Phanh kamaz94 co7e0oh8td 20140317015408 65671

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

môc lôc
Trang
Môc lôc.................................................................................................. 1
Lêi nói đầu.3
Chơng 1 : Tính toán kiểm tra hệ thống phanh chính
của xe Kamaz
4
1.1. Công dụng , yêu cầu đối với hệ thống phanh
4
1.1.1. Công dụng
4
1.1.2. Yêu cầu
4
1.2. Sơ đồ hệ thống phanh trên xe Kamaz
4
1.3. Nguyên lý hoạt động cđa hƯ thèng phanh
5
1.4. KÕt cÊu c¸c cơm chi tiÕt chính trên (HTP) xe Kamaz
7
1.4.1. Cơ cấu phanh
8
1.4.2. Van phân phối
9
1.4.3. Điều hoà lực phanh
11
1.4.4. Bầu phanh bánh xe
13
1.5. Tính kiĨm tra c¸c cơm chi tiÕt chÝnh cđa (HTP) chÝnh 16
1.5.1. Các thông số kỹ thuật của xe Kamaz-5320

16
1.5.2. Tính kiĨm tra c¬ cÊu phanh
17
1.5.2.1. TÝnh bỊn gc phanh
25
1.5.2.2. TÝnh bỊn trèng phanh
34
1.5.2.3. TÝnh bỊn chèt phanh
36
1.5.3. TÝnh kiĨm tra dẫn động phanh
37
1.5.3.1. Tính kiểm tra bầu phanh trớc
37
1.5.3.2. Tính kiểm tra bầu phanh sau
38
1.5.3.3. Tính kiểm tra lợng khí nÐn
43
1.5.3.4. TÝnh kiĨm tra van ®iỊu khiĨn
46
1.5.3.5. TÝnh kiĨm tra bộ điều hoà lực phanh
50
1.5.3.6. Tính bền đờng ống dẫn động phanh
52
1.6. Phân tích h hỏng trên (HTP) ô tô
53
1.6.1. Cơ cấu phanh
53
1.6.2. Dẫn động phanh
55
1.6.3. Kiểm tra cơ cấu phanh

56
1.6.4. Kiểm tra dẫn động phanh
57
Chơng 2 : Tìm hiểu lý thuyết tập mờ và logic mờ
68
2.1. Khái niệm
68
1


Ket-noi.com din n cụng ngh, giỏo dc

2.2. Các hàm liên thuộc hay dùng
2.3. Các đặc trng của tập mờ
2.4. Các phép toán của tập mờ
2.5. Biến ngôn ngữ và biến vật lý
2.6. Luật hợp thành mờ
2.7. Giải mờ các giá trị đầu ra
2.8. Các yếu tố ảnh hởng đến sai số
2.9. Các ứng dụng của logic mờ
Chơng 2: Sử dụng logic mờ để chẩn đoán h hỏng hệ thống
phanh xe Kamaz
2.1. Trình tự giải bài toán chẩn đoán h hỏng (HTP)
2.2. Bài toán chẩn đoán
Kết luận chung
Tài liệu tham khảo

2

70

71
71
73
73
77
79
79
79
80
95
96


Ket-noi.com din n cụng ngh, giỏo dc

Lời nói đầu
===
===
Việt nam là nớc đang phát triển với tỷ lệ tăng trởng kinh tế rất cao .
Cùng với sự tăng trởng kinh tế thì nhu cầu sử dụng các phơng tiện giao thông
ngày càng nhiều . Trong đó ô tô là phơng tiƯn rÊt quan träng cã ý nghÜa rÊt lín
trong qu¸ trình vận chuyển hành khách và hàng hoá . Do đó việc đòi hỏi các
tính năng của chúng ngày càng cao nh an toµn , nhanh , bỊn , tiƯn lợi , không
ảnh hởng đến môi trờng ...là rất cần thiết .
Hệ thống phanh trên ô tô đóng vai trò rất lớn trong việc đảm bảo an
toàn chuyển động . Ngoài ra nó còn nâng cao năng suất và tăng hiệu quả
trong quá trình khai thác và sử dụng . Tuy nhiên trong quá trình sử dụng thì độ
tin cậy của hệ thống phanh giảm dần theo thời gian .
Việc chẩn đoán h hỏng ngày nay đợc thực hiện bằng nhiều phơng pháp
khác nhau . Việc chẩn đoán đợc thực hiện bằng máy móc thiết bị hoặc bằng

trực giác của con ngời .
Logic mờ là hớng phát triển mới của toán học hiện đại và đợc ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực khác nhau nh y tế , điều khiển Tuy nhiên trong lĩnh
vực ôtô thì cha đợc ứng dụng nhiều do đó em đợc giao đề tài ứng dụng
logic mờ trong chẩn đoán h hỏng hệ thống phanh để chẩn đoán h hỏng hệ
thống phanh xe tải có ứng dơng cđa lý thut tËp mê .

3


Ket-noi.com din n cụng ngh, giỏo dc

Chơng 1
tính toán kiểm tra hƯ thèng phanh chÝnh cđa xe kamaz

1.1. C«ng dơng, yêu cầu đối với hệ thống phanh :
1.1.1. Công dụng
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết
nào đấy hoặc dừng hẳn ôtô;
- Giữ ôtô dừng hoặc đỗ trên các đờng dốc.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo
quÃng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiểm;
- Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển
động của ôtô;
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều
khiển không lớn;
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao;
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan

hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh ở những cờng độ khác
nhau;
- Không có hiện tợng tự xiết khi phanh;
- Cơ cÊu phanh tho¸t nhiÕt tèt;
- Cã hƯ sè ma s¸t giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong
điều kiện sử dụng;
- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe;
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
1.2. sơ đồ chung hệ thống phanh xe Kamaz :
Xe Kamaz là xe có trọng lợng chuyên chở là 8000 KG , trọng lợng của
toàn bộ xe khi đầy tải là 15305 KG. Đợc sử dụng chủ yếu trong nghành xây
dựng . Với ba cầu thì đây là loại xe có tính năng việt dà cao có thể hoạt động ở
các địa hình phức tạp . Xe đợc sản xuất tại Nga .
Hệ thống phanh sử dụng trên xe Kamaz là hệ thống phanh dẫn động khí
nén và cơ cấu phanh guốc . Dẫn động khí nén chia ra làm hai dòng độc lập và
có sử dụng bộ điều chỉnh lực phanh .
1.2.1. Các thông số kỹ thuật của xe Kamaz 5320 : 5320 :
+ Trọng lợng xe không tải:
7080 KG
+ Phân bố trọng lợng ra cầu trớc:
3320 KG

4


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

+ Ph©n bè träng lợng ra cầu sau:
3760 KG
- Trọng lợng chuyên chở hàng:

8000 KG
- Trọng lợng xe khi đầy tải:
15305 KG
+ Phân bố trọng lợng ra cầu trớc:
4375 KG
+ Phân bố trọng lợng ra cầu sau:
10930 KG
- Chiều dài cơ sở của xe (L):
3850 mm
- ChiỊu réng c¬ së cđa xe (B):
2026 mm
- Chiều cao khuôn khổ (H):
2830 mm
- Chiều cao trọng tâm (hg):
1400 mm
- Sư dơng lèp xe cã ký hiƯu:
260 – 5320 : 508 P
1.2.2. Sơ đồ hệ thống phanh đợc thể hiện trên (hình 1.1)
Trên sơ đồ hệ thống phanh lại đợc chia ra các hệ thống con . Cơ cấu dẫn
động của các hệ thống con này là độc lập , tách biệt nhau bằng các van bảo
vệ .
Hệ thèng phanh chÝnh ( phanh ch©n )
HƯ thèng phanh phơ
HƯ thèng phanh dõng ( phanh tay )
HÖ thèng phanh sù cố
Trên sơ đồ hệ thống phanh gồm các cụm chi tiết có mối liên hệ chặt chẽ
với nhau :
Nguồn khí nén trong hệ thống phanh là do máy nén khí cung cấp . Máy
nén khí 3, Bộ điều chỉnh áp suất 5, bộ bảo hiểm chống đông đặc 6, là phần
nguồn của cơ cấu dẫn động, không khí đợc lọc sạch trong phần này rồi đi vào

các phần còn lại của cơ cấu dẫn động phanh bằng khí nén và các nguồn tiêu
thụ khác.

5


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

1

3s

2

27

3

26

4

5

P13

25

6

P18 7

8

24

9

10

23

22

11

29

12

13

21

14

P55

15

20

16

17

18

19

H×nh 1.1 : Sơ đồ hệ thống phanh
1.2.3. Nguyên lý hoạt động của hƯ thèng phanh :
HƯ thèng phanh chÝnh ( phanh ch©n ) :
dẫn động phanh chân của bánh xe trớc; gồm có: van bảo vệ ba nhánh
10, bình khí 22, phần dới van phân phối 24, van hạn chế áp suất 25, hai bầu
phanh trớc 27, đồng hồ manômét hai kim, các cơ cấu phanh trớc và các ống
dẫn. Ngoài ra, nhánh này còn có một ống dẫn nối phần dới của van phân phối
24 với van 21 điều khiển rơ mooc.
dẫn động phanh chân của bánh xe sau, gồm có: van bảo vệ ba nhánh
10, bình khí nén 9, đồng hồ manômét 28 hai kim, phần trên của van phân phối
24, bộ điều chỉnh lực phanh 13, bốn bầu phanh 20 của cơ cấu phanh sau và
các ống dẫn. Ngoài ra, nhánh này còn có ống dẫn nối phần trên của van phân
phối 24 với van 21 điều khiển rơ mooc.
HƯ thèng phanh dõng ( phanh tay ) :
dÉn ®éng phanh tay, phanh dự phòng và dẫn động tổng hợp phanh rơ
mooc, gồm có: van bảo vệ kép 8, hai bình khí 7; 11, van phanh tay 2, van tăng
tốc 12, bốn binh tích năng lò xo 20, van điều khiển phanh rơ móc 21 van điều
khiển phanh rơ mooc có dẫn động hai dòng, Bình khí 15, van điều khiển rơ
mooc có dẫn động một dòng 19, ba van tách 17, ba đầu nối 18, các ống dẫn.
Hệ thống phanh phụ :

dẫn động phanh phụ và các nguồn tiêu thụ khác, gồm có: van bảo vệ
kép 8, bình khí nÐn 11, hai xi lanh dÉn ®éng bím ®iỊu tiÕt cđa phanh khÝ ®éng
lùc, xi lanh 4 dÉn ®éng ngõng cung cấp nhiên liệu, các ống dẫn. Từ nhánh IV
6


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

dÉn ®éng phanh phơ, khí nén còn đến các nguồn tiêu thụ: cơ cấu gạt nớc ma ở
kính chắn gió, còi hơi, trợ lực khí nén thuỷ lực của ly hợp, các tổ hợp truyền
động.
1.3. Tính kiểm tra các cụm chi tiết chính trong ( HTP ) xe Kamaz:
1.4.1. C¬ cÊu phanh :
a. CÊu tạo : (hình 1.2 )
1.Trục cam
3. Bạc đỡ trục cam
5. Càng đẩy
2. Bạc lót
4. Đệm
6. Chốt gá lò xo
7. Bạc ®ì trơc lƯch t©m
11. TÊm gia cêng
15. Trơc lƯch t©m
8 . Đai ốc
12. Đinh tán
16. Con lăn
9. Đệm vênh
13. Tấm chặn
17. Guốc phanh
10. Chắn bụi

14. Phanh hÃm
18. Đinh tán
19. Má phanh
20. Lò xo hồi vị
21. ống lót
22. Bu lông hạn chế
23. Vít
24. Trục vít
25. Bánh vít

Theo B
1

2

3

4

5

a

aa

16

B
17

18
6

7
19

20
Theo B

21
22

15

Hình 1.2 : Cơ cấu phanh23
13
12 lý
11 làm
10
9
8:
b.14 Nguyên
việc
24
25

7

a

Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

+ Khi kh«ng phanh: Dới tác dụng của các lò xo hồi vị, các má
phanh đợc giữ chặt không cho bung về phía trống phanh.
+ Khi phanh: Cam quay tạo ra áp lực trên đầu guốc phanh để đẩy
guốc phanh áp sát vào trống phanh. Khi các má phanh đà tiếp xúc với trống
phanh tạo nên mô men phanh hÃm bánh xe lại.
+ Khi thôi phanh: lò xo 7 kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu,
giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc.
1.4.2. Tính kiểm tra cơ cấu phanh :
a). Xác định mô men cần có tại các cơ cấu phanh
Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
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 cầu trớc là:
ở cầu giữa và cầu sau lµ:

M p1 

jmax hg
G.b 
1
2L 
g.b

M p2 


  .rbx



jmax hg
G.a 
1
4.L 
g.a


  .rbx


Víi:
G – 5320 : Träng lỵng toàn bộ của ôtô khi đầy tải, G = 15305 (KG)
a, b, hg 5320 : Toạ độ trọng tâm của ôtô (mm).
Ta có:
G.b
G1 L

b

Trọng lợng tĩnh trên cầu trớc, G1= 4375 (KG).

L.G1 3850.4375

1100(mm)
G
15305

L 5320 : chiều dài cơ sở của ôtô; L = 3850 (mm).

G.a
G2 L

trọng lợng tĩnh lên cầu sau, G2= 10930 (KG).

Thay các thông số vào ta có:
a

L.G 2 3850.10930

2749(mm)
G
15305

Chiều cao trọng tâm khi đầy tải hg = 1,4 m
jmax - Gia tèc chËm dÇn cùc đại của ôtô khi phanh,
Theo tiêu chuẩn Việt Nam jmax= 5,8 (m/s2).
g – 5320 : Gia tèc träng trêng, g = 9,81 (m/s2 ).

8


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

φ – 5320 : Hệ số bám của bánh xe với mặt đờng, khi thiết kế lấy = 0,6
rbx- Bán kính lăn của b¸nh xe;
B¸n kÝnh b¸nh xe tÝnh to¸n. rbx=  . r0
- Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp (với xe thiết kế trang bị lốp có áp
suất thÊp  = 0,93) .
r0 - b¸n kÝnh thiÕt kÕ, r0 = D/2

xe tham kh¶o cã ký hiƯu lèp 260 – 5320 : 508 P ta cã:
d = 508mm
H = B = 260mm
D = d+2H=508+2.260 =1028mm
r0 = 1028/2 = 514 mm
rbx = 0,93.514 = 478mm = 0,478 (m).
M p1 

jmax hg 
G.b 
15305.9,81.1,1 
5,8.1, 4 
1
1
 .rbx 

 .0, 6.0, 478
2L 
g .b 
2.3,85
 9,81.1,1 

Mp1 = 10780 Nm.
M p2 

jmax hg 
G.a 
15305.9,81.2, 749 
5,8.1, 4 
1

1
  .rbx 

 .0, 6.0, 478
4.L 
g.a 
4.3,85
 9,81.2, 749 

Mp2 = 5372 Nm.
Trong quá trình tính toán , để phân biệt các guốc trớc và sau em đánh
dấu () cho các thông số của guốc trớc và () cho guốc sau .
Lu ý : Trong quá trình tính toán trên đây em đà chấp nhận một số
giả thiết sau : Bỏ qua lực cản không khí và lực cản lăn , coi hệ số bám tại tất
cả các bánh xe là nh nhau .
b).Xác định góc và bán kính của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh
tg

cos 2 1  cos 2 2
2 0  sin 2 1  sin 2 2

Víi:
β1- gãc tÝnh tõ t©m chèt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát,
1 = 14.
0- góc ôm của tấm ma sát. 0 120º.
β2 = β1 + β0 = 14º + 120º = 134º

9

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

tg 

cos 2.14o  cos 2.134o
120 o
2.
2.  sin 2.14o  sin 2.134 o
o
360

0,1622

δ 9,20 .
Bán kính xác định theo công thức sau:


2r1  cos 1  cos  2 

 02  sin 2  0  2 0 cos 1   2  sin  0

Víi:
r1 – 5320 : b¸n kÝnh cđa tang trèng, víi lèp chän thiÕt kÕ cã ký hiƯu 260 – 5320 :
508P
VËy t¬ng øng víi ®êng kÝnh D = 400 mm. rt = D/2 = 200 mm



2.200 cos14 o  cos134o



2



232,5mm

 120

 120

o
2   sin 2 120o  2
2  cos14  134 sin 120o

 360 
 360


KÕt luËn:
β1 = 14o

β2 = 134o

βo = 120o

= 9,2o
= 232,5 mm
rt = 200 mm

c).Xác định các lực cần thiết tác dụng lên cơ cấu phanh bằng phơng pháp
hoạ đồ:
Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực phanh P tác dụng
lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ra ở guốc phanh trớc
(M/P1 hoặc M//P1) và guốc sau (M/P2 hoặc M//P2) bằng mô men phanh tính toán
của mỗi cơ cấu phanh đặt tại bánh xe.
Khi đà chọn trớc thông các số kết cấu (1, 2, 0, rt) chúng ta tính đợc
góc và bán kính nghĩa là xác định đợc hớng và điểm đặt lực N 1 (lực N1 hớng vào tâm 0). Lực R1 là lực tổng hợp của N1, và T1. Lực R1 tạo với lực N1
góc 1.
Góc 1 đợc xác định nh sau:
tg1

T1

N1

Với là hệ số ma sát giữa tấm ma sát víi tang trèng, thêng μ = 0,3.

10


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Nh thÕ lµ chóng ta đà xác định đợc góc 1 16,690, nghĩa là xác định đợc hớng của R1. Góc 1 má phanh trớc và má phanh sau đều bằng nhau vì có
cùng hệ số ma sát nh nhau.
Nếu guốc phanh bị Ðp b»ng cam phanh (phanh khÝ) th× lùc P 1, P2 tác
dụng lên hai guốc phanh sẽ khác nhau. Trong trờng hợp này khi cam quay, hai
guốc phanh sẽ dịch chuyển nh nhau, do đó áp suất tác dụng lên hai má phanh
bằng nhau và lực R1 = R2, vì vậy các thông số của hai guốc phanh là nh nhau.
Nh vậy mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe sẽ là:

M p M "p M p' R1.r01 R2 r02

Trong đó bán kính r0 đợc xác định theo công thức:
r0 sin  

tg
2

1  tg 




1 

2

232,5

0,3

66,8mm

1  0,3 2

V× 2 m¸ phanh cã kÝch thíc gièng nhau ta cã:
 '  "  vµ r01 r02 r0
Nh vËy khi guèc phanh bị ép bằng cam quay,chúng ta có thể xác định ngay đợc lực R1 và R2.
R1 R2

MP
2.r0

Đối với cầu trớc:

R1/ R2/

M P1
10780

80688 N
2.r0 2.0, 0668

Đối với cầu giữa và cầu sau: R1// R2//

M P2
5372

40210 N
2.r0 2.0, 0668

Muốn xác định các lực P, U chúng ta dùng phơng pháp hoạ đồ bằng cách vẽ
đa giác lực của guốc phanh trớc và sau (hình 1.3). Ta có R1 = R2 về giá trị nhng phơng và chiều của chúng khác nhau. Kéo dài lực P, lực R 1, lực R2 các lực
này cắt nhau ở O/ và O//, từ O/ và O// ta nối tới tâm chốt quay má phanh, ta có
các phản lực U1 và U2. Nh vậy trên mỗi guốc phanh có ba lực P 1; R1; U1 và P2;
R2; U2. Ta xây dựng hai đa giác lực này bằng cách lấy hai đoạn bằng nhau ®Ĩ
thĨ hiƯn hai lùc R1; R2; trỵt chóng song song với
U1

bằng cách trợt thớc kẻ song song với

11

U1

R1

,

R2

, nối tiếp với

R1

là

và lại nối tiếp với P1 cũng kẻ


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

song song víi

P1

, ta sẽ có tam giác khép kín, má sau cũng làm tơng tự. Sau

đó dùng thớc kẻ đo đoạn R1 và đoạn U1 ta đợc tỷ số:

R1
R
x U1 1
U1
x

tơng tự nh vậy đối với P1.
Làm nh thế đối với guốc sau ta cũng tìm đợc P2 ,U2 ,R2 .
/

//

o

P1

o

p2
x2

x1

r2

n1
o

t1

t2

n2

r1

u1

r2

u2
u

2

p
P

y1

2

1

y2

u

1

r

1

Hình 1.3 : Hoạ đồ lực phanh
Biết đợc lực P chúng ta có cơ sở để đi tính toán truyền động phanh, có
nghĩa là xác định đợc các kích thớc của cam phanh, bầu phụ
Sau quá trình đo đạc và tính toán ta có đợc kết quả sau:
* Cầu trớc:
Guốc trớc: U 1/ 58600 N
;
P1/ 24482 N
Guèc sau: U 2/ 28676 N
* Cầu giữa và cầu sau:
Guốc trớc: U 1// 29202 N
Guèc sau:

U 2// 14290 N

P2/ 55596 N

;

P1// 12200 N

;

P2// 27705 N

;

Mô men phanh sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh cầu trớc là :
M p1 M ' p1 M p1 " 2.r0 .R ' 2.0,0668.80688 10780 N

M« men phanh sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh cầu giữa và cầu sau là :
M p 2 M ' p 2  M p 2 " 2.r0 .R " 2.0, 0668.40210 5372 N

KÕt luËn : VËy m« men phanh sinh ra tại mỗi cơ cấu phanh của xe đảm
bảo mô men phanh yêu cầu .
d).Kiểm tra hiện tợng tự xiết:

12


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

HiƯn tỵng tù xiÕt xảy ra khi má phanh bị ép sát vào trống phanh chỉ
bằng lực ma sát mà không cần tác động lực P của dẫn động lên guốc phanh.
Đối với guốc trớc của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực P và Mp có dạng:
M p'

' P' c cos  a 
c cos  ' sin  '   '

BiĨu thøc trªn cho thÊy, nÕu: c cos  ' sin  ' 

 ' 0

th×

M p'  .

Điều này có nghĩa là mô men phanh trên guốc phanh phía trớc sẽ trở
nên vô cùng lớn, đây chính là hiện tợng tự xiết. Với điều kiện để xảy ra hiện tợng tự xiết là:


C. cos
C. sin

Với: C 5320 : khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt, C = 165 (mm).
, 5320 : góc đặt và bán kính lực tổng hợp đặt trên guốc phanh trớc,
9, 2 0

232,5( mm)

Thay các thông số trên vào công thức ta cã:
115 cos 9,2 0
VP 
0,786   0,3
162,73  115 sin 9,2

Vậy là không có hiện tợng tự xiết xảy ra với guốc trớc.
Đối với guốc sau của cơ cÊu phanh ta cã:
 " P"  c cos  a 
 " P"  c cos 
M "p 

c  cos  "  sin  "   "
c cos  "    " sin
Tõ häa ®å ta cã thÓ thÊy  " c sin  " 0 trong mọi trờng hợp vì vậy:

c cos  "    " sin  " > 0
Vậy là với guốc sau không bao giờ có hiện tợng tự xiết.
* Kết luận: Hiện tợng tự xiết không xảy ra đối với các cơ cấu phanh sử dụng
trên xe Kamaz.
e). Kiểm tra công ma sát riêng:
Các thông số kích thớc của má phanh và trống phanh :
Bề rộng m¸ phanh b = 120 mm.
B¸n kÝnh tang trèng rt = 200 mm.
Góc ôm tấm ma sát 0 = 1200 .
DiƯn tÝch mét m¸ phanh:
 120 
2
F   .
.200.120 50240mm .
180

Tổng diện tích tất cả các má phanh:

13


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

FΣ = 12.F = 12.50240 = 602880 mm2 = 6028,8 cm2.
Khi phanh ôtô đang chun ®éng víi vËn tèc V0 cho tíi khi dõng hẳn
(V=0) thì toàn bộ động năng của ôtô có thể đợc coi là đà chuyển thành công
ma sát L tại các cơ cấu phanh:
L

l

G.V02
2. g

G.V02
L

l 400 1000J / cm 2
F 2 gF

Đối với phanh khí nén các thông số của má phanh trớc và má phanh sau giống
nhau, cho nên F = 6028,8 cm2.
Với:
G = 15305 (kg) là trọng lợng ôtô khi đầy tải.
V0= 50 (km/h) = 13,89 (m/s) là tốc độ của ôtô khi bắt đầu phanh.
g – 5320 : Gia tèc träng trêng .g = 9,81 m/s2 .
Công ma sát riêng sẽ là
l

G.V02
15305.9,81.13,892

245( J / cm2 )  l 
2 g . A
2.9,81.6028,8

VËy tháa m·n ®iỊu kiƯn: l  l  400 1000( J / cm 2 ) .
*Kết luận: Công ma sát riêng nằm trong giới hạn cho phép.
f). áp suất giới hạn trên bề mặt má phanh
áp suất trên bề mặt má phanh đợc giới hạn bởi sức bền của vật liệu:

q

MP
q  1,5 2,0 MPa
 ..rt .F

μ – 5320 : HÖ số ma sát giữa má phanh và trống phanh. = 0,3.
rt – 5320 : B¸n kÝnh trèng phanh.rt = 200 mm = 0,2 m.
FΣ – 5320 : DiƯn tÝch m¸ phanh tại nơi có MP .
F = 2.F = 100480 mm2 = 0,100480 m2.
+ CÇu tríc: MP = 10780 Nm
q

10780
1,788.106 N / m 2 1,788Mpa  q  1,5 2,0 MPa
0,3.0,2.0,100480

+ Cầu giữa và cầu sau: MP = 5372 Nm
q

5372
0,83.106 N / m 2 0,83Mpa  q  1,5 2,0MPa
0,3.0,2.0,100480

* Kết luận: Vậy áp suất trên bề mặt má phanh n»m trong giíi h¹n cho phÐp.
14


Ket-noi.com din n cụng ngh, giỏo dc

g). Thời hạn làm việc của má phanh còn đợc đánh giá bằng tỉ sè :
p

M
 P   2,5 3,5.10 4 KG / m 2
F

M - Khối lợng toàn bộ của ôtô, M = 15305 KG .
F - Tỉng diƯn tÝch cđa bỊ mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu
phanh. F = 602880 mm2 = 0,6 m2.
15305
P
2,55.10 4 KG / m 2   P 
0,6

* KÕt luận: Vậy giá trị P nằm trong giới hạn cho phép.
h). Kiểm tra nhiệt độ tang trống:
Trong quá trình phanh động năng của ôtô chuyển thanh nhiệt năng ở
trống phanh và một phần thoát ra môi trờng không khí, phơng trình cân bằng
năng lợng là :
2

G V1 V2

g 
2

2

t


  mt .C.t 0  Ft .K t .dt

0


Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ qua. Do đó
ta có thể xác định sự tăng nhiệt độ trống phanh nh sau:
2

2

G (V1 V2 )

15 0 C
2 gmt .C

Sự tăng nhiệt ®é cđa trèng phanh khi phanh víi V1= 30 km/h, V2 = 0
km/h, không quá 150.
- Độ gia tăng nhiệt độ.
G - Trọng lợng toàn bộ của ôtô khi đầy tải: G = 15305 KG .
g 5320 : Gia tèc träng trêng . g = 9,81 m/s2.
C – 5320 : Nhiệt dung riêng của trống phanh làm bằng gang.
C = 500 J/kg độ trong khoảng = 273o K  573o K.
mt – 5320 : Khèi lỵng trèng phanh và các chi tiết bị nung nóng.
mt = 6.m0i = 6..V
5320 : Khối lợng riêng. = 6,8  7,4 g/cm3 .
V – 5320 : ThÓ tÝch trèng phanh
Thay các thông số vào ta có:
2

120
420
4202 4002  2929620(mm 3 ) 2929,6(cm 3 )
V  .
 .10   .
2
4



mt = 6.7,2.2929,6 = 126558,7 g = 126,5 Kg.

15


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

15305(8,33) 2 .g
 
8,39 0 C   
2.500.126,5.g

* KÕt ln: Sù tho¸t nhiƯt của cơ cấu phanh đà thiết kế là tốt.
1.4.3. Tính bền guốc phanh:
Guốc phanh dùng để tán má phanh.
Đối với xe Kamaz, guốc phanh đợc làm theo hình chữ .

Y
120

Yc2

G

Yc1

50

Y2

5

X1
X
X2
5

5

R'1 R'2

RG

(Xem h×nh 1.4 )

H×nh 1.4 : KÝch thíc gc phanh
a).TÝnh kích thớc đến trọng tâm G:
+ Y2 5320 : Kích thớc chế tạo guốc phanh (khoảng cách từ trọng tâm phần
trên đến trọng tâm của phần dới).Y2 = 27,5 mm.

+ YC1 – 5320 : KÝch thíc cđa träng t©m phần trên đến đờng trung hoà.
+ YC2 - Kích thớc của trọng tâm phần dới đến đờng trung hoà.
+ R1/ - Bán kính trọng tâm của phần diện tích trên tính đến tâm tang
trống.

R1/ 185,5mm

+
trống.

R2/

- Bán kính trọng tâm của phần diện tích dới tính đến tâm tang

R2/ 158mm

+ RG 5320 : Kích thớc từ tâm bánh xe đến träng t©m cđa gc phanh.
* TÝnh YC1
Yc1 

Y2 F1
F1  F2

16


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

Y2- KÝch thíc chÕ t¹o gc phanh, Y2= 27,5 (mm).
F1 – 5320 : DiƯn tích phần trên chữ . F1 = 5.120 = 600 (mm2).

F2 5320 : Diện tích phần dới chữ . F2 = 2.5.50 = 500 (mm2).
 YC1 

27,5 600
15(mm).
600  500

=>YC2=Y2 – 5320 : YC1= 27,5 - 15 = 12,5 (mm).
* Tính bán kính đờng trung hòa:
Rth

F1 F2
F1 F2

R1 ' R2 '

Víi:
R’1 – 5320 : b¸n kÝnh träng tâm của phần diện tích trên, tính đến tâm tang
trống, R1=185,5 (mm).
R2 5320 : bán kính trọng tâm của phần diện tích dới, tính đến tâm tang
trống, R2= 158 (mm).
 Rth 

600  500
172( mm).
600
500

185,5 158

* TÝnh kÝch thíc từ tâm bánh xe đến trọng tâm của guốc phanh.
RG = R2 + YC2 = R1 - YC1
RG = 185,5 – 5320 : 15 = 170,5 mm.
b).KiĨm tra bỊn gc phanh
Đây là bài toán thanh cong phẳng trong sức bền vật liệu.
Các bớc giải:
+ Xác định lực cắt,mô men uốn,vẽ biểu đồ nội lực.
+ Tính ứng suất pháp trên mặt cắt ngang.
+ Tính ứng suất tiếp trên mặt cắt ngang.
+ KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn:
- Theo thut bỊn øng st tiếp lớn nhất.
- Hoặc theo thuyết bền thế năng biến đổi hình dáng.
*1.Xác định lực cắt, mô men uốn, vẽ biểu đồ nội lực:
Nếu tính toán chính xác guốc phanh thì rất phức tạp. Bởi vì áp lực phân
bố trên bề mặt guốc phanh không đều mà theo quy luật hình sin.
Vì vậy ta áp dụng phơng pháp tính gần đúng. Để xác định tiết diện
nguy hiểm của guốc phanh ta phải vẽ đợc biểu đồ nội lực.

17


Ket-noi.com din n cụng ngh, giỏo dc

ở phần trên khi xây dựng hoạ đồ lực phanh tác dụng lên guốc phanh ta
đà xác định đợc lực P1 ,U1 ,R1. Đặt các giá trị lực P1 ,U1, R1 vào guốc phanh.
Tại điểm đặt lực tổng hợp R 1 ta phân tích thành hai thành phần lực N 1 và T1.
Tại chốt quay cđa chèt phanh ta cịng ph©n tÝch lùc lùc tổng hợp U 1 ra hai
thành phần lực UY1 và UX1.
Sau đó tại điểm đặt lực R1 ta cắt guốc phanh thành hai nửa thay vào mặt
cắt đó lực hớng tâm N1 và Q1, MU1 ở nửa dới là các lực N2và Q2, MU2 ngợc với

các thành phần lực và mômen ở phần trên .
+ Xét sự cân bằng đoạn trªn ta cã:
N1 + P1. cos(φ + γ) = 0
Q1 + P1. sin(φ + γ) = 0
MU1 + P1.[a - rtcos(φ + γ)] = 0
Víi:
rt – 5320 : B¸n kÝnh tang trống, rt=200(mm).
a 5320 : Khoảng cách từ tâm trống phanh đến điểm đặt lực P,
a = 155,6 (mm).
= 20,40; γ = 64,80; φ/ = 4,80 .

y
a

P1

x1
q1

b
o

x

n1

mu

H×nh 1.5 : Nửa guốc trên
- Xét sự cân bằng tại điểm A: γ = 0º.

N1 + P1.cosφ = 0
Q1 + P1.sinφ = 0
MU1 = 0.
Ta cã: φφ = 20,40 ,P = 24482 N.
N1 = - P1.cosφ = - 24482.cos20,40 = - 22946 N.
18


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

Q1 = - P1.sinφ = - 24482.sin20,40 = - 8534 N.
MU1 = 0.
- XÐt sự cân bằng tại điểm B: = 64,8, = 20,4º ,P = 24482 N.
N1 = - P1cos(φ + γ)
Q1 = - P1sin(φ + γ)
MU1 = - P1[a - Rtcos(φ + γ)]
Ta cã:
N1 = - 24482.cos85,20 = - 2048 N.
Q1 = - 24482.sin85,20 = - 24396 N.
MU1 = - 24482.(155,6-163,4.cos85,20).10-3 = - 3475 Nm.
Sau khi tính đợc các giá trị trên ta lập bảng sau:
Vị trí
A
Lực và mô men
N1 (N)
Q1 (N)
MU1 (Nm)

- 22946
- 8534

0

+ Xét sự cân bằng cho đoạn díi ta cã:
N2 + U1Y.cosδ +UU1X.sinδ = 0
Q2 - U1X.cosδ +U U1Y.sinδ = 0
MU2 + U1X.C.sinβ + U1Y.C. [1 – 5320 : cosβ] = 0
Gãc β + δ = 900.
N2 = - U1Xsinδ - U1Ycosδ
Q2 = U1Xcosδ - U1Ysinδ
MU2 = -U1XCsinβ + U1YC[1 – 5320 : cosβ]

19

B
- 2048
- 24396
- 3475


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục

X1

N2
Mu

X

B

o

O2

U1x

C

U 1y
c

Y1

Y

H×nh 1.6 : Nửa guốc dới
Mặt khác: U1 = 58600 N .
U1X = U1.cos73,60 = 56216 (N).
U1Y = U1.sin73,60 = 16545 (N).
- XÐt sự cân bằng tại điểm B: = 9,2 ; β = 80,8º ;C = 165 mm.
N2 = - U1Xsinδ - U1Ycosδ
Q2 = U1Xcosδ - U1Ysinδ
MU2 = -U1XCsinβ + U1YC[1 – 5320 : cosβ]
Thay sè vµo ta cã:
N2 = - 56216.sin9,2º - 16545.cos9,2º = - 25320 (N).
Q2 = 56216.cos9,2º - 16545.sin9,2º = 52847 (N).
MU2 = - 56216.0,165.sin80,8º+ 116545.0,115.[1- cos80,8º]
= - 6863 (Nm).
- Xét sự cân bằng tại điểm C: C = 0
N2 = - U1Xsinδ - U1Ycosδ

Q2 = U1Xcosδ - U1Ysinδ
MU2 = 0
Thay sè vµo ta cã:
N2 = - 56216.sin9,2º - 16545.cos9,2º = - 25320 (N).
Q2 = 56216.cos9,2º - 16545.sin9,2º = 52847 (N).
MU2 = 0
Sau khi tính đợc các giá trị trên ta lập bảng sau:
20