dịch chuyển. Khi mép của phớt làm kín 5 bịt lỗ bù dầu 10 thì áp suất trong khoang a bắt đầu tăng, lò xo (7) bị nén lại, van (9) mở ra và chất lỏng được dồn vào đường ống dẫn tới các xilanh công tác tại các bánh xe để thực hiện quá trình phanh.

Hình 1.7 Sơ đồ và nguyên lí của phanh chính
Khi nhả phanh, pittông (2) lùi trở về vị trí ban đầu, áp suất cao trong hệ thống tạo nên lực nén lò xo (6) lại để chất lỏng hồi về xilanh chính qua van một chiều 8. Lò xo 6 được thiết kế sao cho khi áp suất trong hệ thống còn khoảng 0,1 MPa thì van một chiều đóng lại, tạo nên áp suất dư. Áp suất này có tác dụng ép chặt mép các phớt làm kín vào thành xilanh để chống rò rỉ chất lỏng, đồng thời nó đảm bảo cho không khí không lọt vào trong hệ thống.

Dẫn động phanh khí nén:

Trên hình 1.8 thể hiện sơ đồ và nguyên lí của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén của ô tô tải có ba cầu. Hệ thống gồm có nguồn cung cấp khí nén, dẫn động phanh chính với hai dòng độc lập và dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén
Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí (1), đi qua van an điều áp (2), qua bộ lọc tách nước (3), van an toàn kép (4) tới các bình chứa khí (5) và (6). Van an toàn kép (4) đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp

khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh. Van bảo vệ (17) có nhiệm vụ ngắt bình chứa 18 không cho thông với hệ thống nếu có sự cố lọt khí trên đường dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng.
Dẫn động phanh chính gồm có hai dòng độc lập với nhau. Dòng dẫn động phanh cầu trước bắt đầu từ bình khí (5) đi qua ống dẫn (8), qua khoang dưới của tổng van (11), qua van hạn chế áp suất (12) tới các bầu phanh (13). Dòng dẫn động phanh cầu sau đi từ bình khi (6) qua ống dẫn (7), qua khoang trên của tổng van (11), qua bộ điều hoà lực phanh (14) tới các bầu phanh (15, 16) của cụm cầu sau
Máy nén khí sử dụng trong các hệ thống dẫn động phanh trên các ô tô tải thường là máy nén dạng pittông. Máy nén được thiết kế với năng suất sao cho có thể nạp nhanh tất cả các bình khi trên ô tô sau khi khởi động động cơ.
Van điều áp (2) đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làm việc trong hệ thống trong phạm vi giới hạn nhất định.
Bộ tách nước (3) có tác dụng tách hơi nước lẫn trong không khí và ngưng tụ lại thành nước rồi xả ra ngoài, tránh không cho hơi nước lọt vào các bộ phận của hệ thống phanh và Va tr làm gì chúng.
Tổng van trong dẫn động phanh khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình cấp khí nén từ các bình khí tới các bầu phanh tại các bánh xe. Yêu cầu cơ bản đối với tổng van khí là tính chép hình, nghĩa là áp suất phanh tại các bầu phanh phải tỷ lệ với lực tác dụng trên bàn đạp. Áp suất khí nén trong hệ thống thường nằm trong khoảng 0,6 = 0,8 MPa tuỳ theo xe cụ thể.

Hình 1.9 tổng van hai dòng

Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các van xả (6) và (10) đang mở, nên các bâu phanh tại các bánh xe được nổi thông với khí trời qua các cửa C và A.
Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới thông qua phần tử đàn hồi (4) đẩy pittông (5) the nap rhon dịch chuyển đi xuống. Đầu tiên, van xả (6) đóng lại ngặn đường thông cửa C với khí trời. Sau đó, van nạp (7) mở ra cho khí nén từ cửa D đi qua khoang dưới pittông
(5) tới cửa C, rồi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thực hiện qua trình phanh. Đồng thời, khí nén đi từ khoang trên qua lỗ nhỏ B và tác động lên pittông (1), đẩy nó cùng với pittông nhỏ (12) đi xuống. Dịch chuyển của pittông (12) lần lượt đóng van xả (10) và mở van nạp (9), để cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tới các bâu phanh tại các bánh xe.

Dẫn động thuỷ khí

Mặc dù có kết cấu phức tạp hơn, nhưng hệ thống phanh thuỷ khí được thiết kế sao cho tận dụng được các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm từng loại dẫn động thành phần. Sơ đồ của một hệ thống phanh thủy khí điển hình được mô tả trên hình 12.10. Với cách bố trí này, người lái chỉ cần tác động một lực rất nhỏ lên bàn đạp để điều khiển tổng van khí. Xilanh thuỷ khí chuyển hoá áp suất khí nén thành áp suất thuỷ lực có giá trị lớn hơn nhiều lần để tạo nên lực phanh tại các bánh xe.

Để giảm tối da tốc độ chậm tác dụng của hệ thống, phần dẫn động khí nén được thiết kế sao cho chiều dài đường ống ngắn nhất có thể.

Các phương án chia dẫn động phanh

Theo có quy định hiện hành, dẫn động phanh có ít nhất hai dòng độc lập nhằm nâng cao tính an toàn.

Trên hình 1.11 là một số phương án chia dòng
Trong các phương án trên, phương án chia dòng kiểu “II” (hình a) được sử dụng phổ biến trên các loại xe do có kết cấu đơn giản. Nhược điểm chính của nó là hiệu quả phanh có thể bị giảm mạnh khi một dòng gặp sự cô do phân bộ tải lên các câu không đều nhau.
Phương án chia dòng chéo kiểu “X” đảm bảo hiệu quả phanh 50% khi một dòng bị hỏng. Nhưng nó có nhược điểm lớn là khi một dòng bị hỏng, lực phanh phân bố không đều ở hai bên gây nên mômen quay thân xe.
Các phương án còn lại đảm bảo hiệu quả phanh cao khi một dòng gặp sự cố, nhưng có kết cấu phức tạp hơn nên ít được sử dụng

Lựa chọn phương án thiết kế

Loại cơ cấu phanh: Tang trống trước, sau.
Loại dẫn động phanh: Khí nén hai dòng

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Loại ô tô	Khách
Loại động cơ	Diesel
Ga1 (N)	60000
Ga2 (N)	95000
L (mm)	6150
Hg (mm)	800
Bánh xe	12 R22.5
Loại cơ cấu phanh	Tang trống trước, sau
Loại dẫn động phanh	Khí nén 2 dòng

Trọng lượng toàn bộ xe G.
G = Ga1 + Ga2 =60000 + 95000= 155000(N)
Xác định khoảng cách từ trọng tâm của ô tô đến tâm cầu trước (a) và tâm cầu sau (b).

a = Ga2. L = 95000.
G

6150

155000

= 3769 (mm).

b = L – a = 6150– 3769= 2381(mm).
Xác định moment phanh cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh.
Mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Hình: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở hai cầu tương ứng là:

+) Ở cầu trước là:
Mpt = (b + φ.hg).φ.rbx
+) Ở cầu sau là:
Mps = (a - φ.hg).φ.rbx

Trong đó:
Ga1, Ga2 là tải trọng tương ứng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và sau ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang.
: hệ số bám của bánh xe với mặt đường, chọn φ = 0,6.
- Ta tính được bán kính thiết kế của bánh xe:
ro = (12 + 22,5/2).25,4 =590,55 [mm]
rbx - Bán kính làm việc của bánh xe.
rbx = λ .ro
trong đó λ là hệ số kể đến sự biến dạng chiều cao của lốp, với lốp áp suất thấp
λ = 0,93  0,935 ; chọn λ = 0,93
rbx = 0,93. 590,55= 550 [mm]
Thay số vào ta được:
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu trước:

Mpt = (2,381+0,6.0,8).0,6.0,54921 = 11880,48(N.m)
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu sau:
Mps = . (3,769 - 0,6.0,8). 0,6.0,54921 = 13657,78(N.m)

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Như đã trình bày ở chương trước , cơ cấu phanh lựa chọn là cơ cấu phanh guốc
Tính toán cơ cấu phanh guốc nhằm mục đích :
+ Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh : a,c,e,h
+ Xác định góc và bán kính (r) của phản lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh .
+ Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ
+ Xác định bề rộng má phanh
+ Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh
Kiểm tra hiện tượng tự xiết
Ø Công ma sát riêng
Ø Nhiệt trong quá trình phanhXác định các thông số hình học của cơ cấu phanh.

Hình: Các thông số hình học của cơ cấu phanh Bán kính tang trống phanh tính theo công thức

= - (∆)

Trong đó: δv - Độ dày vành bánh xe, lấy δv =10 mm.
Kh Khoảng cách giữa vành bánh xe và tang phanh, Kh=20mm.
∆ - Độ dày tang phanh; lấy ∆=10 mm.
=> Rt=-(10+20+10)=245,75 (mm)
- Các kích thước khác của cơ cấu phanh a, c, e được tính theo công thức thực nghiệm. a = c = 0,8rt = 196,6 mm.
e = 0,85rt = 208,88 mm.
h = a+c = 393,2 mm.

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

Ta có : tgδ =
Góc δ là góc hợp bởi lực pháp tuyến N1 và trục X1-X1
β1: góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát, β1 = 140-160
β0: góc ôm của tấm ma sát, β0 = 1000-1200
β2 = β1 + β0
Ta có:

Trong đó: ρ: bán kính điểm đặt của tổng phản lực tác dụng lên guốc phanh khi phanh.
Rt : bán kính của tang trống, xe tham khảo có Rt=246 mm.
* Đối với guốc phanh trước:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1200=2,09 (rad), β2 = 1340

Do đó: tgδt = = 0,2
=>δt = 11,30
2.125.(cos 14–cos134)
. ρt = √(2,092+sin2( 120)–2.2,09.cos( 14+134).sin120) = 285,98
* Đối với guốc phanh sau:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1000=1,74 (rad), β2 = 1140
Do đó: tgδs = = 0,41
=>δs = 22,30
ρs = = 273,86

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

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh trước và sau để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước và mô men sinh ra guốc sau bằng mô men tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
Khi đã chọn các thông số kết cấu ở trên ta đã tính được góc δ và bán kính ρ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N ( lực hướng vào tâm 0)
Lực R là lực tổng hợp của N và T, lực R tạo với N một góc φ

Góc φ được xác định như sau: tgφ = = μ
μ= Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh : μ = 0,3
=>tgφ = 0,3 => φ= φt= φs= 170
Mô men sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe là: Mp = R1.rot + R2.ros
rot = ρt. = 0,285. = 0,082 (m)
r0s = ρs. = 0,273. = 0,078 (m)

Guốc phanh bị ép bằng cam phanh (phanh khí) thì lực P1 và P2 tác dụng lên hai guốc phanh sẽ khác nhau. Trong trường hợp này khi cam quay, hai guốc phanh sẽ dịch chuyển như nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh bằng nhau và lực R1=R2. Như vậy khi guốc phanh bị ép bằng cam quay, chúng ta có thể xác định ngay lực R1 và R2.
R1=R2=
Muốn xác định P1, P2 ta dùng phương pháp họa đồ bằng cách vẽ đa giác lực của guốc phanh trước và sau.
Góc δ là góc tạo bởi (X, N) muốn xác định được X ta chọn góc 
Từ vị trí đặt lực P nối với tâm quay cố định của 2 guốc ta có trục Y từ đó ta có trục
X, theo tính toán ta có 1, 2 và có vậy từ đây ta xác định được vị trí đặt lực N có r r phương hướng vào tâm 0.
Từ điểm đặt lực P ta kéo dài lực P, quay hai vòng tròn có bán kính ρt và ρs kết hợp với các góc δt và δs, xác định được điểm đặt lực R1 và R2, vẽ hai vòng tròn có bán kính rot và ros, kẻ tiếp tuyến của hai đường tròn đi qua hai điểm đặt lực của R1 và R2. Đó là phương của R1 và R2, hai đường tiếp tuyến này cắt đường kéo dài của lực P tại 0’ và 0’’. Từ 0’ nối với tâm chốt quay của má trước ta có phản lực U1 và nối 0’’ với tâm chốt quay của má sau ta có phản lực U2. Như vậy trên mỗi guốc phanh có ba lực P1,R1,U1 và P2, U2 và R2. Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn bằng nhau để thể hiện lực R, nối tiếp R là U1 bằng cách trượt thước kẻ theo đường // với đường U1 và lại nối tiếp với P1 cũng kẻ // với đường P1 ta sẽ có tam giác khép kín. Tương tự ta có tam giác thứ hai đối với má sau.

Hình: Họa đồ lực tác dụng lên cơ cấu phanh

Đối với cầu trước: Mpt= 11880,48 (N.m)

R1 = R2 = R = = = 72441,95 (N)

Trên đồ thị ta đo được R=500 (mm).
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 72441,95 /500 = 144,88(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 153(mm) => P1=15960 (N)

P2=290(mm) => P2=30152 (N) U1=359 (mm) => U1=37149 (N); U2=261 (mm) => U2=27022,4 (N).
Đối với cầu sau: Mps=13657,78 (N.m)
R1 = R2 = R = = = 87549,87 (N)
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 87549,87 /500 = 175,1(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 154,75(mm) => P1=16479,32 (N)
P2=292,32(mm) => P2= 31129,15(N) U1=360,1 (mm) => U1= 38347 (N) U2=261,93 (mm) => U2= 27892,9 (N).
2.3 Tính toán các kích thước cơ bản của bầu phanh
2.3.1 Thiết kế tính toán bầu phanh trước
Bầu phanh trước có kết cấu đơn giản gồm hai nửa vỏ dập định hình bằng thép dày từ 3–5 mm, một đĩa tỳ phanh đẩy màng cao su, áp suất tác dụng lên màng(pittong) được chuyển thành lực tỳ đẩy tác động lên thanh dẫn động lên trục cam được thể hiện ở sơ đồ toán hình.

Hình: Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên thanh đẩy
Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q1.L.hT = (P1’ + P2’). (*)
Trong đó:
‣ L – Cánh tay đòn, chọn xe tham khảo: L= 159mm
‣ hT - Hiệu suất truyền động của cam, hT = 0,85
P1’, P2’ – Lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.
Từ họa đồ phanh ta có:
P’1= 18697,7 (N)
P’2= 35829,66 (N)
h- Khoảng cách giữa hai lực P’1 và P’2 , chọn xe tham khảo: h = 46mm
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 9279,52 (N)
Xét sự cân bằng của màng phanh:

Trong đó:
Q1- Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q1= 9279,52 (N) =1000 (Kg)
Pj – Áp suất của bầu phanh, Pj = 7 KG/cm2
D1 – Đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 = 0,95
Plx – Lực ép lò xo , theo kinh nghiệm lấy: Plx = 14Kg

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 139,4 (mm)
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:

= = 15254,4 (mm2)
Diện tích bao kính của bầu phanh:
FB = = = 19068 (mm2)
K- Hệ số dự trữ năng lượng , lấy K= 0,8
Đường kính bao kín của bầu phanh:
Dbp = = = 155,85 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.3.2 Thiết kế tính toán bầu phanh sau

Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép.)111
Phương trình cân bằng lực :
Q2.L.hT = (P1// + P2//).h/2
Trong đó:
Q2 – Là lực tác dụng vào thanh đẩy bầu phanh sau.
L – là cánh tay đòn xác địng trong bản vẽ: L= 159mm
hT – là hiệu suất truyền động của cam: hT = 0,85
P1’’,P2’’ – là lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau
Từ họa đồ lực phanh ta có:
P1// = 25888,13 (N) = 2588,8 (Kg)
P2// = 48902,21 (N) = 4890,2 (Kg)
h- khoảng cách giữa hai lực P1// và P2//, chọn theo xe tham khảo: h=46mm.
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 1272 (Kg)
Xét sự cân bằng của màng phanh:
Q2 + Plx = Pj.
Trong đó:
Q2 – lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q2 = 1272 (Kg)
Pj – áp suất trong của bầu phanh. PJ = 7KG/cm2
D2 – đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 =0,95
Plx – lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy Plx = 14Kg
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 156,95 (mm )
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:
FA = = = 19337,14 (mm2)
Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA/K
K – hệ số dự trữ năng lượng, lấy K=0,8.
Vậy: FB = 19337,14 /0,8 =24171,4 (mm2)
Đường kính bao của bầu phanh:

= = 175,48 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.4 Kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh
2.4.1 Kiểm tra hiện tượng tự siết
Hiện tượng tự siết trong quá trình phanh là hiện tượng khi má phanh ép sát vào tang trống chỉ bằng lực ma sát mà không cần lực P của truyền động lên guốc phanh.
Trong trường hợp này như vậy mô men phanh đứng về phương diện mà nó sẽ tiến tới vô hạn.
Hiện tượng tự siết sẽ gây ra bó cứng phanh xe, làm mất ổn định khi phanh, nhất =0,3là trong trường hợp xe tiến. Do đó trong qúa trình tính toán thiết kế cần kiểm tra hiện tự tượng siết khi xe tiến,
Để kiểm tra hiện tượng tự siết, ta thiết lập mối quan hệ giữa mô men phanh Mp và lực ép P.
Xảy ra hiện tượng tự siết khi: μ = = tgφ
Trong đó: C – là khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt quay của má phanh(mm), C= 164 mm.

+)Trường hợp xe tiến: khi xe tiến về phía trước, hiện tượng tự siết chỉ có thể xảy ra ở guốc phanh trước.
Với μ=0,3: ρt = 285,98 (mm); δt = 11,30
Tg φ = = 0,64 > 0,3 =μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự xiết ở bánh xe khi xe tiến.
+)Trường hợp xe lùi:
Với μ=0,3; ρs =273,86 (mm); δs = 22,30
Tgφ = = 0,72>0,3=μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự siết ở bánh xe khi lùi.
2.4.2 Xác định kính thước của má phanh
Kích thước của má phanh chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn của má phanh và hạn chế độ làm việc của phanh.
a)Kiểm tra công ma sát riêng
Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô chạy với vận tốc V0 trước khi phanh.

Trong đó:
G là trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải, G = 110000 (N)
V0 là tốc độ của ô tô khi bắt đầu phanh, chọn V0=60K m/h=16,66m/s.
g: Gia tốc trọng trường, lấy g=9,81 m/s2
F : diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các bánh xe.
Ta có công thức tính diện tích là:
0i: góc ôm má phanh thứ i
bi: bề rộng của má phanh thứ I, khảo sát thực tế bi= 160 (mm)
Rt: bán kính trống phanh, Rt = 190 mm.
Ta chọn cơ cấu phanh ở 4 bánh là như nhau, nên ta có:

Trong đó:
Ft là diện tích của má phanh trước
Fs là diện tích của má phanh sau
FΣ = 4.(2,09.190.160+1,74.190.160)= 465728 (mm2) = 4657(cm2)
Thay vào công thức (*) ta được:
L= = 334,15 < [L](J/ cm2)
Vậy thỏa mãn điều kiện: l ≤[l]=400 ¸ 1000(J/cm2)
Vậy má phanh chọn thỏa mãn toàn bộ năng lượng khi phanh bánh xe.
b)Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
Khi muốn biết thời gian phục vụ của má phanh hay tuổi thọ của nó thì ta xét đến áp suất trên bề mặt ma sát dựa vào thông số q.

Theo công thức(**) ta thấy khi muốn xét đến thông số q thì phụ thuộc vào góc ôm má phanh và mô men phanh sinh ra tại cơ cấu phanh vậy ta chỉ xét đến má phanh có gốc ôm lớn và chịu mô men phanh lớn.
Xét cầu trước vì cầu trước chịu mô men phanh lớn hơn cầu sau và ta xét đối với má phanh trước chịu mô men phanh lớn hơn má phanh sau.
Ta có: μ= 0,3
Β0= 1200 = 2,09rad
Rt= 190mm; b=160mm
Với cầu trước mô men sinh ra tại một cơ cấu phanh là: Mp= 10051,3(N.m)
Q = = 1856320 (N/m2) = 1,85 (Mpa) ≤ [q] = 1,5-2,0 Mpa
Vậy guốc phanh trước đảm bảo áp suất riêng, do đó guốc phanh sau cũng đảm áp suất riêng.
c)Thời gian làm việc của má phanh còn được đánh giá bằng tỉ số:
p= ≤[P]= (2,5 ¸ 3,5).104 Kg/m2
Trong đó:
M – khối lượng toàn bộ của ô tô, M=11000 Kg
FΣ = 370272 (cm2) = 0,3702 (m2) – Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh.
p= = 2,9 Kg/m2 ≤ [p]
Kết luận: Vậy giá trị p nằm trong giới hạn cho phép.
2.4.3 Tính toán nhiệt phát sinh ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trường không khí. Nếu nhiệt độ cơ cấu phanh lớn sẽ làm hệ số ma sát giữa má và trống giảm, dẫn đến giảm hiệu quả phanh.
Phương trình cân bằng năng lượng:

Trong đó:
G: trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải.
g: gia tốc trọng trường, lấy g=9,81(m/s2 ).
V1,V2: tốc độ đầu và cuối khi phanh.
mt: khối lượng của các trống phanh và các chi tiết bị nung nóng.
(khối lượng mỗi tang trống =4 KG).
C: nhiệt dung riêng của các chi tiết bị nung nóng, (C=500J/Kg.độ). Ø
to : sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí.
Ft: diện tích làm mát của trống phanh.
kt: hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí.
t: thời gian phanh.
Trong công thức trên số hạng thứ nhất là phần năng lượng làm nung nóng trống phanh; số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra ngoài không khí. Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua. Do đó ta có thể xác định được sự tăng nhiệt độ của trống phanh như sau:

Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh tới V1=30km/h=8,3(m/s) cho đến khi xe dừng hẳn V2=0(m/s), ta có:
t0= = 9,650 ≤ 150 ( Với mt = 8kg)
Vậy đảm bảo nhiệt độ làm việc của má phanh.
2.5 Tính bền một số chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh
a)Tính áp suất tác dụng lên trống phanh
Áp suất trong trống phanh tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
p – là Momen phanh lớn nhất do guốc phanh trước và guốc phanh sau sinh ra.
p = 6499,5
– Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh. = 0,3
b – Bề rộng má phanh, b = 160 (mm)
rt – Bán kính trống phanh, rt = 2190 (mm)
β0 – Góc ôm của tấm ma sát, 0 = 120°

b)Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến
-Ứng suất hướng tâm tính theo theo công thức kinh nghiệm sau:

-Ứng suất tiếp tuyến tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
a’ – Bán kính trong của trống, a’= 180 (mm)
b’ – Bán kính ngoài của trống, b’= 190 (mm)
r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a’ thì n và t đạt giá trị cực đại.

Ta có ứng suất tương đường bằng:

σtd = 1,5.338,47 =507,705 (Kg/cm2)
Trống phanh được làm bằng gam CX18-36 có [σk] = 1800[Kg/cm2]
=> σtd = 507,71 Kg/cm2 ≤ [σK]
Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền
2.5.2 Tính bền chốt phanh
Điều kiện bền của chốt phanh làm việc theo công thức kinh nghiệm:

= = 305,3 => Đảm bảo độ bền
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 (cm)
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1 = 38347 N
n – Số chốt phanh chịu lực, n = 2

b)Tính chốt phanh theo dập

Điều kiện bền khi dập, công thức kinh nghiệm:

= = 348,6
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 cm
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1
l – Chiều dài của tấm truyền sức ép vào thân chốt, l = 50 mm
Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền.
2.6 Máy nén khí
*Nhiệm vụ : cung cấp khí nén và nén khí vào các bình chứa để cung cấp cho hệ thống phanh.
*Các yêu cầu:
Máy nén khí được chọn sao cho đảm bảo yêu cầu sau:
-Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ
-Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục
Trên thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10-20% thời gian làm việc của ô tô, khi các bình chứa được nạp đầy thì máy nén chuyển sang chạy ở chế độ không tải.
Khi tính toán thiết kế máy nén khí có hai phương án:
-Phương án 1: Tự thiết kế ra một máy nén khí mới
-Phương án 2: Mua một máy đã có sẵn trên thị trường , kiểm tra xem có đạt yêu cầu không.
Hiện nay máy nén khí có bán trên thị trường rất nhiều, vì vậy chọn phương án 2 là tốt nhất.
2.6.1 Các thông số kỹ thuật máy nén khí
Số xy lanh: i=2 đặt thẳng hàng
Đường kính xy lanh: d=52 mm = 5,2 cm
Hành trình piston: S=38 mm = 3,8 cm
Số vòng quay của máy nén khí: n=1700 v/ph
Tỷ số truyền của đai: itđ=2
Hiệu suất truyền khí của máy nén khí η=0,6

2.6.2 Năng suất của máy nén khí
Năng suất của máy nén khí được xác địng theo công thức:

Xe thiết kế sử dụng 5 bình khí nén, dung tích mỗi bình 140 lít. Vậy tổng lượng khí nén trong các bình là: 5x140=700 (l).

Kết Luận: sau 4 phút máy nén nạp được 4x219=876 (l), khí nén đảm bảo nạp đầy tất cả các bình chứa.
2.6.3 Tính bền của đường ống dẫn phanh
Trong tính toán có thể coi đường ống là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài lớn. Đây là bài toán vỏ mỏng tròn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyết không mô men.
Theo công thức sau:

Trong đó:
P- áp suất bên trong của đường ống, P= 7Kg/cm2
R- bán kính trong ống dẫn, R=6,5 mm = 0,65 cm
S- chiều dày đường ống, S=0,7 mm =0,07 cm
Đối với ống dẫn làm bằng hợp kim đồng thì: [σ] = 2600(Kg/cm2)
Thay vào công thức trên ta được:

Ứng suất tương đương là:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiết kế tính toán ô tô – Nguyễn Trọng Hoan – NXB giáo dục Việt Nam
2. Kết cấu ô tô – Nguyễn Khắc Trai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT PHÂN HIỆU TẠI TP.HCM KHOA CƠ KHÍ
e

BÁO CÁO
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

GVHD : Hồ Minh Quang
SVTH : Hồ Công Bắc
MSSV : 6151040043
LỚP : CQ.KTOTO K61.1

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống phanh chính ô tô là một trong các hệ thống đảm bảo tính an toàn chủ động và nâng cao vận tốc khai thác trung bình của ô tô. Trong chương trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành cơ khí ô tô, hệ thống phanh nói chung, hệ thống phanh chính nói riêng đã được nghiên cứu trong các môn học: Lý thuyết ô tô; Cấu tạo ô tô; Kết cấu tính toán ô tô. Cuốn sách hướng dẫn thiết kế môn học này nhằm giúp sinh viên chuyên ngành nắm được trình tự và phương pháp thiết kế các hệ thống phanh: Hệ thống phanh dẫn động khí nén, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không, cơ cấu phanh đĩa. Trên cơ sở đó củng cố vững chắc hơn các kiến thức đã được trang bị và hình thành kỹ năng theo hướng học thuật chuyên sâu thiết kế ô tô.

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài cho em được hoàn thành.

Sinh viên thực hiện

Hồ Công Bắc

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
aa
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ô tô một vị trí nhất định. Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng chuyển động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền động ra môi trường xung quanh.

Phân loại.

Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh
Theo đặc điểm điều khiển chia thành:
Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe khi xe đang chuyển động
Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng
Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện tử) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dóc dài,…)
Theo kết cấu của phanh được chia ra thành:
Cơ cấu phanh tăng trống
Cơ cấu phanh đĩa
Cơ cấu phanh dài
Theo dẫn động phanh
Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén
Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực
Theo mức độ hoàn thiện phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh,do vậy được trang bị thêm bộ chỉnh lực phanh:
Bộ điều chỉnh lực phanh( bộ điều hòa lực phanh )

Bộ chống hảm cứng bánh xe( hệ thống phanh có ABS
Trên hệ thống có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định học ô tô…nhằm hoàn thiện thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh

Yêu cầu.

Hệ thống phanh có các yêu cầu cơ bản sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả bánh xe, nghĩa là đảm bảo quản đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo phù hợp với khả năng điều khiển liên tục của con người.
Đảm bảo chuyển động của ô tô và phanh êm diệu trong mọi trường hợp.
Dẫn động phanh có độ nhạy cao, đảm bảo sự tương quan giữa lực đạp phanh và sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng.
Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ đạp phanh khác nhau
Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc.
Đảm bảo độ tin cậy cuả hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi điều kiện sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển hư hỏng.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Trên các ô tô hiện đại sử dụng phổ biến hai loại cơ cấu phanh: phanh tang trống (phanh guốc) và phanh đĩa. Phanh guốc sử dụng chủ yếu trên các ô tô có tải trọng lớn: ô tô tổ chở khách và một số loại ô tô con. Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên ô tô con, tải, ô tô đặc biệt là ở các cơ cấu phanh trước.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cấu tạo của cơ cấu tang trống được thể hiện trên các sơ đồ ở hình 1.1, gồm có trống phanh (4) quay cùng với bánh xe, các guốc phanh (1) lắp với mâm phanh cố định, trên

nhan cuốc phanh có gắn các má phanh (2). Một đầu của guốc phanh quay được quanh chốt tựa guốc (3), đầu còn lại tỳ vào pittông của xilanh công tác (5) (dẫn động thuỷ lực) hoặc cam ép (6) (dẫn động khí nén).
Trong trường hợp dẫn động bằng thuỷ lực (hình 1.1a), khi phanh, áp suất chất lỏng pi trong xilanh (5) tác dụng lên các pittông và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty đẩy và thông qua đòn dẫn động (7) làm quay cam (6) đẩy các guốc phanh ép vào tang trống.
Do cấu tạo của cơ cấu phanh guốc khá đa dạng, nên để thuận tiện cho việc tính toán, người ta phân chúng thành ba loại sau (hình 1.2)
Cơ cấu có một guốc xiết, loại “Simplex”, hình 1.2;
Cơ cấu có hai guốc xiết, kiểu “Dou-Duplex”, hình 1.3a
Cơ cấu “Dou-Duplex”, hình 1.3b

Hình 1.1 cơ cấu phanh guốc
a: Dẫn động thủy lực, b: dẫn động khí nén.
1-Guốc phanh, 2- Má phanh, 3- Chốt, 4- Tăng trống, 5-Xi lanh công tác, 6-Cam, 7- Đòn dẫn động cam, 8-Bầu phanh

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa có hai loại: khung cố định (hình 12.4a) và khung di trượt (hình 12.4b). Cơ cấu phanh đĩa khung cố định thường được dùng trên các ô tô con loại lớn và trên các ô tô thể thao vì nó có độ bền cao. Nhược điểm của nó là nhạy cảm với nhiệt độ khi phanh trong thời gian dài.
Cơ cấu phanh đĩa khung di trượt được sử dụng phổ biến hơn do kết cấu gọn nhẹ, thuận tiện cho việc lắp đặt trong không gian hẹp.

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ;

Khe hở giữa má phanh và trống phanh nhỏ (0,05 – 0,1mm), nhờ đó cho phép tăng khá nhiều tỷ số truyền dẫn động phanh;
Thoát nhiệt, thoát nước các bề mặt ma sát tốt;
Lực tác dụng lên cơ cấu phanh cân bằng, không gây tải trọng trên moay ơ
Áp suất phân bố đều trên các bề mặt ma sát

Hình 1.4 Cơ cấu phanh đĩa

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí là loại cần, kéo, đòn, cáp và các cơ cấu điều khiển trong cơ cấu phanh. Sử dụng đòn cơ khí hoặc dùng dây cáp để dẫn động
Hình 1.5 Sơ đồ dẫn động phanh cơ khí
1: Tay phanh 5: Trục
2: Thanh dẫn 6: Thanh kéo
3: Con lăn dây cáp 7: Thanh cân bằng

4: Dây cáp 8,9: Dây cáp dẫn động phanh

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Sơ đồ nguyên lý của một hệ thống dẫn động phanh bằng thuỷ lực điển hình sử dụng trên ô tô được thể hiện trên hình 1.6. Hiện nay, do yêu cầu về an toàn chuyển động ngày nâng cao dẫn động phanh chính của ô tô bắt buộc phải có hai dòng độc lập, nếu một trong hai dòng có sự cố thì dòng còn lại phải đảm bảo được hiệu quả phanh nhất định.

Một trong những giải pháp tạo hai dòng dẫn động độc lập là sử dụng xilanh chính có hai khoang công tác riêng biệt như thể hiện trên hình 1.6. Trong đó, dòng thứ nhất bắt đầu từ k từ khoang trước (khoang sơ cấp) của xilanh chính theo đường ống (7) qua bộ điều hoà lực phanh (8) tới các xilanh công tác (9) của các cơ cấu phanh guốc của các bánh xe cầu sau (10). Dòng thứ hai đi hứ cấp) của xilan xilanh từ khoang sau (khoang thứ chính (3) theo đường ống (4) tới các xilanh công tác (5) của các cơ cấu phanh đĩa của các bánh xe cầu trước (6).
Khi phanh, lực tác động của người lái từ bàn đạp được truyền qua các đòn dẫn động tới ty đẩy (14) làm pittông (2) dịch chuyển. Khi mép của phớt làm kín 5 bịt lỗ bù dầu 10 thì áp suất trong khoang a bắt đầu tăng, lò xo (7) bị nén lại, van (9) mở ra và chất lỏng được dồn vào đường ống dẫn tới các xilanh công tác tại các bánh xe để thực hiện quá trình phanh.

Hình 1.7 Sơ đồ và nguyên lí của phanh chính
Khi nhả phanh, pittông (2) lùi trở về vị trí ban đầu, áp suất cao trong hệ thống tạo nên lực nén lò xo (6) lại để chất lỏng hồi về xilanh chính qua van một chiều 8. Lò xo 6 được thiết kế sao cho khi áp suất trong hệ thống còn khoảng 0,1 MPa thì van một chiều đóng lại, tạo nên áp suất dư. Áp suất này có tác dụng ép chặt mép các phớt làm kín vào thành xilanh để chống rò rỉ chất lỏng, đồng thời nó đảm bảo cho không khí không lọt vào trong hệ thống.

Dẫn động phanh khí nén:

Trên hình 1.8 thể hiện sơ đồ và nguyên lí của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén của ô tô tải có ba cầu. Hệ thống gồm có nguồn cung cấp khí nén, dẫn động phanh chính với hai dòng độc lập và dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén
Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí (1), đi qua van an điều áp (2), qua bộ lọc tách nước (3), van an toàn kép (4) tới các bình chứa khí (5) và (6). Van an toàn kép (4) đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp

khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh. Van bảo vệ (17) có nhiệm vụ ngắt bình chứa 18 không cho thông với hệ thống nếu có sự cố lọt khí trên đường dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng.
Dẫn động phanh chính gồm có hai dòng độc lập với nhau. Dòng dẫn động phanh cầu trước bắt đầu từ bình khí (5) đi qua ống dẫn (8), qua khoang dưới của tổng van (11), qua van hạn chế áp suất (12) tới các bầu phanh (13). Dòng dẫn động phanh cầu sau đi từ bình khi (6) qua ống dẫn (7), qua khoang trên của tổng van (11), qua bộ điều hoà lực phanh (14) tới các bầu phanh (15, 16) của cụm cầu sau
Máy nén khí sử dụng trong các hệ thống dẫn động phanh trên các ô tô tải thường là máy nén dạng pittông. Máy nén được thiết kế với năng suất sao cho có thể nạp nhanh tất cả các bình khi trên ô tô sau khi khởi động động cơ.
Van điều áp (2) đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làm việc trong hệ thống trong phạm vi giới hạn nhất định.
Bộ tách nước (3) có tác dụng tách hơi nước lẫn trong không khí và ngưng tụ lại thành nước rồi xả ra ngoài, tránh không cho hơi nước lọt vào các bộ phận của hệ thống phanh và Va tr làm gì chúng.
Tổng van trong dẫn động phanh khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình cấp khí nén từ các bình khí tới các bầu phanh tại các bánh xe. Yêu cầu cơ bản đối với tổng van khí là tính chép hình, nghĩa là áp suất phanh tại các bầu phanh phải tỷ lệ với lực tác dụng trên bàn đạp. Áp suất khí nén trong hệ thống thường nằm trong khoảng 0,6 = 0,8 MPa tuỳ theo xe cụ thể.

Hình 1.9 tổng van hai dòng

Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các van xả (6) và (10) đang mở, nên các bâu phanh tại các bánh xe được nổi thông với khí trời qua các cửa C và A.
Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới thông qua phần tử đàn hồi (4) đẩy pittông (5) the nap rhon dịch chuyển đi xuống. Đầu tiên, van xả (6) đóng lại ngặn đường thông cửa C với khí trời. Sau đó, van nạp (7) mở ra cho khí nén từ cửa D đi qua khoang dưới pittông
(5) tới cửa C, rồi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thực hiện qua trình phanh. Đồng thời, khí nén đi từ khoang trên qua lỗ nhỏ B và tác động lên pittông (1), đẩy nó cùng với pittông nhỏ (12) đi xuống. Dịch chuyển của pittông (12) lần lượt đóng van xả (10) và mở van nạp (9), để cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tới các bâu phanh tại các bánh xe.

Dẫn động thuỷ khí

Mặc dù có kết cấu phức tạp hơn, nhưng hệ thống phanh thuỷ khí được thiết kế sao cho tận dụng được các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm từng loại dẫn động thành phần. Sơ đồ của một hệ thống phanh thủy khí điển hình được mô tả trên hình 12.10. Với cách bố trí này, người lái chỉ cần tác động một lực rất nhỏ lên bàn đạp để điều khiển tổng van khí. Xilanh thuỷ khí chuyển hoá áp suất khí nén thành áp suất thuỷ lực có giá trị lớn hơn nhiều lần để tạo nên lực phanh tại các bánh xe.

Để giảm tối da tốc độ chậm tác dụng của hệ thống, phần dẫn động khí nén được thiết kế sao cho chiều dài đường ống ngắn nhất có thể.

Các phương án chia dẫn động phanh

Theo có quy định hiện hành, dẫn động phanh có ít nhất hai dòng độc lập nhằm nâng cao tính an toàn.

Trên hình 1.11 là một số phương án chia dòng
Trong các phương án trên, phương án chia dòng kiểu “II” (hình a) được sử dụng phổ biến trên các loại xe do có kết cấu đơn giản. Nhược điểm chính của nó là hiệu quả phanh có thể bị giảm mạnh khi một dòng gặp sự cô do phân bộ tải lên các câu không đều nhau.
Phương án chia dòng chéo kiểu “X” đảm bảo hiệu quả phanh 50% khi một dòng bị hỏng. Nhưng nó có nhược điểm lớn là khi một dòng bị hỏng, lực phanh phân bố không đều ở hai bên gây nên mômen quay thân xe.
Các phương án còn lại đảm bảo hiệu quả phanh cao khi một dòng gặp sự cố, nhưng có kết cấu phức tạp hơn nên ít được sử dụng

Lựa chọn phương án thiết kế

Loại cơ cấu phanh: Tang trống trước, sau.
Loại dẫn động phanh: Khí nén hai dòng

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Loại ô tô	Khách
Loại động cơ	Diesel
Ga1 (N)	60000
Ga2 (N)	95000
L (mm)	6150
Hg (mm)	800
Bánh xe	12 R22.5
Loại cơ cấu phanh	Tang trống trước, sau
Loại dẫn động phanh	Khí nén 2 dòng

Trọng lượng toàn bộ xe G.
G = Ga1 + Ga2 =60000 + 95000= 155000(N)
Xác định khoảng cách từ trọng tâm của ô tô đến tâm cầu trước (a) và tâm cầu sau (b).

a = Ga2. L = 95000.
G

6150

155000

= 3769 (mm).

b = L – a = 6150– 3769= 2381(mm).
Xác định moment phanh cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh.
Mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Hình: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở hai cầu tương ứng là:

+) Ở cầu trước là:
Mpt = (b + φ.hg).φ.rbx
+) Ở cầu sau là:
Mps = (a - φ.hg).φ.rbx

Trong đó:
Ga1, Ga2 là tải trọng tương ứng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và sau ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang.
: hệ số bám của bánh xe với mặt đường, chọn φ = 0,6.
- Ta tính được bán kính thiết kế của bánh xe:
ro = (12 + 22,5/2).25,4 =590,55 [mm]
rbx - Bán kính làm việc của bánh xe.
rbx = λ .ro
trong đó λ là hệ số kể đến sự biến dạng chiều cao của lốp, với lốp áp suất thấp
λ = 0,93  0,935 ; chọn λ = 0,93
rbx = 0,93. 590,55= 550 [mm]
Thay số vào ta được:
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu trước:

Mpt = (2,381+0,6.0,8).0,6.0,54921 = 11880,48(N.m)
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu sau:
Mps = . (3,769 - 0,6.0,8). 0,6.0,54921 = 13657,78(N.m)

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Như đã trình bày ở chương trước , cơ cấu phanh lựa chọn là cơ cấu phanh guốc
Tính toán cơ cấu phanh guốc nhằm mục đích :
+ Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh : a,c,e,h
+ Xác định góc và bán kính (r) của phản lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh .
+ Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ
+ Xác định bề rộng má phanh
+ Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh
Kiểm tra hiện tượng tự xiết
Ø Công ma sát riêng
Ø Nhiệt trong quá trình phanhXác định các thông số hình học của cơ cấu phanh.

Hình: Các thông số hình học của cơ cấu phanh Bán kính tang trống phanh tính theo công thức

= - (∆)

Trong đó: δv - Độ dày vành bánh xe, lấy δv =10 mm.
Kh Khoảng cách giữa vành bánh xe và tang phanh, Kh=20mm.
∆ - Độ dày tang phanh; lấy ∆=10 mm.
=> Rt=-(10+20+10)=245,75 (mm)
- Các kích thước khác của cơ cấu phanh a, c, e được tính theo công thức thực nghiệm. a = c = 0,8rt = 196,6 mm.
e = 0,85rt = 208,88 mm.
h = a+c = 393,2 mm.

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

Ta có : tgδ =
Góc δ là góc hợp bởi lực pháp tuyến N1 và trục X1-X1
β1: góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát, β1 = 140-160
β0: góc ôm của tấm ma sát, β0 = 1000-1200
β2 = β1 + β0
Ta có:

Trong đó: ρ: bán kính điểm đặt của tổng phản lực tác dụng lên guốc phanh khi phanh.
Rt : bán kính của tang trống, xe tham khảo có Rt=246 mm.
* Đối với guốc phanh trước:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1200=2,09 (rad), β2 = 1340

Do đó: tgδt = = 0,2
=>δt = 11,30
2.125.(cos 14–cos134)
. ρt = √(2,092+sin2( 120)–2.2,09.cos( 14+134).sin120) = 285,98
* Đối với guốc phanh sau:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1000=1,74 (rad), β2 = 1140
Do đó: tgδs = = 0,41
=>δs = 22,30
ρs = = 273,86

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

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh trước và sau để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước và mô men sinh ra guốc sau bằng mô men tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
Khi đã chọn các thông số kết cấu ở trên ta đã tính được góc δ và bán kính ρ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N ( lực hướng vào tâm 0)
Lực R là lực tổng hợp của N và T, lực R tạo với N một góc φ

Góc φ được xác định như sau: tgφ = = μ
μ= Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh : μ = 0,3
=>tgφ = 0,3 => φ= φt= φs= 170
Mô men sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe là: Mp = R1.rot + R2.ros
rot = ρt. = 0,285. = 0,082 (m)
r0s = ρs. = 0,273. = 0,078 (m)

Guốc phanh bị ép bằng cam phanh (phanh khí) thì lực P1 và P2 tác dụng lên hai guốc phanh sẽ khác nhau. Trong trường hợp này khi cam quay, hai guốc phanh sẽ dịch chuyển như nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh bằng nhau và lực R1=R2. Như vậy khi guốc phanh bị ép bằng cam quay, chúng ta có thể xác định ngay lực R1 và R2.
R1=R2=
Muốn xác định P1, P2 ta dùng phương pháp họa đồ bằng cách vẽ đa giác lực của guốc phanh trước và sau.
Góc δ là góc tạo bởi (X, N) muốn xác định được X ta chọn góc 
Từ vị trí đặt lực P nối với tâm quay cố định của 2 guốc ta có trục Y từ đó ta có trục
X, theo tính toán ta có 1, 2 và có vậy từ đây ta xác định được vị trí đặt lực N có r r phương hướng vào tâm 0.
Từ điểm đặt lực P ta kéo dài lực P, quay hai vòng tròn có bán kính ρt và ρs kết hợp với các góc δt và δs, xác định được điểm đặt lực R1 và R2, vẽ hai vòng tròn có bán kính rot và ros, kẻ tiếp tuyến của hai đường tròn đi qua hai điểm đặt lực của R1 và R2. Đó là phương của R1 và R2, hai đường tiếp tuyến này cắt đường kéo dài của lực P tại 0’ và 0’’. Từ 0’ nối với tâm chốt quay của má trước ta có phản lực U1 và nối 0’’ với tâm chốt quay của má sau ta có phản lực U2. Như vậy trên mỗi guốc phanh có ba lực P1,R1,U1 và P2, U2 và R2. Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn bằng nhau để thể hiện lực R, nối tiếp R là U1 bằng cách trượt thước kẻ theo đường // với đường U1 và lại nối tiếp với P1 cũng kẻ // với đường P1 ta sẽ có tam giác khép kín. Tương tự ta có tam giác thứ hai đối với má sau.

Hình: Họa đồ lực tác dụng lên cơ cấu phanh

Đối với cầu trước: Mpt= 11880,48 (N.m)

R1 = R2 = R = = = 72441,95 (N)

Trên đồ thị ta đo được R=500 (mm).
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 72441,95 /500 = 144,88(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 153(mm) => P1=15960 (N)

P2=290(mm) => P2=30152 (N) U1=359 (mm) => U1=37149 (N); U2=261 (mm) => U2=27022,4 (N).
Đối với cầu sau: Mps=13657,78 (N.m)
R1 = R2 = R = = = 87549,87 (N)
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 87549,87 /500 = 175,1(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 154,75(mm) => P1=16479,32 (N)
P2=292,32(mm) => P2= 31129,15(N) U1=360,1 (mm) => U1= 38347 (N) U2=261,93 (mm) => U2= 27892,9 (N).
2.3 Tính toán các kích thước cơ bản của bầu phanh
2.3.1 Thiết kế tính toán bầu phanh trước
Bầu phanh trước có kết cấu đơn giản gồm hai nửa vỏ dập định hình bằng thép dày từ 3–5 mm, một đĩa tỳ phanh đẩy màng cao su, áp suất tác dụng lên màng(pittong) được chuyển thành lực tỳ đẩy tác động lên thanh dẫn động lên trục cam được thể hiện ở sơ đồ toán hình.

Hình: Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên thanh đẩy
Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q1.L.hT = (P1’ + P2’). (*)
Trong đó:
‣ L – Cánh tay đòn, chọn xe tham khảo: L= 159mm
‣ hT - Hiệu suất truyền động của cam, hT = 0,85
P1’, P2’ – Lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.
Từ họa đồ phanh ta có:
P’1= 18697,7 (N)
P’2= 35829,66 (N)
h- Khoảng cách giữa hai lực P’1 và P’2 , chọn xe tham khảo: h = 46mm
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 9279,52 (N)
Xét sự cân bằng của màng phanh:

Trong đó:
Q1- Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q1= 9279,52 (N) =1000 (Kg)
Pj – Áp suất của bầu phanh, Pj = 7 KG/cm2
D1 – Đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 = 0,95
Plx – Lực ép lò xo , theo kinh nghiệm lấy: Plx = 14Kg

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 139,4 (mm)
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:

= = 15254,4 (mm2)
Diện tích bao kính của bầu phanh:
FB = = = 19068 (mm2)
K- Hệ số dự trữ năng lượng , lấy K= 0,8
Đường kính bao kín của bầu phanh:
Dbp = = = 155,85 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.3.2 Thiết kế tính toán bầu phanh sau

Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép.)111
Phương trình cân bằng lực :
Q2.L.hT = (P1// + P2//).h/2
Trong đó:
Q2 – Là lực tác dụng vào thanh đẩy bầu phanh sau.
L – là cánh tay đòn xác địng trong bản vẽ: L= 159mm
hT – là hiệu suất truyền động của cam: hT = 0,85
P1’’,P2’’ – là lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau
Từ họa đồ lực phanh ta có:
P1// = 25888,13 (N) = 2588,8 (Kg)
P2// = 48902,21 (N) = 4890,2 (Kg)
h- khoảng cách giữa hai lực P1// và P2//, chọn theo xe tham khảo: h=46mm.
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 1272 (Kg)
Xét sự cân bằng của màng phanh:
Q2 + Plx = Pj.
Trong đó:
Q2 – lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q2 = 1272 (Kg)
Pj – áp suất trong của bầu phanh. PJ = 7KG/cm2
D2 – đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 =0,95
Plx – lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy Plx = 14Kg
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 156,95 (mm )
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:
FA = = = 19337,14 (mm2)
Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA/K
K – hệ số dự trữ năng lượng, lấy K=0,8.
Vậy: FB = 19337,14 /0,8 =24171,4 (mm2)
Đường kính bao của bầu phanh:

= = 175,48 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.4 Kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh
2.4.1 Kiểm tra hiện tượng tự siết
Hiện tượng tự siết trong quá trình phanh là hiện tượng khi má phanh ép sát vào tang trống chỉ bằng lực ma sát mà không cần lực P của truyền động lên guốc phanh.
Trong trường hợp này như vậy mô men phanh đứng về phương diện mà nó sẽ tiến tới vô hạn.
Hiện tượng tự siết sẽ gây ra bó cứng phanh xe, làm mất ổn định khi phanh, nhất =0,3là trong trường hợp xe tiến. Do đó trong qúa trình tính toán thiết kế cần kiểm tra hiện tự tượng siết khi xe tiến,
Để kiểm tra hiện tượng tự siết, ta thiết lập mối quan hệ giữa mô men phanh Mp và lực ép P.
Xảy ra hiện tượng tự siết khi: μ = = tgφ
Trong đó: C – là khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt quay của má phanh(mm), C= 164 mm.

+)Trường hợp xe tiến: khi xe tiến về phía trước, hiện tượng tự siết chỉ có thể xảy ra ở guốc phanh trước.
Với μ=0,3: ρt = 285,98 (mm); δt = 11,30
Tg φ = = 0,64 > 0,3 =μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự xiết ở bánh xe khi xe tiến.
+)Trường hợp xe lùi:
Với μ=0,3; ρs =273,86 (mm); δs = 22,30
Tgφ = = 0,72>0,3=μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự siết ở bánh xe khi lùi.
2.4.2 Xác định kính thước của má phanh
Kích thước của má phanh chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn của má phanh và hạn chế độ làm việc của phanh.
a)Kiểm tra công ma sát riêng
Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô chạy với vận tốc V0 trước khi phanh.

Trong đó:
G là trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải, G = 110000 (N)
V0 là tốc độ của ô tô khi bắt đầu phanh, chọn V0=60K m/h=16,66m/s.
g: Gia tốc trọng trường, lấy g=9,81 m/s2
F : diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các bánh xe.
Ta có công thức tính diện tích là:
0i: góc ôm má phanh thứ i
bi: bề rộng của má phanh thứ I, khảo sát thực tế bi= 160 (mm)
Rt: bán kính trống phanh, Rt = 190 mm.
Ta chọn cơ cấu phanh ở 4 bánh là như nhau, nên ta có:

Trong đó:
Ft là diện tích của má phanh trước
Fs là diện tích của má phanh sau
FΣ = 4.(2,09.190.160+1,74.190.160)= 465728 (mm2) = 4657(cm2)
Thay vào công thức (*) ta được:
L= = 334,15 < [L](J/ cm2)
Vậy thỏa mãn điều kiện: l ≤[l]=400 ¸ 1000(J/cm2)
Vậy má phanh chọn thỏa mãn toàn bộ năng lượng khi phanh bánh xe.
b)Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
Khi muốn biết thời gian phục vụ của má phanh hay tuổi thọ của nó thì ta xét đến áp suất trên bề mặt ma sát dựa vào thông số q.

Theo công thức(**) ta thấy khi muốn xét đến thông số q thì phụ thuộc vào góc ôm má phanh và mô men phanh sinh ra tại cơ cấu phanh vậy ta chỉ xét đến má phanh có gốc ôm lớn và chịu mô men phanh lớn.
Xét cầu trước vì cầu trước chịu mô men phanh lớn hơn cầu sau và ta xét đối với má phanh trước chịu mô men phanh lớn hơn má phanh sau.
Ta có: μ= 0,3
Β0= 1200 = 2,09rad
Rt= 190mm; b=160mm
Với cầu trước mô men sinh ra tại một cơ cấu phanh là: Mp= 10051,3(N.m)
Q = = 1856320 (N/m2) = 1,85 (Mpa) ≤ [q] = 1,5-2,0 Mpa
Vậy guốc phanh trước đảm bảo áp suất riêng, do đó guốc phanh sau cũng đảm áp suất riêng.
c)Thời gian làm việc của má phanh còn được đánh giá bằng tỉ số:
p= ≤[P]= (2,5 ¸ 3,5).104 Kg/m2
Trong đó:
M – khối lượng toàn bộ của ô tô, M=11000 Kg
FΣ = 370272 (cm2) = 0,3702 (m2) – Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh.
p= = 2,9 Kg/m2 ≤ [p]
Kết luận: Vậy giá trị p nằm trong giới hạn cho phép.
2.4.3 Tính toán nhiệt phát sinh ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trường không khí. Nếu nhiệt độ cơ cấu phanh lớn sẽ làm hệ số ma sát giữa má và trống giảm, dẫn đến giảm hiệu quả phanh.
Phương trình cân bằng năng lượng:

Trong đó:
G: trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải.
g: gia tốc trọng trường, lấy g=9,81(m/s2 ).
V1,V2: tốc độ đầu và cuối khi phanh.
mt: khối lượng của các trống phanh và các chi tiết bị nung nóng.
(khối lượng mỗi tang trống =4 KG).
C: nhiệt dung riêng của các chi tiết bị nung nóng, (C=500J/Kg.độ). Ø
to : sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí.
Ft: diện tích làm mát của trống phanh.
kt: hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí.
t: thời gian phanh.
Trong công thức trên số hạng thứ nhất là phần năng lượng làm nung nóng trống phanh; số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra ngoài không khí. Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua. Do đó ta có thể xác định được sự tăng nhiệt độ của trống phanh như sau:

Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh tới V1=30km/h=8,3(m/s) cho đến khi xe dừng hẳn V2=0(m/s), ta có:
t0= = 9,650 ≤ 150 ( Với mt = 8kg)
Vậy đảm bảo nhiệt độ làm việc của má phanh.
2.5 Tính bền một số chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh
a)Tính áp suất tác dụng lên trống phanh
Áp suất trong trống phanh tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
p – là Momen phanh lớn nhất do guốc phanh trước và guốc phanh sau sinh ra.
p = 6499,5
– Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh. = 0,3
b – Bề rộng má phanh, b = 160 (mm)
rt – Bán kính trống phanh, rt = 2190 (mm)
β0 – Góc ôm của tấm ma sát, 0 = 120°

b)Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến
-Ứng suất hướng tâm tính theo theo công thức kinh nghiệm sau:

-Ứng suất tiếp tuyến tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
a’ – Bán kính trong của trống, a’= 180 (mm)
b’ – Bán kính ngoài của trống, b’= 190 (mm)
r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a’ thì n và t đạt giá trị cực đại.

Ta có ứng suất tương đường bằng:

σtd = 1,5.338,47 =507,705 (Kg/cm2)
Trống phanh được làm bằng gam CX18-36 có [σk] = 1800[Kg/cm2]
=> σtd = 507,71 Kg/cm2 ≤ [σK]
Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền
2.5.2 Tính bền chốt phanh
Điều kiện bền của chốt phanh làm việc theo công thức kinh nghiệm:

= = 305,3 => Đảm bảo độ bền
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 (cm)
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1 = 38347 N
n – Số chốt phanh chịu lực, n = 2

b)Tính chốt phanh theo dập

Điều kiện bền khi dập, công thức kinh nghiệm:

= = 348,6
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 cm
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1
l – Chiều dài của tấm truyền sức ép vào thân chốt, l = 50 mm
Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền.
2.6 Máy nén khí
*Nhiệm vụ : cung cấp khí nén và nén khí vào các bình chứa để cung cấp cho hệ thống phanh.
*Các yêu cầu:
Máy nén khí được chọn sao cho đảm bảo yêu cầu sau:
-Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ
-Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục
Trên thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10-20% thời gian làm việc của ô tô, khi các bình chứa được nạp đầy thì máy nén chuyển sang chạy ở chế độ không tải.
Khi tính toán thiết kế máy nén khí có hai phương án:
-Phương án 1: Tự thiết kế ra một máy nén khí mới
-Phương án 2: Mua một máy đã có sẵn trên thị trường , kiểm tra xem có đạt yêu cầu không.
Hiện nay máy nén khí có bán trên thị trường rất nhiều, vì vậy chọn phương án 2 là tốt nhất.
2.6.1 Các thông số kỹ thuật máy nén khí
Số xy lanh: i=2 đặt thẳng hàng
Đường kính xy lanh: d=52 mm = 5,2 cm
Hành trình piston: S=38 mm = 3,8 cm
Số vòng quay của máy nén khí: n=1700 v/ph
Tỷ số truyền của đai: itđ=2
Hiệu suất truyền khí của máy nén khí η=0,6

2.6.2 Năng suất của máy nén khí
Năng suất của máy nén khí được xác địng theo công thức:

Xe thiết kế sử dụng 5 bình khí nén, dung tích mỗi bình 140 lít. Vậy tổng lượng khí nén trong các bình là: 5x140=700 (l).

Kết Luận: sau 4 phút máy nén nạp được 4x219=876 (l), khí nén đảm bảo nạp đầy tất cả các bình chứa.
2.6.3 Tính bền của đường ống dẫn phanh
Trong tính toán có thể coi đường ống là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài lớn. Đây là bài toán vỏ mỏng tròn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyết không mô men.
Theo công thức sau:

Trong đó:
P- áp suất bên trong của đường ống, P= 7Kg/cm2
R- bán kính trong ống dẫn, R=6,5 mm = 0,65 cm
S- chiều dày đường ống, S=0,7 mm =0,07 cm
Đối với ống dẫn làm bằng hợp kim đồng thì: [σ] = 2600(Kg/cm2)
Thay vào công thức trên ta được:

Ứng suất tương đương là:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiết kế tính toán ô tô – Nguyễn Trọng Hoan – NXB giáo dục Việt Nam
2. Kết cấu ô tô – Nguyễn Khắc Trai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT PHÂN HIỆU TẠI TP.HCM KHOA CƠ KHÍ
e

BÁO CÁO
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

GVHD : Hồ Minh Quang
SVTH : Hồ Công Bắc
MSSV : 6151040043
LỚP : CQ.KTOTO K61.1

LỜI NÓI ĐẦU

Hệ thống phanh chính ô tô là một trong các hệ thống đảm bảo tính an toàn chủ động và nâng cao vận tốc khai thác trung bình của ô tô. Trong chương trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành cơ khí ô tô, hệ thống phanh nói chung, hệ thống phanh chính nói riêng đã được nghiên cứu trong các môn học: Lý thuyết ô tô; Cấu tạo ô tô; Kết cấu tính toán ô tô. Cuốn sách hướng dẫn thiết kế môn học này nhằm giúp sinh viên chuyên ngành nắm được trình tự và phương pháp thiết kế các hệ thống phanh: Hệ thống phanh dẫn động khí nén, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực, cơ cấu phanh tang trống; Hệ thống phanh thủy lực trợ lực chân không, cơ cấu phanh đĩa. Trên cơ sở đó củng cố vững chắc hơn các kiến thức đã được trang bị và hình thành kỹ năng theo hướng học thuật chuyên sâu thiết kế ô tô.

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em để đề tài cho em được hoàn thành.

Sinh viên thực hiện

Hồ Công Bắc

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
aa
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ô tô một vị trí nhất định. Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng chuyển động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền động ra môi trường xung quanh.

Phân loại.

Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh
Theo đặc điểm điều khiển chia thành:
Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ xe khi xe đang chuyển động
Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng
Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện tử) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên dóc dài,…)
Theo kết cấu của phanh được chia ra thành:
Cơ cấu phanh tăng trống
Cơ cấu phanh đĩa
Cơ cấu phanh dài
Theo dẫn động phanh
Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực
Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén
Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực
Theo mức độ hoàn thiện phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh,do vậy được trang bị thêm bộ chỉnh lực phanh:
Bộ điều chỉnh lực phanh( bộ điều hòa lực phanh )

Bộ chống hảm cứng bánh xe( hệ thống phanh có ABS
Trên hệ thống có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định học ô tô…nhằm hoàn thiện thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh

Yêu cầu.

Hệ thống phanh có các yêu cầu cơ bản sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả bánh xe, nghĩa là đảm bảo quản đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm
Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo phù hợp với khả năng điều khiển liên tục của con người.
Đảm bảo chuyển động của ô tô và phanh êm diệu trong mọi trường hợp.
Dẫn động phanh có độ nhạy cao, đảm bảo sự tương quan giữa lực đạp phanh và sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát cơ cấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng.
Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ đạp phanh khác nhau
Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường dốc.
Đảm bảo độ tin cậy cuả hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi điều kiện sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển hư hỏng.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Trên các ô tô hiện đại sử dụng phổ biến hai loại cơ cấu phanh: phanh tang trống (phanh guốc) và phanh đĩa. Phanh guốc sử dụng chủ yếu trên các ô tô có tải trọng lớn: ô tô tổ chở khách và một số loại ô tô con. Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên ô tô con, tải, ô tô đặc biệt là ở các cơ cấu phanh trước.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cấu tạo của cơ cấu tang trống được thể hiện trên các sơ đồ ở hình 1.1, gồm có trống phanh (4) quay cùng với bánh xe, các guốc phanh (1) lắp với mâm phanh cố định, trên

nhan cuốc phanh có gắn các má phanh (2). Một đầu của guốc phanh quay được quanh chốt tựa guốc (3), đầu còn lại tỳ vào pittông của xilanh công tác (5) (dẫn động thuỷ lực) hoặc cam ép (6) (dẫn động khí nén).
Trong trường hợp dẫn động bằng thuỷ lực (hình 1.1a), khi phanh, áp suất chất lỏng pi trong xilanh (5) tác dụng lên các pittông và đẩy các guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty đẩy và thông qua đòn dẫn động (7) làm quay cam (6) đẩy các guốc phanh ép vào tang trống.
Do cấu tạo của cơ cấu phanh guốc khá đa dạng, nên để thuận tiện cho việc tính toán, người ta phân chúng thành ba loại sau (hình 1.2)
Cơ cấu có một guốc xiết, loại “Simplex”, hình 1.2;
Cơ cấu có hai guốc xiết, kiểu “Dou-Duplex”, hình 1.3a
Cơ cấu “Dou-Duplex”, hình 1.3b

Hình 1.1 cơ cấu phanh guốc
a: Dẫn động thủy lực, b: dẫn động khí nén.
1-Guốc phanh, 2- Má phanh, 3- Chốt, 4- Tăng trống, 5-Xi lanh công tác, 6-Cam, 7- Đòn dẫn động cam, 8-Bầu phanh

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa có hai loại: khung cố định (hình 12.4a) và khung di trượt (hình 12.4b). Cơ cấu phanh đĩa khung cố định thường được dùng trên các ô tô con loại lớn và trên các ô tô thể thao vì nó có độ bền cao. Nhược điểm của nó là nhạy cảm với nhiệt độ khi phanh trong thời gian dài.
Cơ cấu phanh đĩa khung di trượt được sử dụng phổ biến hơn do kết cấu gọn nhẹ, thuận tiện cho việc lắp đặt trong không gian hẹp.

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Kết cấu nhỏ gọn, trọng lượng nhỏ;

Khe hở giữa má phanh và trống phanh nhỏ (0,05 – 0,1mm), nhờ đó cho phép tăng khá nhiều tỷ số truyền dẫn động phanh;
Thoát nhiệt, thoát nước các bề mặt ma sát tốt;
Lực tác dụng lên cơ cấu phanh cân bằng, không gây tải trọng trên moay ơ
Áp suất phân bố đều trên các bề mặt ma sát

Hình 1.4 Cơ cấu phanh đĩa

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí là loại cần, kéo, đòn, cáp và các cơ cấu điều khiển trong cơ cấu phanh. Sử dụng đòn cơ khí hoặc dùng dây cáp để dẫn động
Hình 1.5 Sơ đồ dẫn động phanh cơ khí
1: Tay phanh 5: Trục
2: Thanh dẫn 6: Thanh kéo
3: Con lăn dây cáp 7: Thanh cân bằng

4: Dây cáp 8,9: Dây cáp dẫn động phanh

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Sơ đồ nguyên lý của một hệ thống dẫn động phanh bằng thuỷ lực điển hình sử dụng trên ô tô được thể hiện trên hình 1.6. Hiện nay, do yêu cầu về an toàn chuyển động ngày nâng cao dẫn động phanh chính của ô tô bắt buộc phải có hai dòng độc lập, nếu một trong hai dòng có sự cố thì dòng còn lại phải đảm bảo được hiệu quả phanh nhất định.

Một trong những giải pháp tạo hai dòng dẫn động độc lập là sử dụng xilanh chính có hai khoang công tác riêng biệt như thể hiện trên hình 1.6. Trong đó, dòng thứ nhất bắt đầu từ k từ khoang trước (khoang sơ cấp) của xilanh chính theo đường ống (7) qua bộ điều hoà lực phanh (8) tới các xilanh công tác (9) của các cơ cấu phanh guốc của các bánh xe cầu sau (10). Dòng thứ hai đi hứ cấp) của xilan xilanh từ khoang sau (khoang thứ chính (3) theo đường ống (4) tới các xilanh công tác (5) của các cơ cấu phanh đĩa của các bánh xe cầu trước (6).
Khi phanh, lực tác động của người lái từ bàn đạp được truyền qua các đòn dẫn động tới ty đẩy (14) làm pittông (2) dịch chuyển. Khi mép của phớt làm kín 5 bịt lỗ bù dầu 10 thì áp suất trong khoang a bắt đầu tăng, lò xo (7) bị nén lại, van (9) mở ra và chất lỏng được dồn vào đường ống dẫn tới các xilanh công tác tại các bánh xe để thực hiện quá trình phanh.

Hình 1.7 Sơ đồ và nguyên lí của phanh chính
Khi nhả phanh, pittông (2) lùi trở về vị trí ban đầu, áp suất cao trong hệ thống tạo nên lực nén lò xo (6) lại để chất lỏng hồi về xilanh chính qua van một chiều 8. Lò xo 6 được thiết kế sao cho khi áp suất trong hệ thống còn khoảng 0,1 MPa thì van một chiều đóng lại, tạo nên áp suất dư. Áp suất này có tác dụng ép chặt mép các phớt làm kín vào thành xilanh để chống rò rỉ chất lỏng, đồng thời nó đảm bảo cho không khí không lọt vào trong hệ thống.

Dẫn động phanh khí nén:

Trên hình 1.8 thể hiện sơ đồ và nguyên lí của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén của ô tô tải có ba cầu. Hệ thống gồm có nguồn cung cấp khí nén, dẫn động phanh chính với hai dòng độc lập và dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén
Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí (1), đi qua van an điều áp (2), qua bộ lọc tách nước (3), van an toàn kép (4) tới các bình chứa khí (5) và (6). Van an toàn kép (4) đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp

khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh. Van bảo vệ (17) có nhiệm vụ ngắt bình chứa 18 không cho thông với hệ thống nếu có sự cố lọt khí trên đường dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng.
Dẫn động phanh chính gồm có hai dòng độc lập với nhau. Dòng dẫn động phanh cầu trước bắt đầu từ bình khí (5) đi qua ống dẫn (8), qua khoang dưới của tổng van (11), qua van hạn chế áp suất (12) tới các bầu phanh (13). Dòng dẫn động phanh cầu sau đi từ bình khi (6) qua ống dẫn (7), qua khoang trên của tổng van (11), qua bộ điều hoà lực phanh (14) tới các bầu phanh (15, 16) của cụm cầu sau
Máy nén khí sử dụng trong các hệ thống dẫn động phanh trên các ô tô tải thường là máy nén dạng pittông. Máy nén được thiết kế với năng suất sao cho có thể nạp nhanh tất cả các bình khi trên ô tô sau khi khởi động động cơ.
Van điều áp (2) đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làm việc trong hệ thống trong phạm vi giới hạn nhất định.
Bộ tách nước (3) có tác dụng tách hơi nước lẫn trong không khí và ngưng tụ lại thành nước rồi xả ra ngoài, tránh không cho hơi nước lọt vào các bộ phận của hệ thống phanh và Va tr làm gì chúng.
Tổng van trong dẫn động phanh khí có nhiệm vụ điều khiển quá trình cấp khí nén từ các bình khí tới các bầu phanh tại các bánh xe. Yêu cầu cơ bản đối với tổng van khí là tính chép hình, nghĩa là áp suất phanh tại các bầu phanh phải tỷ lệ với lực tác dụng trên bàn đạp. Áp suất khí nén trong hệ thống thường nằm trong khoảng 0,6 = 0,8 MPa tuỳ theo xe cụ thể.

Hình 1.9 tổng van hai dòng

Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các van xả (6) và (10) đang mở, nên các bâu phanh tại các bánh xe được nổi thông với khí trời qua các cửa C và A.
Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới thông qua phần tử đàn hồi (4) đẩy pittông (5) the nap rhon dịch chuyển đi xuống. Đầu tiên, van xả (6) đóng lại ngặn đường thông cửa C với khí trời. Sau đó, van nạp (7) mở ra cho khí nén từ cửa D đi qua khoang dưới pittông
(5) tới cửa C, rồi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thực hiện qua trình phanh. Đồng thời, khí nén đi từ khoang trên qua lỗ nhỏ B và tác động lên pittông (1), đẩy nó cùng với pittông nhỏ (12) đi xuống. Dịch chuyển của pittông (12) lần lượt đóng van xả (10) và mở van nạp (9), để cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tới các bâu phanh tại các bánh xe.

Dẫn động thuỷ khí

Mặc dù có kết cấu phức tạp hơn, nhưng hệ thống phanh thuỷ khí được thiết kế sao cho tận dụng được các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm từng loại dẫn động thành phần. Sơ đồ của một hệ thống phanh thủy khí điển hình được mô tả trên hình 12.10. Với cách bố trí này, người lái chỉ cần tác động một lực rất nhỏ lên bàn đạp để điều khiển tổng van khí. Xilanh thuỷ khí chuyển hoá áp suất khí nén thành áp suất thuỷ lực có giá trị lớn hơn nhiều lần để tạo nên lực phanh tại các bánh xe.

Để giảm tối da tốc độ chậm tác dụng của hệ thống, phần dẫn động khí nén được thiết kế sao cho chiều dài đường ống ngắn nhất có thể.

Các phương án chia dẫn động phanh

Theo có quy định hiện hành, dẫn động phanh có ít nhất hai dòng độc lập nhằm nâng cao tính an toàn.

Trên hình 1.11 là một số phương án chia dòng
Trong các phương án trên, phương án chia dòng kiểu “II” (hình a) được sử dụng phổ biến trên các loại xe do có kết cấu đơn giản. Nhược điểm chính của nó là hiệu quả phanh có thể bị giảm mạnh khi một dòng gặp sự cô do phân bộ tải lên các câu không đều nhau.
Phương án chia dòng chéo kiểu “X” đảm bảo hiệu quả phanh 50% khi một dòng bị hỏng. Nhưng nó có nhược điểm lớn là khi một dòng bị hỏng, lực phanh phân bố không đều ở hai bên gây nên mômen quay thân xe.
Các phương án còn lại đảm bảo hiệu quả phanh cao khi một dòng gặp sự cố, nhưng có kết cấu phức tạp hơn nên ít được sử dụng

Lựa chọn phương án thiết kế

Loại cơ cấu phanh: Tang trống trước, sau.
Loại dẫn động phanh: Khí nén hai dòng

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Loại ô tô	Khách
Loại động cơ	Diesel
Ga1 (N)	60000
Ga2 (N)	95000
L (mm)	6150
Hg (mm)	800
Bánh xe	12 R22.5
Loại cơ cấu phanh	Tang trống trước, sau
Loại dẫn động phanh	Khí nén 2 dòng

Trọng lượng toàn bộ xe G.
G = Ga1 + Ga2 =60000 + 95000= 155000(N)
Xác định khoảng cách từ trọng tâm của ô tô đến tâm cầu trước (a) và tâm cầu sau (b).

a = Ga2. L = 95000.
G

6150

155000

= 3769 (mm).

b = L – a = 6150– 3769= 2381(mm).
Xác định moment phanh cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh.
Mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của ô tô phải đảm bảo giảm tốc độ hoặc dừng ô tô hoàn toàn với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.

Hình: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở hai cầu tương ứng là:

+) Ở cầu trước là:
Mpt = (b + φ.hg).φ.rbx
+) Ở cầu sau là:
Mps = (a - φ.hg).φ.rbx

Trong đó:
Ga1, Ga2 là tải trọng tương ứng tác dụng lên các bánh xe ở cầu trước và sau ở trạng thái tĩnh trên mặt đường nằm ngang.
: hệ số bám của bánh xe với mặt đường, chọn φ = 0,6.
- Ta tính được bán kính thiết kế của bánh xe:
ro = (12 + 22,5/2).25,4 =590,55 [mm]
rbx - Bán kính làm việc của bánh xe.
rbx = λ .ro
trong đó λ là hệ số kể đến sự biến dạng chiều cao của lốp, với lốp áp suất thấp
λ = 0,93  0,935 ; chọn λ = 0,93
rbx = 0,93. 590,55= 550 [mm]
Thay số vào ta được:
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu trước:

Mpt = (2,381+0,6.0,8).0,6.0,54921 = 11880,48(N.m)
+ Đối với mỗi cơ cấu phanh cầu sau:
Mps = . (3,769 - 0,6.0,8). 0,6.0,54921 = 13657,78(N.m)

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Như đã trình bày ở chương trước , cơ cấu phanh lựa chọn là cơ cấu phanh guốc
Tính toán cơ cấu phanh guốc nhằm mục đích :
+ Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh : a,c,e,h
+ Xác định góc và bán kính (r) của phản lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh .
+ Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ
+ Xác định bề rộng má phanh
+ Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh
Kiểm tra hiện tượng tự xiết
Ø Công ma sát riêng
Ø Nhiệt trong quá trình phanhXác định các thông số hình học của cơ cấu phanh.

Hình: Các thông số hình học của cơ cấu phanh Bán kính tang trống phanh tính theo công thức

= - (∆)

Trong đó: δv - Độ dày vành bánh xe, lấy δv =10 mm.
Kh Khoảng cách giữa vành bánh xe và tang phanh, Kh=20mm.
∆ - Độ dày tang phanh; lấy ∆=10 mm.
=> Rt=-(10+20+10)=245,75 (mm)
- Các kích thước khác của cơ cấu phanh a, c, e được tính theo công thức thực nghiệm. a = c = 0,8rt = 196,6 mm.
e = 0,85rt = 208,88 mm.
h = a+c = 393,2 mm.

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

Ta có : tgδ =
Góc δ là góc hợp bởi lực pháp tuyến N1 và trục X1-X1
β1: góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát, β1 = 140-160
β0: góc ôm của tấm ma sát, β0 = 1000-1200
β2 = β1 + β0
Ta có:

Trong đó: ρ: bán kính điểm đặt của tổng phản lực tác dụng lên guốc phanh khi phanh.
Rt : bán kính của tang trống, xe tham khảo có Rt=246 mm.
* Đối với guốc phanh trước:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1200=2,09 (rad), β2 = 1340

Do đó: tgδt = = 0,2
=>δt = 11,30
2.125.(cos 14–cos134)
. ρt = √(2,092+sin2( 120)–2.2,09.cos( 14+134).sin120) = 285,98
* Đối với guốc phanh sau:
Chọn: β1 = 140, β0 = 1000=1,74 (rad), β2 = 1140
Do đó: tgδs = = 0,41
=>δs = 22,30
ρs = = 273,86

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

Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác dụng lên guốc phanh trước và sau để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trước và mô men sinh ra guốc sau bằng mô men tính toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
Khi đã chọn các thông số kết cấu ở trên ta đã tính được góc δ và bán kính ρ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N ( lực hướng vào tâm 0)
Lực R là lực tổng hợp của N và T, lực R tạo với N một góc φ

Góc φ được xác định như sau: tgφ = = μ
μ= Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh : μ = 0,3
=>tgφ = 0,3 => φ= φt= φs= 170
Mô men sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe là: Mp = R1.rot + R2.ros
rot = ρt. = 0,285. = 0,082 (m)
r0s = ρs. = 0,273. = 0,078 (m)

Guốc phanh bị ép bằng cam phanh (phanh khí) thì lực P1 và P2 tác dụng lên hai guốc phanh sẽ khác nhau. Trong trường hợp này khi cam quay, hai guốc phanh sẽ dịch chuyển như nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh bằng nhau và lực R1=R2. Như vậy khi guốc phanh bị ép bằng cam quay, chúng ta có thể xác định ngay lực R1 và R2.
R1=R2=
Muốn xác định P1, P2 ta dùng phương pháp họa đồ bằng cách vẽ đa giác lực của guốc phanh trước và sau.
Góc δ là góc tạo bởi (X, N) muốn xác định được X ta chọn góc 
Từ vị trí đặt lực P nối với tâm quay cố định của 2 guốc ta có trục Y từ đó ta có trục
X, theo tính toán ta có 1, 2 và có vậy từ đây ta xác định được vị trí đặt lực N có r r phương hướng vào tâm 0.
Từ điểm đặt lực P ta kéo dài lực P, quay hai vòng tròn có bán kính ρt và ρs kết hợp với các góc δt và δs, xác định được điểm đặt lực R1 và R2, vẽ hai vòng tròn có bán kính rot và ros, kẻ tiếp tuyến của hai đường tròn đi qua hai điểm đặt lực của R1 và R2. Đó là phương của R1 và R2, hai đường tiếp tuyến này cắt đường kéo dài của lực P tại 0’ và 0’’. Từ 0’ nối với tâm chốt quay của má trước ta có phản lực U1 và nối 0’’ với tâm chốt quay của má sau ta có phản lực U2. Như vậy trên mỗi guốc phanh có ba lực P1,R1,U1 và P2, U2 và R2. Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn bằng nhau để thể hiện lực R, nối tiếp R là U1 bằng cách trượt thước kẻ theo đường // với đường U1 và lại nối tiếp với P1 cũng kẻ // với đường P1 ta sẽ có tam giác khép kín. Tương tự ta có tam giác thứ hai đối với má sau.

Hình: Họa đồ lực tác dụng lên cơ cấu phanh

Đối với cầu trước: Mpt= 11880,48 (N.m)

R1 = R2 = R = = = 72441,95 (N)

Trên đồ thị ta đo được R=500 (mm).
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 72441,95 /500 = 144,88(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 153(mm) => P1=15960 (N)

P2=290(mm) => P2=30152 (N) U1=359 (mm) => U1=37149 (N); U2=261 (mm) => U2=27022,4 (N).
Đối với cầu sau: Mps=13657,78 (N.m)
R1 = R2 = R = = = 87549,87 (N)
Vậy ta có tỷ lệ xích: μ = 87549,87 /500 = 175,1(N/mm)
Trên họa đồ ta đo được: P1= 154,75(mm) => P1=16479,32 (N)
P2=292,32(mm) => P2= 31129,15(N) U1=360,1 (mm) => U1= 38347 (N) U2=261,93 (mm) => U2= 27892,9 (N).
2.3 Tính toán các kích thước cơ bản của bầu phanh
2.3.1 Thiết kế tính toán bầu phanh trước
Bầu phanh trước có kết cấu đơn giản gồm hai nửa vỏ dập định hình bằng thép dày từ 3–5 mm, một đĩa tỳ phanh đẩy màng cao su, áp suất tác dụng lên màng(pittong) được chuyển thành lực tỳ đẩy tác động lên thanh dẫn động lên trục cam được thể hiện ở sơ đồ toán hình.

Hình: Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên thanh đẩy
Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
Q1.L.hT = (P1’ + P2’). (*)
Trong đó:
‣ L – Cánh tay đòn, chọn xe tham khảo: L= 159mm
‣ hT - Hiệu suất truyền động của cam, hT = 0,85
P1’, P2’ – Lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.
Từ họa đồ phanh ta có:
P’1= 18697,7 (N)
P’2= 35829,66 (N)
h- Khoảng cách giữa hai lực P’1 và P’2 , chọn xe tham khảo: h = 46mm
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 9279,52 (N)
Xét sự cân bằng của màng phanh:

Trong đó:
Q1- Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q1= 9279,52 (N) =1000 (Kg)
Pj – Áp suất của bầu phanh, Pj = 7 KG/cm2
D1 – Đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 = 0,95
Plx – Lực ép lò xo , theo kinh nghiệm lấy: Plx = 14Kg

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 139,4 (mm)
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:

= = 15254,4 (mm2)
Diện tích bao kính của bầu phanh:
FB = = = 19068 (mm2)
K- Hệ số dự trữ năng lượng , lấy K= 0,8
Đường kính bao kín của bầu phanh:
Dbp = = = 155,85 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.3.2 Thiết kế tính toán bầu phanh sau

Xét cân bằng tại cơ cấu cam ép.)111
Phương trình cân bằng lực :
Q2.L.hT = (P1// + P2//).h/2
Trong đó:
Q2 – Là lực tác dụng vào thanh đẩy bầu phanh sau.
L – là cánh tay đòn xác địng trong bản vẽ: L= 159mm
hT – là hiệu suất truyền động của cam: hT = 0,85
P1’’,P2’’ – là lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau
Từ họa đồ lực phanh ta có:
P1// = 25888,13 (N) = 2588,8 (Kg)
P2// = 48902,21 (N) = 4890,2 (Kg)
h- khoảng cách giữa hai lực P1// và P2//, chọn theo xe tham khảo: h=46mm.
Thay số vào công thức (*) ta được:

= = 1272 (Kg)
Xét sự cân bằng của màng phanh:
Q2 + Plx = Pj.
Trong đó:
Q2 – lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh. Q2 = 1272 (Kg)
Pj – áp suất trong của bầu phanh. PJ = 7KG/cm2
D2 – đường kính hiệu dụng của màng phanh
h1 – hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, h1 = 1
h2 – hệ số tính đến tổn hao do ma sát, h2 =0,95
Plx – lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy Plx = 14Kg
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

= = 156,95 (mm )
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh:
FA = = = 19337,14 (mm2)
Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA/K
K – hệ số dự trữ năng lượng, lấy K=0,8.
Vậy: FB = 19337,14 /0,8 =24171,4 (mm2)
Đường kính bao của bầu phanh:

= = 175,48 (mm)
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra. Kiểm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
2.4 Kiểm tra khả năng làm việc của cơ cấu phanh
2.4.1 Kiểm tra hiện tượng tự siết
Hiện tượng tự siết trong quá trình phanh là hiện tượng khi má phanh ép sát vào tang trống chỉ bằng lực ma sát mà không cần lực P của truyền động lên guốc phanh.
Trong trường hợp này như vậy mô men phanh đứng về phương diện mà nó sẽ tiến tới vô hạn.
Hiện tượng tự siết sẽ gây ra bó cứng phanh xe, làm mất ổn định khi phanh, nhất =0,3là trong trường hợp xe tiến. Do đó trong qúa trình tính toán thiết kế cần kiểm tra hiện tự tượng siết khi xe tiến,
Để kiểm tra hiện tượng tự siết, ta thiết lập mối quan hệ giữa mô men phanh Mp và lực ép P.
Xảy ra hiện tượng tự siết khi: μ = = tgφ
Trong đó: C – là khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt quay của má phanh(mm), C= 164 mm.

+)Trường hợp xe tiến: khi xe tiến về phía trước, hiện tượng tự siết chỉ có thể xảy ra ở guốc phanh trước.
Với μ=0,3: ρt = 285,98 (mm); δt = 11,30
Tg φ = = 0,64 > 0,3 =μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự xiết ở bánh xe khi xe tiến.
+)Trường hợp xe lùi:
Với μ=0,3; ρs =273,86 (mm); δs = 22,30
Tgφ = = 0,72>0,3=μ
Vậy không xảy ra hiện tượng tự siết ở bánh xe khi lùi.
2.4.2 Xác định kính thước của má phanh
Kích thước của má phanh chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng áp suất trên má phanh, tỷ số trọng lượng toàn bộ của ô tô trên diện tích toàn của má phanh và hạn chế độ làm việc của phanh.
a)Kiểm tra công ma sát riêng
Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ô tô chạy với vận tốc V0 trước khi phanh.

Trong đó:
G là trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải, G = 110000 (N)
V0 là tốc độ của ô tô khi bắt đầu phanh, chọn V0=60K m/h=16,66m/s.
g: Gia tốc trọng trường, lấy g=9,81 m/s2
F : diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các bánh xe.
Ta có công thức tính diện tích là:
0i: góc ôm má phanh thứ i
bi: bề rộng của má phanh thứ I, khảo sát thực tế bi= 160 (mm)
Rt: bán kính trống phanh, Rt = 190 mm.
Ta chọn cơ cấu phanh ở 4 bánh là như nhau, nên ta có:

Trong đó:
Ft là diện tích của má phanh trước
Fs là diện tích của má phanh sau
FΣ = 4.(2,09.190.160+1,74.190.160)= 465728 (mm2) = 4657(cm2)
Thay vào công thức (*) ta được:
L= = 334,15 < [L](J/ cm2)
Vậy thỏa mãn điều kiện: l ≤[l]=400 ¸ 1000(J/cm2)
Vậy má phanh chọn thỏa mãn toàn bộ năng lượng khi phanh bánh xe.
b)Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
Khi muốn biết thời gian phục vụ của má phanh hay tuổi thọ của nó thì ta xét đến áp suất trên bề mặt ma sát dựa vào thông số q.

Theo công thức(**) ta thấy khi muốn xét đến thông số q thì phụ thuộc vào góc ôm má phanh và mô men phanh sinh ra tại cơ cấu phanh vậy ta chỉ xét đến má phanh có gốc ôm lớn và chịu mô men phanh lớn.
Xét cầu trước vì cầu trước chịu mô men phanh lớn hơn cầu sau và ta xét đối với má phanh trước chịu mô men phanh lớn hơn má phanh sau.
Ta có: μ= 0,3
Β0= 1200 = 2,09rad
Rt= 190mm; b=160mm
Với cầu trước mô men sinh ra tại một cơ cấu phanh là: Mp= 10051,3(N.m)
Q = = 1856320 (N/m2) = 1,85 (Mpa) ≤ [q] = 1,5-2,0 Mpa
Vậy guốc phanh trước đảm bảo áp suất riêng, do đó guốc phanh sau cũng đảm áp suất riêng.
c)Thời gian làm việc của má phanh còn được đánh giá bằng tỉ số:
p= ≤[P]= (2,5 ¸ 3,5).104 Kg/m2
Trong đó:
M – khối lượng toàn bộ của ô tô, M=11000 Kg
FΣ = 370272 (cm2) = 0,3702 (m2) – Tổng diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh.
p= = 2,9 Kg/m2 ≤ [p]
Kết luận: Vậy giá trị p nằm trong giới hạn cho phép.
2.4.3 Tính toán nhiệt phát sinh ra trong quá trình phanh
Trong quá trình phanh động năng của ô tô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh và một phần thoát ra môi trường không khí. Nếu nhiệt độ cơ cấu phanh lớn sẽ làm hệ số ma sát giữa má và trống giảm, dẫn đến giảm hiệu quả phanh.
Phương trình cân bằng năng lượng:

Trong đó:
G: trọng lượng toàn bộ của ô tô khi đầy tải.
g: gia tốc trọng trường, lấy g=9,81(m/s2 ).
V1,V2: tốc độ đầu và cuối khi phanh.
mt: khối lượng của các trống phanh và các chi tiết bị nung nóng.
(khối lượng mỗi tang trống =4 KG).
C: nhiệt dung riêng của các chi tiết bị nung nóng, (C=500J/Kg.độ). Ø
to : sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí.
Ft: diện tích làm mát của trống phanh.
kt: hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí.
t: thời gian phanh.
Trong công thức trên số hạng thứ nhất là phần năng lượng làm nung nóng trống phanh; số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra ngoài không khí. Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua. Do đó ta có thể xác định được sự tăng nhiệt độ của trống phanh như sau:

Sự tăng nhiệt độ của trống phanh khi phanh tới V1=30km/h=8,3(m/s) cho đến khi xe dừng hẳn V2=0(m/s), ta có:
t0= = 9,650 ≤ 150 ( Với mt = 8kg)
Vậy đảm bảo nhiệt độ làm việc của má phanh.
2.5 Tính bền một số chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh
a)Tính áp suất tác dụng lên trống phanh
Áp suất trong trống phanh tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
p – là Momen phanh lớn nhất do guốc phanh trước và guốc phanh sau sinh ra.
p = 6499,5
– Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh. = 0,3
b – Bề rộng má phanh, b = 160 (mm)
rt – Bán kính trống phanh, rt = 2190 (mm)
β0 – Góc ôm của tấm ma sát, 0 = 120°

b)Tính ứng suất hướng tâm và ứng suất tiếp tuyến
-Ứng suất hướng tâm tính theo theo công thức kinh nghiệm sau:

-Ứng suất tiếp tuyến tính theo công thức kinh nghiệm sau:

Trong đó:
a’ – Bán kính trong của trống, a’= 180 (mm)
b’ – Bán kính ngoài của trống, b’= 190 (mm)
r – Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a’ thì n và t đạt giá trị cực đại.

Ta có ứng suất tương đường bằng:

σtd = 1,5.338,47 =507,705 (Kg/cm2)
Trống phanh được làm bằng gam CX18-36 có [σk] = 1800[Kg/cm2]
=> σtd = 507,71 Kg/cm2 ≤ [σK]
Kết luận: Trống phanh thiết kế đủ bền
2.5.2 Tính bền chốt phanh
Điều kiện bền của chốt phanh làm việc theo công thức kinh nghiệm:

= = 305,3 => Đảm bảo độ bền
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 (cm)
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1 = 38347 N
n – Số chốt phanh chịu lực, n = 2

b)Tính chốt phanh theo dập

Điều kiện bền khi dập, công thức kinh nghiệm:

= = 348,6
Trong đó:
d – Đường kính của chốt, d = 2,2 cm
U1 – Lực tác dụng lên chốt đã xác định ở phần trên, U1
l – Chiều dài của tấm truyền sức ép vào thân chốt, l = 50 mm
Kết luận: Chốt phanh thiết kế đủ bền.
2.6 Máy nén khí
*Nhiệm vụ : cung cấp khí nén và nén khí vào các bình chứa để cung cấp cho hệ thống phanh.
*Các yêu cầu:
Máy nén khí được chọn sao cho đảm bảo yêu cầu sau:
-Nạp nhanh các bình chứa sau khi khởi động động cơ
-Giữ được áp suất trong hệ thống gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục
Trên thực tế máy nén khí chỉ làm việc khoảng 10-20% thời gian làm việc của ô tô, khi các bình chứa được nạp đầy thì máy nén chuyển sang chạy ở chế độ không tải.
Khi tính toán thiết kế máy nén khí có hai phương án:
-Phương án 1: Tự thiết kế ra một máy nén khí mới
-Phương án 2: Mua một máy đã có sẵn trên thị trường , kiểm tra xem có đạt yêu cầu không.
Hiện nay máy nén khí có bán trên thị trường rất nhiều, vì vậy chọn phương án 2 là tốt nhất.
2.6.1 Các thông số kỹ thuật máy nén khí
Số xy lanh: i=2 đặt thẳng hàng
Đường kính xy lanh: d=52 mm = 5,2 cm
Hành trình piston: S=38 mm = 3,8 cm
Số vòng quay của máy nén khí: n=1700 v/ph
Tỷ số truyền của đai: itđ=2
Hiệu suất truyền khí của máy nén khí η=0,6

2.6.2 Năng suất của máy nén khí
Năng suất của máy nén khí được xác địng theo công thức:

Xe thiết kế sử dụng 5 bình khí nén, dung tích mỗi bình 140 lít. Vậy tổng lượng khí nén trong các bình là: 5x140=700 (l).

Kết Luận: sau 4 phút máy nén nạp được 4x219=876 (l), khí nén đảm bảo nạp đầy tất cả các bình chứa.
2.6.3 Tính bền của đường ống dẫn phanh
Trong tính toán có thể coi đường ống là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu và có chiều dài lớn. Đây là bài toán vỏ mỏng tròn xoay chịu tải trọng phân bố đối xứng tính theo lý thuyết không mô men.
Theo công thức sau:

Trong đó:
P- áp suất bên trong của đường ống, P= 7Kg/cm2
R- bán kính trong ống dẫn, R=6,5 mm = 0,65 cm
S- chiều dày đường ống, S=0,7 mm =0,07 cm
Đối với ống dẫn làm bằng hợp kim đồng thì: [σ] = 2600(Kg/cm2)
Thay vào công thức trên ta được:

Ứng suất tương đương là:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiết kế tính toán ô tô – Nguyễn Trọng Hoan – NXB giáo dục Việt Nam
2. Kết cấu ô tô – Nguyễn Khắc Trai

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ

bacho

Thành viên O-H

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH​

Công dụng​

Phân loại.​

Yêu cầu.​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.​

Cơ cấu phanh tăng trống​

Cơ cấu phanh đĩa​

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh​

Dẫn động cơ khí​

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )​

Dẫn động phanh khí nén:​

Dẫn động thuỷ khí​

Các phương án chia dẫn động phanh​

Lựa chọn phương án thiết kế​

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH​

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh​

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh​

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.​

Xác định các lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ.​

Giáo viên hướng dẫn​

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH​

Công dụng​

Phân loại.​

Yêu cầu.​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.​

Cơ cấu phanh tăng trống​

Cơ cấu phanh đĩa​

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh​

Dẫn động cơ khí​

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )​

Dẫn động phanh khí nén:​

Dẫn động thuỷ khí​

Các phương án chia dẫn động phanh​

Lựa chọn phương án thiết kế​

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH​

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh​

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh​

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.​

Xác định các lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ.​

Giáo viên hướng dẫn​

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH​

Công dụng​

Phân loại.​

Yêu cầu.​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.​

Cơ cấu phanh tăng trống​

Cơ cấu phanh đĩa​

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh​

Dẫn động cơ khí​

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )​

Dẫn động phanh khí nén:​

Dẫn động thuỷ khí​

Các phương án chia dẫn động phanh​

Lựa chọn phương án thiết kế​

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH​

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh​

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh​

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.​

Xác định các lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ.​

Giáo viên hướng dẫn​

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH​

Công dụng​

Phân loại.​

Yêu cầu.​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.​

Cơ cấu phanh tăng trống​

Cơ cấu phanh đĩa​

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:​

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh​

Dẫn động cơ khí​

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )​

Dẫn động phanh khí nén:​

Dẫn động thuỷ khí​

Các phương án chia dẫn động phanh​

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Phân loại.

Yêu cầu.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cơ cấu phanh đĩa

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Dẫn động phanh khí nén:

Dẫn động thuỷ khí

Các phương án chia dẫn động phanh

Lựa chọn phương án thiết kế

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

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

Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Phân loại.

Yêu cầu.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cơ cấu phanh đĩa

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Dẫn động phanh khí nén:

Dẫn động thuỷ khí

Các phương án chia dẫn động phanh

Lựa chọn phương án thiết kế

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

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

Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Phân loại.

Yêu cầu.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cơ cấu phanh đĩa

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Dẫn động phanh khí nén:

Dẫn động thuỷ khí

Các phương án chia dẫn động phanh

Lựa chọn phương án thiết kế

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh

Xác định các kích thước cơ bản của cơ cấu phanh

Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh.

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

Giáo viên hướng dẫn

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

Công dụng

Phân loại.

Yêu cầu.

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc cảu cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh tăng trống

Cơ cấu phanh đĩa

So với phanh tang trống, phanh đĩa có những ưu điểm sau:

Sơ đồ cấu tạo và nguyên lí làm việc của dẫn động phanh

Dẫn động cơ khí

Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu )

Dẫn động phanh khí nén:

Dẫn động thuỷ khí

Các phương án chia dẫn động phanh

Lựa chọn phương án thiết kế

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Tính mô men phanh cần thiết của cơ cấu phanh