TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ ĐIỆN CỠ NHỎ

62 617 4
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO Ô TÔ ĐIỆN CỠ NHỎ

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lớp: 106091 Ngành đào tạo: Chuyên ngành: Mai Huy Hữu Khoá học: 2009 - 2013 Công nghệ kỹ thuật ôtô Công nghệ kỹ thuật ôtô Tên đề tài: “Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ôtô điện cỡ nhỏ” Nội dung: Số liệu tài liệu tham khảo Xe điện cỡ nhỏ với thông số bản: - Số chỗ ngồi: 04 - Khối lượng không tải: m01=100 kg, m02=180 kg - Khối lượng toàn tải: m1=180 kg, m2=400kg - Chiều dài sở: 1800 mm - Chiều rộng sở: 1200 mm Phần thuyết minh - Chương 1: Tổng quan hệ thống phanh - Chương 2: Tính tốn thiêt kế hệ thống phanh xe ôtô điện cỡ nhỏ - Chương 3: Tính kiểm nghiệm bền số chi tiết hệ thống phanh - Kết luận khuyến nghị Phần thực hành Ngày giao đề tài: tháng năm Ngày hoàn thành: tháng năm Giáo viên HD: Đỗ Văn Cường Hưng n, ngày .tháng năm PHĨ BỢ MƠN PHỤ TRÁCH BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA ThS Nguyễn Mạnh Cường TS Đào Chí Cường NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ LỜI NĨI ĐẦU Ngành tơ chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân nói chung giao thơng vận tải nói riêng, định phần không nhỏ đến phát triển kinh tế quốc gia Ngày phương tiện vận tải ngày phát triển hoàn thiện đại, đặc biệt ngành ô tô có những thành tựu kỹ thuật vượt bậc, điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn phương pháp tính tốn đại áp dụng ngành ô tô Là kỹ sư tương lai ngành ôtô, phải nắm bắt chắn quy trình làm việc, thiết kế tính tốn sản phẩm ôtô Trong ôtô hệ thống phanh những hệ thống quan trọng đòi hỏi phải tính tốn thiết kế thật cẩn thận, tỉ mỉ liên quan trực tiếp đến tính mạng người điều khiển, đòi hỏi yêu cầu quãng đường phanh, gia tốc phanh, độ êm dịu, thời gian phanh hợp lý Ngày phải hoàn thiện để phù hợp với yêu cầu giảm tốc độ, dừng xe với những loại xe ngày đạt ưu vận tốc Xe tơ ngày có nhiều loại, tiện dụng, với thẩm mỹ trọng, hệ thống phanh những hệ thống quan trọng nhất, phải đảm bảo độ ổn định để tránh những tai nạn thảm khốc nhất, nên em chọn làm đề tài nghiên cứu thiết kế hệ thống phanh làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp Đề tài có tựa đề: “Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ôtô điện cỡ nhỏ” - Chương 1: Tổng quan hệ thống phanh - Chương 2: Tính tốn thiêt kế hệ thống phanh xe ôtô điện cỡ nhỏ - Chương 3: Tính kiểm nghiệm bền số chi tiết hệ thống phanh Được giúp đỡ tận tình thầy Đỗ Văn Cường em hồn thành đồ án Mặc dù khuôn khổ thời gian hạn chế, kinh nghiệm thực tế kiến thức cịn hạn hẹp, em kính mong thầy góp ý, bảo thêm Em xin chân thành cảm ơn PHẦN I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI Lý chọn đề tài lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1 Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách hàng hoá ngành kinh tế nước nhà, đồng thời trở thành phương tiện giao thông tư nhân nước có kinh tế phát triển Hiện vấn đề ô nhiễm môi trường nên hãng xe vào nghiên cứu cho đời dòng xe chạy bằng điện đưa vào hịa nhập vào thị trường tơ, mật độ tô lưu thông ngày nhiều Song song với gia tăng số lượng tơ số vụ tai nạn giao thông đường ô tô gây tăng với những số báo động Trong nguyên nhân gây tai nạn giao thông đường hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật nguyên nhân an toàn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn Hiện nay, hệ thống phanh trang bị ô tô ngày cải tiến, tiêu chuẩn thiết kế chế tạo sử dụng hệ thống phanh ngày nghiêm ngặt chặt chẽ Vì viêc tính tốn thiết kế hệ thống phanh mang ý nghĩa quan trọng thiếu nhằm cải tiến hệ thống phanh, đồng thời tìm phương án thiết kế để tăng hiệu phanh, tăng tính ổn định tăng dẫn hướng phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động tăng hiệu vận chuyển ô tô Với mục đích đó, em chọn đề tài " Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ơtơ điện cỡ nhỏ " Trong đề tài em tập trung vào vấn đề tính tốn thiết kế hệ thống phanh xe điện cỡ nhỏ chỗ ngồi Mặc dù cố gắng, kiến thức có hạn thời gian ngắn, thiếu kinh nghiệm thực tế nên khuôn khổ đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Em mong thầy góp ý, bảo để kiến thức em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài, thầy giáo mơn tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hồn thành tốt nội dung đề tài 1.2 Ý nghĩa đề tài - Đề tài giúp cho những sinh viên năm cuối củng cố lại kiến thức để chuẩn bị cho sinh viên trường để đáp ứng phần nhu cầu công việc Đề tài nghiên cứu “Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ôtô điện cỡ nhỏ”giúp cho chúng em hiểu rõ nữa bổ trợ thêm kiến thức hệ thống - Nội dung kết đề tài làm tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên khoá - Kết đạt làm sở để phát triển đề tài mức cao Mục tiêu đề tài - Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe điện cỡ nhỏ loại chỗ ngồi - Kiểm nghiệm bền số chi tiết hệ thống phanh xe điện cỡ nhỏ Đối tượng khách thể nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu Hệ thống phanh xe điện cỡ nhỏ chỗ ngồi 3.2 Khách thể nghiên cứu Hệ thống phanh xe điện cỡ nhỏ chỗ ngồi Nhiệm vụ nghiên cứu - Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ô tô điện cỡ nhỏ chỗ ngồi - Kiểm bền số chi tiết hệ thống phanh Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Quan sát, tìm hiểu thơng số kết cấu (thơng số bên ngồi ), tính kỹ thuật - Đề suất cải tiến hệ thống phanh 5.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp thực thu thập số lượng tài liệu tham khảo những đề tài có liên quan thực trước * Mục đích : Nghiên cứu, tham khảo, tìm hiểu thơng tin khoa học sở nghiên cứu văn bản, tài liệu, sách báo có sẵn bằng tư logic để rút kết luận cần thiết * Tài liệu nghiên cứu: Tài liệu thứ cấp: Là tài liệu có nguồn gốc từ tài liệu sơ cấp phân tích, thảo luận diễn giải như: Sách giáo khoa, báo chí giáo trình Các tài liệu giải thích phân tích dựa thực tiễn lý thuyết cách xác * Các bước thực hiện: - Bước 1: Thu thập tìm hiểu tài liệu viết hệ thống phanh ô tô - Bước 2: Sắp xếp tài liệu khoa học thành hệ thống logic, chặt chẽ theo bước, đơn vị kiến thức, vấn đề khoa học có sở chất định - Bước 3: Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe điện dựa thông số ban đầu đề tài, đảm bảo hệ thống làm việc an tồn PHẦN II: NỢI DUNG CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Ơ TƠ 1.1 Cơng dụng, phân loại, u cầu 1.1.1 Cơng dụng Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn ôtô giữ ôtô đứng yên độ dốc định Thơng thường, q trình phanh xe tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay phần đứng yên xe, động chuyển động xe biến thành nhiệt cấu ma sát truyền môi trường xung quanh Hệ thống phanh ơtơ gồm có phận chính: Cơ cấu phanh: Được bố trí gần bánh xe, thực chức cấu ma sát nhằm tạo momen hãm bánh xe ôtô phanh Dẫn động phanh: Bao gồm phận liên kết từ cấu điều khiển (bàn đạp phanh, cần kéo phanh) tới chi tiết điều khiển hoạt động cấu phanh Dẫn động phanh dùng để truyền khuếch đại lực điều khiển từ cấu điều khiển phanh đến chi tiết điều khiển hoạt động cấu phanh 1.1.2 Phân loại 1.1.2.1 Theo mục đích sử dụng - Phanh - Phanh dừng - Phanh dự phòng - Phanh rà hay chậm dần (Phanh động cơ, thủy lực, hay điện từ sử dụng cho xe tải cỡ lớn thường xuyên làm việc dốc dài) 1.1.2.2 Theo phận hệ thống - Theo cấu phanh: • Phanh guốc • Phanh đĩa • Phanh đai - Theo dẫn động phanh: • Dẫn động khí nén • Dẫn động thủy lực • Dẫn động thủy khí • Dẫn động khí • Dẫn động điện 1.1.3 Các yêu cầu hệ thống phanh - Có hiệu phanh cao tất bánh xe, nghĩa đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất, phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm - Điều khiển nhẹ nhàng thuận lợi: Lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều khiển phù hợp với khả thực liên tục người - Phanh êm dịu đảm bảo ổn định ơtơ phanh - Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với phanh ơtơ q trình thực phanh - Phân bố momen phanh hợp lý để tận dụng tối đa trọng lượng bám bánh xe không xảy tượng trượt lết bánh xe phanh với cường độ lực bàn đạp khác - Khơng có tượng tự siết - Cơ cấu phanh nhiệt tốt, trì ổn định hệ số ma sát cấu phanh điều kiện sử dụng - Hệ số ma sát giữa má phanh trống phanh cao ổn định điều kiện sử dụng - Lực bám bánh xe tỷ lệ thuận với lực điều khiển bàn đạp - Có khả giữ tơ dốc thời gian dài - Đảm bảo độ tin cậy hệ thống thực phanh trường hợp sử dụng kể phần dẫn động điều khiển có hư hỏng 1.2 Kết cấu hệ thống phanh 1.2.1 Các hệ thống phanh ơtơ - Trên ơtơ thường có hệ thống phanh: Phanh chính, phanh dừng phanh dự phịng - - Phanh chính: Là hệ thống hồn chỉnh, độc lập với hệ thống phanh khác Có nhiệm vụ giảm tốc độ dừng hẳn ô tô chuyển động cần thiết Được điều khiển bằng chân thường dẫn động bằng khí nén thủy lực Phanh dừng có nhiệm vụ giữ cho tơ trạng thái dừng thơi gian dài, có khả giữ ôtô đỗ độ dốc định Được dẫn động bằng khí, điều khiển bằng tay - Phanh dự phòng: Nhiệm vụ thay tạm thời cho phanh hệ thống bị cố đường Có thể dùng chung hệ thống với phanh dừng - Ngồi số loại ơtơ thường có bố trí hệ thống phanh bổ trợ, có tác dụng giảm tốc độ ôtô dốc dài mà sử dụng tới phanh phanh khác Hệ thống phanh phanh thủy lực, bố trí trục thứ cấp hộp số phanh bằng động với van điều khiển đặt đường xả khí động 1.2.2 Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh ơtơ chủ yếu có hai dạng: Phanh tang trống phanh đĩa - Phanh tang trống: Chủ yếu xe ơtơ có tải trọng lớn (xe tải, xe khách số loại ôtô con) - Phanh đĩa dùng nhiều ơtơ con, chủ yếu cấu phanh trước 1.2.2.1 Cơ cấu phanh tang trống a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục Cấu tạo chung cấu phanh hai chốt cố định có bố trí chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh trống phanh phía dưới, khe hở phía điều chỉnh bằng trục cam ép( hình 1.1a ) bằng cam lệch tâm ( hình 1.1b ) 10 Hình 1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục b) Cơ cấu phanh guốc loại bơi Guốc phanh không tựa chốt quay cố định mà hai tựa mặt tựa di trượt Có hai kiểu cấu phanh loại bơi: loại mặt tựa tác dụng đơn( hình 1.2.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.2.b) Loại mặt tựa tác dụng đơn: loại đầu guốc phanh tựa mặt tựa di trượt phần vỏ xi lanh, đầu lại tựa vào mặt tựa di trượt piston Cơ cấu phanh loại thường bố trí bánh xe trước ôtô du lịch ôtô tải nhỏ Loại hai mặt tựa tác dụng kép: loại xi lanh bánh xe có hai piston hai đầu guốc tựa hai mặt tựa di trượt hai piston Cơ cấu phanh loại sử dụng bánh xe sau ôtô du lịch ơtơ tải nhỏ 10 48 Trong đó: 0,86 ÷ 0,92 + η: Hiệu suất dẫn động bàn đạp, η = , ta chọn η = 0,9 + dc: Đường kính xilanh chính, dc = 30 (mm) + pmax: Áp suất làm việc chất lỏng dòng dẫn động, pmax = 4,67 (MPa) r1 = r2 + Tỷ số kích thước: Thay giá trị vào [2.33] ta lực cần tác dụng lên bàn đạp để tạo áp suất làm việc theo yêu cầu:  π 0,03 Pbđ = 4,67.10   4.0,9 1  = 407,53 9 (N) Nhận xét: Pbđ thỏa mãn yêu cầu so với [Pbđ] Trong q trình lắp đặt, bố trí bàn đạp phanh ta thay đổi, chọn tỉ số truyền bàn đạp cấu gọn nhẹ, dễ bố trí r2 r1 thích hợp để làm cho kết 2.2.6 Phanh dừng Để đảm bảo cho xe đứng yên thời gian dài, đứng n dốc cần phải có phanh dừng Trên ô tô nói chung phanh dừng làm riêng lẻ, lúc cấu phanh đặt trục hộp số nên gọi phanh truyền lực Phanh dừng đặt bánh xe (chung với cấu phanh hệ thống phanh chính) truyền động phanh dừng làm riêng lẻ thường loại khí Phanh dừng phanh tất bánh xe phanh bánh xe sau 48 49 10° Hình 2.17 Sơ đồ tính tốn phanh dừng Tham khảo kết cấu phanh dừng xe điện sử dụng khu resort, sân golf… xe dừng lại, đạp bàn đạp phanh vượt giới hạn cho phép cấu phanh dừng tiến hành việc khóa chặt bàn đạp, ép má phanh vào đĩa phanh, khơng cho xe chuyển động Xác định lực phanh cần thiết để xe đứng yên dốc: Khi tính tốn phanh dừng ta tính cho xe đứng dốc có độ dốc 10° Do xe thiết kế phanh bánh xe sau nên ta xét trường hợp xe quay đầu xuống dốc, trường hợp nguy hiểm đứng dốc lên Xe đứng yên dốc với độ nghiêng α đảm bảo điều kiện sau: Ppmax ≥ Ga.sinα [2.34] Mà: Ppmax = φ.Z’2 [2.35] Trong đó: + Ga: Trọng lượng toàn xe + ϕ: Hệ số bám giữa lốp mặt đường, ϕ = 0,7 + Độ dốc α = 10o + Z’2: Phản lực pháp tuyến đường tác dụng lên bánh xe sau (khi xe đường dốc), Z’2 tính sau: 49 50 Z '2 = Ga (a cos α − hg sin α ) L [2.36] Với: + a: tọa độ trọng tâm xe theo chiều dọc, a = 1241 (mm) + hg: tọa độ trọng tâm xe theo chiều cao, hg = 465 (mm) Thay [2.36] vào [2.35], ta suy lực phanh lớn tác dụng lên bánh xe sau: Pp max = 0,7 580 9,81 (1241 cos 10° − 0,465 sin 10°) = 2704 1800 (N) Momen phanh cực đại cho phép: Mpmax = Ppmax.rbx, với rbx: bán kính bánh xe sau, rbx = 200 (mm) M p max = 2704.0,200 = 5408 Suy ra: Từ [2.34] suy lực phanh yêu cầu: (Nm) Ppd ≥ G a sin α = 580 9,81 sin 10° = 988 ,02 (N) Hay momen phanh cần thiết để xe đứng yên dốc là: M pd = Ppd rbx ≥ 988 ,02.0,200 = 197,6 (Nm) Để nâng cao độ tin cậy hệ thống phanh ta tính lực phanh dừng tác dụng lên bánh xe sau là: Ppd = 1000 (N) đảm bảo hai điều kiện [2.34] [2.35] Momen phanh cấu phanh dừng sinh là: M pd = 1000.0,200 = 200 (Nm) 2.2.7 Tính tốn hiệu phanh 2.2.7 Đặc tính phanh xe thiết kế Sự phanh có hiệu ứng với lực phanh sinh bánh xe tỷ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên chúng, mà tải trọng tác dụng lên bánh xe trình phanh lại thay đổi có lực qn tính Pj tác dụng Trong trường hợp phanh có hiệu (quãng đường phanh nhỏ nhất, gia tốc chậm dần lớn nhất, thời gian phanh nhỏ nhất) tỷ số giữa lực phanh bánh xe trước lực phanh bánh xe sau là: Ppt Pps = ϕZ1 Z1 = ϕZ Z [2.37] Z1 = Với: G G (b + ϕhg ) Z = ( a − ϕhg ) L L , [2.38] 50 51 Từ hai biểu thức [2.37] [2.38] ta được: Ppt Pps = b + ϕhg a − ϕhhg [2.39] Vậy để đạt hiệu phanh cao lực phanh sinh bánh xe trước Ppt bánh xe sau P ps phải tuân theo biểu thức [2.39] Nếu coi bán kính bánh trước rb1 bánh xe sau rb2 trình phanh ta viết quan hệ giữa momen phanh bánh trước Mpt bánh xe sau Mps sau: M ps Pps rb Pps = = M pt Ppt rb1 Ppt [2.40] Kết hợp hai biểu thức [2.39] [2.40] ta có quan hệ sau: M ps M pt = a − ϕhg b + ϕhhg [2.41] Trong đó: + Mpt: Momen phanh cần sinh bánh xe trước + Mps: Momen phanh cần sinh bánh xe sau + a, b, hg: Các toạ độ trọng tâm xe + ϕ: Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường Như muốn đảm bảo hiệu phanh tốt mơmen phanh sinh bánh xe trước Mpt momen phanh sinh bánh xe sau M ps phải tuân theo biểu thức [2.41] Các giá trị a, b, hg ô tô định thay đổi tuỳ theo vị trí mức độ chất tải lên ô tô, hệ số bám ϕ thay đổi theo loại đường mà xe hoạt động, tình trạng kỹ thuật lốp xe mặt đường Để xây dựng đặc tính phanh lý tưởng cho xe thiết kế ta tính cho hai trường hợp cụ thể lúc xe không tải đầy tải Ta có: M pt = ϕ Z1rb = M ps = ϕ Z rb = Grbϕ (b + ϕhg ) L Grbϕ ( a − ϕhg ) L [2.42] [2.43] Đối với tơ chất tải cố định, toạ độ trọng tâm a, b, hg cố định Từ hai biểu thức bằng cách thay đổi giá trị ϕ ta vẽ đồ thị Mpt = f1(ϕ) Mps = f2(ϕ) hai trường hợp cụ thể xe thiết kế lúc xe không tải đầy tải 51 52 Bảng 2.1 Các thông số xe ứng với không tải đầy tải Thông số Không tải Đầy tải m [kg] 280 580 a [mm] 1157,14 1241 b[mm] 642,85 559 hg [mm] 405 465 rbx [mm] 200 200 L [mm] 1800 1800 Bảng 2.2 Kết tính tốn Mpt, Mps tỉ số � = Mpt/Mps xe không tải φ Mpt Mps β 0.1 19,51 31,9 0.611 0.2 41,34 61,46 0.672 0.3 65,48 88,73 0.737 0.4 91,94 113,68 0.808 0.5 120,71 136,32 0.885 0.6 151,79 156,64 0.969 0.7 185,19 174,66 1.06 Bảng Kết tính tốn Mpt, Mps tỉ số � = Mpt/Mps xe đầy tải φ Mpt Mps β 0.1 38.28 75,51 0.507 0.2 82,43 145,15 0.567 0.3 131.60 208,91 0.629 0.4 188,39 266.78 0.706 0.5 250,19 318.78 0.784 0.6 317,87 364.9 0.871 0.7 391,42 405.14 0.966 Từ bảng 2 bảng 2.3 ta vẽ đồ thị quan hệ giữa momen phanh M pt Mps với hệ số bám ϕ trường hợp xe không tải đầy tải sau: Hình 2.18 Đồ thị thể mối quan hệ momen phanh Mpt Mps với hệ số bám φ xe không tải đầy tải Nhận xét: Từ đồ thị Hình 18 ta nhận thấy trường hợp xe khơng tải hệ số bám φ tăng từ φ = 0,1 đến φx (hệ số bám mà Mpt = Mps) momen phanh tác dụng lên bánh trước nhỏ momen phanh tác dụng lên bánh sau, từ giá trị φx đến φ = 0,7 momen phanh tác dụng lên bánh trước lại lớn momen phanh tác dụng lên bánh sau Điều phản lực thẳng góc từ mặt đường tác dụng lên bánh trước Z1 tăng theo giá trị tăng φ, phản lực thẳng góc Z lại giảm hệ số bám φ tăng Các giá trị Z Z2 xác định theo công thức [2.8] [2.9] Quá trình tương tự diễn trường hợp xe đầy tải Từ đồ thị trên, ta vẽ quan hệ giữa momen phanh bánh xe sau M ps momen phanh bánh xe trước sau: Hình 2.19 Đường đặc tính phanh lý tưởng xe - Momen phanh thực tế: 52 53 Từ kết cấu thực tế cấu phanh, ta tính lại mô men phanh cấu phanh sinh so sánh với mô men phanh yêu cầu + Đối với cấu phanh trước Các thông số biết: + Bán kính trung bình đĩa phanh: rtb = 87,5 (mm) + Đường kính xilanh cấu phanh trước: dkt = 30 (mm) + Đường kính xi lanh chính: dc =30 (mm) + Tỉ số truyền bàn đạp r2/r1 = + Lực bàn đạp Pbđ = 407,53 (N) + Hành trình bàn đạp Sbđ = 108,92 (mm) + Hệ số ma sát giữa má phanh đĩa phanh, µ = 0,35 Từ thơng số theo công thức [2.33], ta suy áp suất làm việc dẫn động là: p= Pbd r2 4.407,53 η = 9.0,9 = 4,67 π 30 π d c r1 (MPa) Lực xilanh cấu phanh trước tạo ép lên má phanh là: πd kt π 0,030 = 4,67.10 = 3301,03 4 P = p (N) Suy momen phanh cấu phanh trước sinh là: M pt = P.µ rtb Z ms = 3301,03.0,35.0,0875 = 202,18 (Nm) Nhận xét: Mô men phanh thực tế cấu phanh trước sinh lớn momen phanh yêu cầu: 194,29 Nm Có sai khác tính tốn dẫn động phanh, để tạo momen phanh yêu cầu cần phải sử dụng xilanh cấu phanh có đường kính dkt = 29,38 mm, nhiên ta lấy dkt = 30 mm để thuận tiện cho việc tính tốn, đồng thời đảm bảo trình phanh tốt + Đối với cấu phanh sau Các thơng số biết + Đường kính xilanh cấu phanh sau; dks = 30 (mm) + Áp suất chất lỏng dẫn động: p = 4,67 (MPa) Lực xilanh cấu phanh sinh ép lên má phanh để sinh mô men phanh: πd ks π 0,03 = 4,67.10 = 3301,03 4 Ps = p (N) Momen cấu phanh sau sinh là: 53 54 M ps = P.µ rtb Z ms = 3301,03.0,35.0,0875 = 202,18 (Nm) 2.2.7 Xác định tiêu đánh giá hiệu phanh Để đánh giá chất lượng trình phanh sử dụng tiêu sau: quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh Ta xem xét tiêu nói xe thiết kế Khi phân tích lực tác dụng lên xe thiết kế viết phương trình cân bằng lực kéo phanh sau: Pj = Pp + Pf + Pω + Pη ± Pi [2.44] Trong đó: + Pp: lực phanh sinh bánh xe + Pf: lực cản lăn + Pω: lực cản khơng khí + Pη: lực để thắng tiêu hao cho ma sát khí + Pi: lực cản lên dốc Khi phanh đường nằm ngang, lực cản lên dốc P i=0 + Pj: lực quán tính sinh phanh, xác định sau: G dv Pj = δ g dt Với: δ: hệ số tính đến ảnh hưởng trọng khối quay xe Khi phanh lực Pf, Pω, Pη cản lại chuyển động xe có giá trị bé so với lực phanh Pp Lực phanh Pp chiếm đến 98% tổng lực có xu hướng cản chuyển động xe Vì bỏ qua lực P f, Pω, Pη công thức [2.44] xe chuyển động đường nằm ngang (Pi = 0), ta có phương trình sau: G dv δ = ϕ.G Pj = Pp g dt ⇔ [2.45] + Gia tốc chậm dần phanh: Từ công thức [2.45], ta xác định gia tốc chậm dần phanh sau: dv ϕ g j p max = = dt δ [2.46] Ta thấy rằng để tăng gia tốc chậm dần cực đại phanh cần phải giảm hệ số δ Vì phanh đột ngột người lái cần cắt ly hợp để tách động khỏi hệ thống truyền lực, lúc δ giảm (δ = 1) jmax tăng, nghĩa hiệu phanh lớn j p max = 0,7.9,81 = 6,87 Đối với hệ thống phanh thiết kế: (m/s2) 54 55 + Thời gian phanh: dt = δ dv ϕ g Từ cơng thức [2.46], ta viết: [2.47] Muốn xác định thời gian phanh nhỏ cần tích phân dt giới hạn từ thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v tới thời điểm ứng với vận tốc v cuối trình phanh: t = v1 δ δ ∫ ϕ g dv = ϕ g ( v − v2 ) v2 t = δ v1 ϕ g Khi phanh xe đến lúc dừng hẳn v2 = 0, đó: [2.48] Với: v1: vận tốc xe ứng với thời điểm bắt đầu phanh Đối với hệ thống phanh thiết kế, ta chọn v1 = 25 km/h = (6,94 m/s) Thay thông số vào [2.48], ta có: 1.6,94 t = = 1,01 0,7.9,81 (s) + Quãng đường phanh: Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất, ta nhân hai vế phương trình [2.46] với dS (dS: vi phân quãng đường), ta có: dv ϕ g dS = dS dt δ v.dv = ϕ g dS δ ⟺ [2.49] Quãng đường phanh nhỏ xác định thơng qua việc tích phân dS giới hạn từ thời điểm ứng với tốc độ bắt đầu phanh v đến thời điểm ứng với vận tốc cuối q trình phanh v2 Ta có: v1 S v δ δ =∫ v.dv = v.dv ϕ g ϕ g v∫2 v2 S = δ 2 ( v1 − v2 ) ϕ g Suy ra: Khi phanh đến lúc xe dừng hẳn v2 = 0: [2.50] 55 56 S = δ v12 ϕ g [2.51] Thay thông số biết vào [2.51], ta được: S 1.6,94 = = 3,51 0,7.9,81 (m) Để thấy rõ thay đổi quãng đường phanh theo hệ số bám ϕ theo giá trị vận tốc bắt đầu phanh, ta xây dựng đồ thị sau: Hình 2.20 Sự thay đổi quãng đường phanh theo tốc độ bắt đầu phanh hệ số bám φ CHƯƠNG KIỂM BỀN MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH 3.1 Tính tốn kiểm nghiệm cấu phanh 3.1.1 Tính bền xi lanh phanh bánh xe 3.1.1.1 Tính bền cho xi lanhphanh bánh trước - ứng suất pháp: q.a '2 b'2 σ n = '2 (1 − '2 ) b − a '2 r σt = q.a '2 b '2 ( + ) b '2 − a '2 r '2 - ứng suất tiếp tuyến: Trong : - a' : Bán kính xilanh phanh bánh xe trước - b' : Bán kính ngồi xilanh phanh bánh xe trước - q : áp suất xilanh phanh - r' : Khoảng cách từ tâm xilanh đến điểm cần tính ứng suất [3.1] [3.2] - Từ biểu thức ta thấy σt σn đạt giá trị max r' =a' Lúc ta có : σ n = −q σt = q(a '2 + b '2 ) b ' − a '2 - Với cấu phanh chọn giá trị tính tốn phần ta có : a'= 13 mm b'=15 mm q = 50 KG/cm2 Thay số vào biểu thức ta xác định được: 56 57 σ n = −50( KG / cm ) 50.(1,3 + 1,5 ) σt = = 352( MN / m ) 2 1,5 − 1,3 - Để đảm bảo an tồn ta tính thêm hệ số an tồn n=1,5 Khi : σ n = −50.1,5 = −75( KG / cm ) σ t = 352.1,5 = 528( KG / cm ) - Với xi lanh phanh làm bằng gang CH18-36 có : [σ K ] = 1800 ( KG / cm ) [σ t ] = 3800 ( KG / cm ) Vậy với cấu phanh chọn xilanh phanh bánh trước thoả mãn điều kiện bền theo ứng suất 3.1.1.1 Tính bền cho xi lanhphanh bánh sau σn = - ứng suất pháp: q.a '2 b'2 ( − ) b'2 − a '2 r '2 σt = - ứng suất tiếp tuyến: q.a '2 b '2 ( + ) b '2 − a '2 r '2 Trong : - a' : Bán kính xilanh phanh bánh xe sau - b' : Bán kính ngồi xilanh phanh bánh xe sau - q : áp suất xilanh phanh - r' : Khoảng cách từ tâm xilanh đến điểm cần tính ứng suất - Từ biểu thức ta thấy σt σn đạt giá trị max r' =a' Lúc ta có : σ n = −q σt = q(a '2 + b '2 ) b ' − a '2 - Với cấu phanh chọn giá trị tính tốn phần ta có : a'= 13 mm b'=15 mm q = 50 KG/cm2 57 58 Thay số vào biểu thức ta xác định được: σ n = −50( KG / cm ) σt = 50.(1,3 + 1,5 ) = 352( MN / m ) 2 1,5 − 1,3 - Để dảm bảo an tồn ta tính thêm hệ số an tồn n=1,5 Khi : σ n = −50.1,5 = −75( KG / cm ) σ t = 352.1,5 = 528( KG / cm ) - Với xi lanh phanh làm bằng gang CH18-36 có : [σ K ] = 1800 ( KG / cm ) [σ t ] = 3800 ( KG / cm ) Vậy với cấu phanh chọn xilanh phanh bánh sau thoả mãn điều kiện bền theo ứng suất 3.1.2 Tính bền đường ống dẫn động phanh Đường ống dẫn động phanh chịu áp suất lớn tới 50 KG/ cm2 Khi tính coi đường ống dẫn dầu loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu có chiều dài lớn ứng suất vịng tính sau : p.R 50.0.2 σt = = = 50( KG / cm ) s 0.2 [3.3] Trong : p : áp suất bên đường ống ( p = 50 KG/ cm2 ); R : Bán kính bên đường ống dẫn; chọn R = mm S : Chiều dầy đường ống dẫn; s = mm Cắt ống bằng mặt phẳng vng góc với trục ống ứng suất pháp δn tác dụng lên thành vỏ ống phải cân bằng với áp suất chất lỏng tác dụng lên diện tích mặt cắt ngang ống σ n 2.π R s − p.π R = σn = Suy : p.R 2.S [3.4] 58 59 σn = Thay số : 50.0.2 = 25( KG / cm ) 2.0.2 σ td = σ n2 + σ t2 = 25 + 50 = 56(kG / cm ) < [σ ] Ứng suất tương đương : [3.5] [σ ] = 2600 KG / cm Đường ống làm bằng hợp kim đồng có Vậy đường ống dẫn động phanh đủ điều kiện bền KẾT LUẬN Được giao đề tài tốt nghiệp là: Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ôtô điện cỡ nhỏ “.Ngay sau nhận đề tài em bắt tay vào cơng việc tính tốn thiết kế Sau ba tháng hướng dẫn tận tình Thầy giáo Đỗ Văn Cường tận tình bảo giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm đồ án em cố gắng tìm hiểu thêm sách thực tế xong hạn chế trình độ thời gian nên đồ án em cịn nhiều thiếu sót tính tốn lựa chọn phương án, nữa cịn số vấn đề mà em chưa thể sâu vào chi tiết mà em dùng những thông số tham khảo nên đồ án tốt nghiệp em nhiều hạn chế Em mong nhận giúp đỡ thầy cô giáo bạn bè đồng nghiệp để đồ án em hoàn thiện nữa Qua đồ án tốt nghiệp giúp em lần nữa làm quen thiết kế tính tốn 59 60 ôtô, giúp em hiểu sâu hệ thống phanh nguyên lí hoạt động phận hệ thống Ngoài qua đề tài giúp em tăng khả nghiên cứu đọc tài liệu Cuối em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Đỗ Văn Cường toàn thể thầy giáo khoa Cơ Khí Động Lực, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hưng Yên ngày 30 tháng năm 2013 SV: Mai Huy Hữu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Lê Thị Vàng “LÝ THUYẾT Ô TÔ MÁY KÉO” Năm 1998 [2] PTS Nguyễn Khắc Trai ”TÍNH ĐIỀU KHIỂN VÀ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỢNG CỦA Ơ TƠ” NXB.Giao Thơng Vận Tải [3] Đồng Minh Tuấn ” TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TÔ ” Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên [4] Trần Thanh Hải Tùng, Nguyễn Lê Châu Thành ”CHẨN ĐỐN TRẠNG THÁI KỸ THUẬT Ơ TƠ” [5] http://www.oto-hui.com/diendan/forum.php 60 61 61 ... nghiên cứu thiết kế hệ thống phanh làm đề tài cho đồ án tốt nghiệp Đề tài có tựa đề: ? ?Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ? ?tô điện cỡ nhỏ? ?? - Chương 1: Tổng quan hệ thống phanh - Chương 2: Tính. .. đích đó, em chọn đề tài " Tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ? ?tô điện cỡ nhỏ " Trong đề tài em tập trung vào vấn đề tính toán thiết kế hệ thống phanh xe điện cỡ nhỏ chỗ ngồi Mặc dù cố gắng,... CHƯƠNG : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE Ô TÔ ĐIỆN CỠ NHO 2.1 Thiết kế hệ thống phanh cho xe 2.1.1 Một số loại xe ô tô điện cỡ nhỏ 22 23 Hình 2.1 : Một số loại xe tô điện thị trường

Ngày đăng: 27/11/2015, 20:53

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

  • NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

  • MỤC LỤC

  • DANH MỤC BẢNG BIỂU HÌNH VẼ

    • LỜI NÓI ĐẦU

    • PHẦN I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

    • 1. Lý do chọn đề tài và lịch sử vấn đề nghiên cứu

      • 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

      • 1.2 Ý nghĩa của đề tài

      • 2. Mục tiêu của đề tài

      • 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu

        • 3.1. Đối tượng nghiên cứu

        • 3.2. Khách thể nghiên cứu

        • 4. Nhiệm vụ của nghiên cứu

        • 5. Phương pháp nghiên cứu

          • 5.1. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

          • - Quan sát, tìm hiểu các thông số kết cấu (thông số bên ngoài ), tính năng kỹ thuật.

          • - Đề suất cải tiến hệ thống phanh.

            • 5.2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu

            • PHẦN II: NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI

              • 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

                • 1.1.1 Công dụng

                • 1.1.2 Phân loại

                  • 1.1.2.1 Theo mục đích sử dụng

                  • 1.1.2.2 Theo các bộ phận cơ bản của hệ thống

                  • 1.1.3. Các yêu cầu đối với hệ thống phanh

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan