Phần mềm thiết kế ô tô part 2 pptx

- 20 -

H×nh 1.4.8. §Æc tÝnh c«n
g
suÊt H×nh 1.4.9. §Æc tÝnh lùc kÐo
H×nh 1.4.10. §Æc tÝnh nh©n tè ®én
g
lùc häc H×nh 1.4.11. §Æc tÝnh
g
ia tèc
H×nh 1.4.12. Thêi
g
ian t¨n
g
tèc H×nh 1.4.13. Qu·n
g
®−ên
g
t¨n
g
tèc
- 21 -
V. Kết luận
Chơng trình "Tính toán động lực học ôtô" với giao diện bằng tiếng Việt thân thiện, dễ hiểu,
dễ sử dụng đã đạt đợc một số kết quả sau:

- Tổng hợp đợc các công thức và một số phơng pháp tính toán lý thuyết động lực học ôtô
đã đợc sử dụng ở Việt Nam trong những năm qua.
- Xây dựng đợc chơng trình tính toán có giao diện bằng tiếng Việt dễ hiểu, dễ sử dụng.
Chơng trình này sẽ giúp cho các kỹ s chuyên ngành giảm nhẹ đợc công việc tổng hợp lại
các bớc và công thức tính, cũng nh giảm đợc khối lợng và thời gian tính toán so với
trớc đây còn phải sử dụng bằng tay.
- Tổng hợp đợc quá trình tính toán trên đa phần ôtô hiện đang đợc sử dụng rộng rãi trên
thị trờng Việt Nam và có thể áp dụng chơng trình để kiểm nghiệm chất lợng động lực
học của các loại xe này, cũng nh có thể tham khảo các thông số trên các loại xe hiện có để
lựa chọn thiết kế chọn động cơ cho các loại xe đóng mới tại Việt Nam.
Bên cạnh những mặt đạt đợc, chơng trình còn có một số khiếm khuyết sau:
- Chơng trình xây dựng theo phơng pháp tính toán lý thuyết nên cha thật sự chính xác so
với thử nghiệm trên các băng thử.
- Chơng trình cha tính toán đối với các loại xe có lắp biến mô thuỷ lực và hộp số thuỷ cơ.
- Chơng trình chạy trong môi trờng của phần mềm Matlab 5.3, tuy đây là phần mềm sẵn
có và sử dụng tơng đối thuận tiện nhng phải cài đặt phần mềm này mới chạy đợc.
- 22 -
Chơng Ii. Tính toán Hệ thống phanh

I. Đặt vấn đề
1.1. Tổng quát
Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho xe. Do vậy phải chấp
nhận những yêu cầu khắt khe, nhất là đối với xe cao tốc, chủ yếu thời gian hoạt động ở tốc
độ cao. Các yêu cầu của nó nh sau:
- Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào. Khi phanh đột ngột, xe
phải đợc dừng sau quãng đờng phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cực đại. Theo tiêu
chuẩn của châu Âu ôtô con cần phải đạt hiệu quả phanh cao trong các điều kiện thử xe:
+ Đối với phanh chân, tốc độ lúc bắt đầu phanh 80km/h; quãng đờng phanh phải nhỏ hơn
50,7m; gia tốc phanh phải lớn hơn 5,8m/s
2

, lực phanh chân lớn nhất đặt trên bàn đạp là
50kG.
+ Đối với phanh tay cũng với điều kiện vận tốc nh trên, quãng đờng phanh phải nhỏ hơn
93,4m, lực tác dụng của ngời lái vào cần phanh tay lớn nhất là 40kG. (Điều kiện thử đợc
xác định theo loại xe và tải trọng M1).
- Hiệu quả phanh cao kèm theo sự phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc
chậm dần biến đổi đều đặn giữ ổn định chuyển động của xe.
- Lực điều khiển không quá lớn, điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng kể cả điều khiển bằng chân
hoặc bằng tay. Các giá trị nêu trên tơng ứng với việc điều khiển bằng một chân hoặc một
tay ở t thế ngồi của ngời lái.
- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi nhiều lần giữa các lần
phanh.
- Đảm bảo tránh hiện tợng trợt lết của bánh xe trên đờng vì khi trợt lết trên mặt đờng
sẽ gây ra mòn lốp và làm mất khả năng dẫn hớng chuyển động của xe.
- Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hởng lẫn nhau. Phanh tay có thể
thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chức năng dự phòng.
- Phanh tay dùng để giữ nguyên vị trí xe. Phải giữ đứng nguyên trên dốc nghiêng tối thiểu
18% (tức 16
0
-20
0
).
- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh hởng tới
sự làm việc của các cơ cấu xung quanh (lốp xe, moay ơ ) phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế
các chi tiết h hỏng.
- Ngoài các yêu cầu kể trên còn có các yêu cầu nh chiếm ít không gian, trọng lợng nhỏ,
độ bền cao, và các yêu cầu chung của cấu trúc cơ khí.
1.2. Phân loại hệ thống phanh
Hệ thống phanh trên mỗi xe có đặc điểm kết cấu riêng của nó, vì thế phơng pháp và cách
thức tính toán chúng cũng có những điểm riêng biệt. Do đó để có thể hệ thống hoá đợc các

hệ thống phanh chúng ta phải tiến hành phân loại và tổng hợp chúng.
* Phân loại theo cơ cấu điều khiển trên xe:
- Phanh chân điều khiển bằng bàn đạp.
- 23 -
- Phanh tay điều khiển bằng cần.
* Ngày nay, xe con chỉ sử dụng hệ thống phanh thuỷ lực, trong đó bao gồm các dạng:
- Phanh thuỷ lực đơn giản.
- Phanh thuỷ lực có trợ lực.
* Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh:
- Cơ cấu phanh loại đĩa.
- Cơ cấu phanh loại tang trống.
* Phân lọai theo kết cấu truyền lực điều khiển:
- Dẫn động điều khiển một dòng.
- Dẫn động điều khiển hai dòng.
Các dòng truyền lực này độc lập với nhau, nhằm tránh sự cố xảy ra cùng một lúc trên tất cả
hệ thống phanh, nâng cao độ tin cậy, an toàn cho xe khi chuyển động. Theo qui chuẩn của
quốc tế chỉ cho phép dùng loại dẫn động điều khiển hai dòng trở lên. Cấu trúc hai dòng có
thể là:
- Dòng độc lập.
- Dòng song song (bố trí hỗn hợp).
* Theo mức độ hoàn thiện chất lợng phanh có thể chia:
- Hệ thống phanh có bộ điều chỉnh lực phanh.
- Hệ thống phanh có bộ chống lãm cứng bánh xe (Anti-lock brake system) ABS. Trên xe
con, phanh chân là hệ thống phanh cơ bản, còn phanh tay là phanh dự phòng. Hệ thống điều
khiển của hai loại này độc lập với nhau, làm việc tin cậy, đồng thời phanh tay phải có cấu
trúc tự khoá để ngời lái không phải liên tục tác động lực.
* Ngoài ra còn có thể phân chia hệ thống phanh theo vị trí bố trí cơ cấu phanh:
- Bố trí ở trong lòng bánh xe.
- Bố trí ở cạnh cầu xe.
Với sự đa dạng của từng cụm bộ phận trong hệ thống phanh nh trên, chúng ta thấy rằng khi

sử dụng phải phân loại khá phức tạp và với mỗi loại lại có các quá trình và công thức tính
toán khác nhau, nh vậy là khá phức tạp và tốn nhiều công sức, thời gian tính toán lâu và
nh vậy là hiệu quả công việc thấp.

Hình 2.1.1. Sơ đồ cấu tạo các dạng cơ cấu phanh tang trống
a) Đối xứng trục b) Đối xứng tâm
- 24 -


Hình 2.1.2. Sơ đồ cấu tạo các loại phanh đĩa
a) Loại có giá cố định b) Loại có giá di động


Hình 2.1.3. Cấu tạo xy lanh chính một buồng
1.Lỗ xả khí; 2.Piston; 3.Lỗ thông bình dầu; 4.Cần đẩy; 5.Vành bao kín; 6.Bát cao su; 7.Lò
xo hồi vị; 8.Van hồi dầu; 9.Lỗ thông với xy lanh bánh xe


Hình 2.1.4. Cấu tạo xu lành chính 2 buồng (LADA 2105)
1.Nắp sau; 2.Vỏ xy lanh; 3.Piston thứ cấp; 4.Piston chính; 5.Vành bao kín; 6.ốc hạn chế;
7.Lò xo hồi vị; 8.Lò xo tì vành khăn; 9.Vành chặn

Trong chơng trình, chúng tôi tiến hành phân loại tính toán nh sau:
- Chọn loại cơ cấu phanh: Trống (loại 1 xi lanh tác dụng kép, loại 2 xi lanh bố trí đối xứng
tâm) ; Đĩa (loại 1 xi lanh ép và loại 2 xi lanh ép)
- Chọn loại dẫn động phanh theo từng bớc sau:
- 25 -
+ Dẫn động là dầu hoặc khí.
+ Dẫn động 1 dòng hay 2 dòng. Nếu là 2 dòng thì dùng bộ chia hay xilanh phanh chính loại
tăngđem.

+ Có bộ trợ lực hay không, nếu có thì chọn loại trợ lực (thuỷ lực, khí nén, chân không, thuỷ
khí, v.v )
+ Có bộ điều hoà lực phanh không
+ Có ABS không.
Sau khi đã chọn đầy đủ các cấu thành của toàn bộ hệ thống, chơng trình sẽ tính toán cụ thể
đối với mỗi loại hệ thống phanh.
1.3. Nhiệm vụ
Chơng trình tính toán thiết kế và kiểm nghiệm hệ thống phanh thực hiện những nhiệm vụ
sau:
a. Với bài toán thiết kế:
- Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống.
- Kiểm tra bền các chi tiết quan trọng của hệ thống.
b. Với bài toán kiểm nghiệm:
- Kiểm tra các điều kiện làm việc của hệ thống (hành trình làm việc, áp suất trên bề mặt ma
sát và nhiệt sinh ra ở trống phanh)
- Kiểm tra bền các chi tiết quan trọng của hệ thống.
- Đánh giá hệ thống theo các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh theo TCVN.
- 26 -
II. Các bớc tính toán:
2.1. Với bài toán thiết kế:
Yêu cầu đặt ra đối với bài toán thiết kế là cho các thông số kỹ thuật của xe, cho điều kiện
làm việc, chúng ta tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống phanh, sau đó chọn
và kiểm tra quá trình làm việc của hệ thống phanh đó thoả mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật cho
phép để đảm bảo an toàn cho xe.
Qui trình tính toán gồm các bớc sau:
- Tính mô men phanh phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh
- Tính lực tác dụng lên cơ cấu phanh
- Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh
- Xác định các thông số cơ bản của dẫn động phanh
- Kiểm tra các điều kiện làm việc

- Tính bền một số chi tiết của hệ thống

2.1.1. Tính mô men phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh
Mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh cầu trớc:
bx
gmax
'
P
r.
b.g
hj
1
L2
b.G
M








+=
(Nm) (2.1.1)
Mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh cầu sau:
bx
gmax
''
P

r.
a.g
hj
1
L2
a.G
M








=
(Nm) (2.1.2)
Trong đó:
G: trọng lợng ôtô khi đầy tải (N)
a,b,h
g
: toạ độ trọng tâm của ôtô (m)
L: chiều dài cơ sở của ôtô (m)
j
max
: gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh (j
max
= 6ữ7m/s
2
)

g: gia tốc trọng trờng (g=9,81 m/s
2
)
: hệ số bám của bánh xe với mặt đờng
r
bx
: bán kính lăn của bánh xe (m)
Nếu đã biết trọng lợng của ôtô khi đầy tải phân ra trục trớc là G
1
và trục sau là G
2
thì ta có
thể tính toán các toạ độ a, b là:
G
LG
a
2
= (m) (2.1.3)
G
LG
b
1
= (m) (2.1.4)

- 27 -
2.1.2. Tính toán cơ cấu phanh:
2.1.2.1. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh
Kích thớc của má phanh đợc chọn dựa trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng [L], áp suất
trên bề mặt má phanh [q] và tỷ số trọng lợng toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các
má phanh và chế độ làm việc của phanh.

* Bề rộng má phanh xác định để đảm bảo công ma sát riêng:
]L[
F.g2
V.G
L
2
0
=

(Nm/m
2
) (2.1.5)
Trong đó:
G : trọng lợng toàn bộ ôtô khi đầy tải (N)
V
0
: vận tốc của ôtô khi bắt đầu phanh (m/s)
g : gia tốc trọng trờng (m/s
2
)
F

: diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ôtô (m
2
)
[L] : công ma sát riêng cho phép ([L] = 4000 - 10000 kNm/m
2
)
* Bề rộng má phanh xác định để đảm bảo áp suất trên bề mặt ma sát:
]q[

r.b.
M
q
0
2
t
p

à
= (N/m
2
) (2.1.6)
[q] : áp suất cho phép trên bề mặt má phanh ([q] = 1,5 - 2 MN/m
2
)
a. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh đĩa
* Tính bán kính ngoài của má phanh
C
M
100.2
16,3
R
p
2
= (m) (2.1.7)
Trong đó:
M
p
: mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh (Nm)
C : hệ số kinh nghiệm. Với ôtô du lịch C=4,7; ôtô vận tải C=3,6

* Tính bán kính trong của má phanh
R
1
= 0,53 R
2
(m) (2.1.8)
* Chọn sơ bộ góc ôm
0i
của má phanh thứ i
Khi đó diện tích toàn bộ của các má phanh ở các cơ cấu phanh đĩa
(
)

=


=
m
1i
2
i1
2
i2i0
2
RR
F
(m
2
) (2.1.9)
ở đây : m : số lợng má phanh

0i
: góc ôm của má phanh thứ i (tính theo radian)
R
2i
, R
1i
: bán kính trong và bán kính ngoài của cơ cấu phanh đĩa thứ i.
- 28 -
Sau khi kiểm tra công ma sát riêng L, áp suất trên bề mặt má phanh q và tỷ số trọng lợng
toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của phanh chúng
ta xác định đợc các kích thớc cơ bản của cơ cấu phanh đĩa.

b. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh tang trống
* Chọn sơ bộ góc ôm
0i
và bề rộng b
i
của má phanh thứ i
Khi đó diện tích toàn bộ của các má phanh ở các cơ cấu phanh tang trống:

=

=
m
1i
iti0
b.r.F (m
2
) (2.1.10)

ở đây : m : số lợng má phanh

0i
: góc ôm của má phanh thứ i (tính theo radian)
r
t
: bán kính trống phanh (m)
b
i
: chiều rộng má phanh thứ i (m)
Sau khi kiểm tra công ma sát riêng L, áp suất trên bề mặt má phanh q và tỷ số trọng lợng
toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của phanh chúng
ta xác định đợc các kích thớc cơ bản của cơ cấu phanh tang trống.

2.1.2.2. Tính toán lực tác dụng lên cơ cấu phanh:
a. Cơ cấu phanh đĩa:
* Lực tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa 1 xi lanh ép:
1
p
K
M
P =
(N) (2.1.11)
K
1
= 2à.R
tb
(m) (2.1.12)
(
)

2
1
2
2
3
1
3
2
tb
RR
RR
3
2
R


=
(m) (2.1.13)
* Lực tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa 2 xi lanh ép:
2
p
K
M
P =
(N) (2.1.14)
K
2
= 2à.R
tb
(m) (2.1.15)

(
)
2
1
2
2
3
1
3
2
tb
RR
RR
3
2
R


=
(m) (2.1.16)
à: hệ số ma sát của vật liệu làm má phanh
R
1
, R
2
: bán kính trong và ngoài của má phanh.
b. Cơ cấu phanh tang trống:
* Tính góc và bán kính của lực tổng hợp tác dụng lên guốc phanh:
- 29 -
Góc tạo nên bởi lực N

1
và trục X
1
-X
1
:








+

=
210
21
sinsin2
2cos2cos
arctg
(độ) (2.1.17)
Bán kính xác định theo công thức:
()
02100
22
0
21t
sin)cos(2sin

coscosr.2
++

=
(m) (2.1.18)
* Lực tác dụng lên cơ cấu phanh có 1 xi lanh, má siết và má nhả có góc ôm khác nhau:
3
p
K
M
P =
(N) (2.1.19)
222
02
111
01
3
)sin(cosc
)acos.c(.
)sin(cosc
)acos.c(.
K
à+à
+


à
+
àà+
+à

=
(m) (2.1.20)
* Lực tác dụng lên cơ cấu phanh có 1 xi lanh, má siết và má nhả có góc ôm nh nhau:
4
p
K
M
P =
(N) (2.1.21)
111
01
4
)sin(cosc
)acos.c(.
.2K
àà+
+à
=
(m) (2.1.22)
Trong đó :
à: hệ số ma sát của vật liệu làm má phanh

0
: Góc ôm của má phanh (độ)

1
: Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán má phanh (độ)

2
=

1
+
0
(độ)
r
t
: bán kính của tang trống (m)

0
: góc từ tâm trống phanh đến xy lanh lực (hoặc tâm quay của cam phanh) (độ)
a : khoảng cách từ tâm trống đến xy lanh lực (hoặc tâm quay của cam phanh) (m)
c : khoảng cách từ tâm trống phanh đến đờng nối tâm quay các guốc phanh (m)

2.1.3. Tính toán dẫn động phanh
2.1.3.1. Xác định đờng kính xi lanh phanh bánh xe
a. Xác định đờng kính xi lanh phanh bánh xe với cơ cấu phanh đĩa
pn
P4
d

=
(m) (2.1.23)
Trong đó:
P : lực sinh ra tại cơ cấu phanh (N)
p : áp suất dầu trong hệ thống (N/m
2
)
- 30 -
n : số lợng ống xi lanh làm việc
b. Xác định đờng kính xi lanh phanh bánh xe với cơ cấu phanh tang trống

p
P4
d

=
(m) (2.1.24)
Trong đó:
P : lực sinh ra tại cơ cấu phanh (N)
p : áp suất dầu trong hệ thống (N/m
2
) (p 8.10
6
N/m
2
)
2.1.3.2. Chọn đờng kính xi lanh tổng phanh và tính áp suất trong dẫn động do ngời lái sinh
ra
Đờng kính xi lanh tổng phanh D đợc chọn trên cơ sở tham khảo các xe tơng tự hiện đang
lu hành.
áp suất do ngời lái sinh ra:
'l
l
.
D.
Q4
p
2
l

=

(N/m
2
) (2.1.25)
Trong đó:
Q : lực ngời lái tác dụng lên bàn đạp (N)
D : đờng kính của xi lanh tổng phanh đã chọn ở trên (m)
: hiệu suất của dẫn động thuỷ lực. =0,92
l, l' : các kích thớc đòn của bàn đạp (m)
áp suất do bộ trợ lực sinh ra:
p
c
= p - p
l
(N/m
2
) (2.1.26)
p : áp suất dầu trong hệ thống (N/m
2
)
2.1.3.3. Tính toán các thông số cơ bản của bộ trợ lực (loại chân không-thuỷ lực)
* Lực trợ lực:

=
ptcc
c
Fp
Q
(N) (2.1.27)
Trong đó:
F

ptc
: diện tích của piston trợ lực (m
2
) (F
ptc
D
2
/4)
p
c
: áp suất do trợ lực phanh sinh ra (N/m
2
)
: hiệu suất thuỷ lực
* Kích thớc màng trợ lực
P
QP
F
clx
4

+
=
(m
2
) (2.1.28)
P
lx
: lực lò xo trợ lực (N) (nếu không có thì tham khảo)
P : độ chênh áp phía trớc và phía sau màng trợ lực. P = 5.10

4
N/m
2

- 31 -
2.1.3.4. Tính hành trình bàn đạp của ngời lái
Hành trình bàn đạp h của ngời lái:
'l
l
D
xd.2xd.2
h
0b
2
2
2
21
2
1








+
+
=

(m) (2.1.29)
Trong đó:
d
1
và d
2
: đờng kính xi lanh ở bánh xe trớc và sau (m)
x
1
và x
2
: hành trình piston của các xinh lanh phanh ở các bánh xe trớc và sau (m)
D : đờng kính xi lanh phanh chính (m)

0
: khe hở giữa thanh đẩy với piston ở xi lanh phanh chính.
0
= 1,5 - 2 mm
l, l' : các kích thớc đòn của bàn đạp (m)

b
: hệ số bổ sung, khi phanh ngặt
b
=1,05-1,10
x
1
và x
2
đợc xác định nh sau:
c

))(ca(2
x

+

+
= (m)
Trong đó:
: khe hở trung bình giữa má phanh và trống phanh. = 0,3.10
-3
m
: độ mòn hớng kính cho phép của má phanh. [] = (1-1,5).10
-3
m
a : khoảng cách từ tâm trống đến xy lanh lực (hoặc tâm quay của cam phanh) (m)
c : khoảng cách từ tâm trống đến đờng nối tâm quay các guốc phanh (m)
Hành trình cực đại của ôtô tải không quá 180mm và ôtô con không quá 150mm

2.1.4. Tính bền
2.1.4.1. Tính bền trống phanh:
áp suất trong trống phanh:
0
2
t
p
r.b.
M
q
à
=

(N/m
2
) (2.1.30)
Trong đó:
M
p
: mômen phanh do guốc phanh trớc và sau sinh ra (Nm)
à : hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh

0i
: góc ôm của má phanh thứ i (tính theo radian)
r
t
: bán kính trống phanh (m)
b
i
: chiều rộng má phanh thứ i (m)
ứng suất hớng tâm:








+

=
2

2
22
2
n
'a
'b
1
'a'b
'qa
5,1
(N/m
2
) (2.1.31)
- 32 -
ứng suất tiếp tuyến:








+

=
2
2
22
2

t
'a
'b
1
'a'b
'qa
5,1
(N/m
2
) (2.1.32)
Trong đó:
a' : bán kính trong của trống (m)
b' : bán kính ngoài của trống (m)
Với trống phanh bằng gang thì
[
k
] =1,8.10
6
N/m
2
[
n
] =3,8.10
6
N/m
2

2.1.4.2. Tính bền đờng ống dẫn động
ứng suất vòng:
s

pR
t
= (N/m
2
) (2.1.33)
ứng suất pháp:
s.2
pR
n
= (N/m
2
) (2.1.34)
Đờng ống làm bằng hợp kim đồng có [] =2,6.10
6
N/m
2

2.2. Bài toán kiểm nghiệm:
Yêu cầu đặt ra đối với bài toán kiểm nghiệm là cho các thông số kỹ thuật của xe và hệ thống
phanh đang sử dụng trên xe, cho điều kiện làm việc, chúng ta tính toán kiểm tra các điều
kiện làm việc, kiểm tra bền các chi tiết và đánh giá theo các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả
phanh của TCVN.
Qui trình tính toán gồm các bớc sau:
- Tính lực tác dụng lên cơ cấu phanh
- Tính mô men phanh tác dụng lên các cơ cấu phanh
- Tính lực phanh tổng cộng tác dụng lên toàn bộ hệ thống phanh
- Kiểm tra các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
- Kiểm tra các điều kiện làm việc của hệ thống
- Kiểm tra bền một số chi tiết quan trọng của hệ thống

2.2.1. Tính lực tác dụng lên cơ cấu phanh
2.2.1.1. áp suất trong hệ thống
* áp suất do lực ngời lái sinh ra
'l
l
.
D.
Q4
p
2
l

=
(N/m
2
) (2.2.1)
- 33 -
Trong đó:
Q : lực ngời lái tác dụng lên bàn đạp
D : đờng kính của xi lanh tổng phanh đã chọn ở trên
: hiệu suất của dẫn động thuỷ lực. =0,92
l, l' : các kích thớc đòn của bàn đạp
* áp suất do bộ trợ lực sinh ra (nếu có):
=
ptc
c
c
F
Q
p

(N/m
2
) (2.2.2)
Q
c
= F
4
P - P
lx
(N) (2.2.3)
Trong đó:
F
ptc
: diện tích của piston trợ lực (m
2
) (F
ptc
D
2
/4)
Q
c
: lực do trợ lực phanh sinh ra (N/m
2
)
: hiệu suất thuỷ lực
F
4
: diện tích màng trợ lực (m
2

)
P
lx
: lực lò xo trợ lực (N) (nếu không có thì tham khảo)
P : độ chênh áp phía trớc và phía sau màng trợ lực. P = 5.10
4
N/m
2

* áp suất tổng cộng trong hệ thống
Nếu có trợ lực : p = p
c
+ p
l

Nếu không có trợ lực : p = p
l

2.2.1.2. Lực tác dụng lên cơ cấu phanh
a. Lực tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa
n.
4
d
pP
2

=
(N) (2.2.4)
Trong đó:
P : lực sinh ra tại cơ cấu phanh (N)

p : áp suất dầu trong hệ thống (N/m
2
)
d : đờng kính xi lanh bánh xe (m
2
)
n : số lợng ống xi lanh làm việc
b. Lực tác dụng lên cơ cấu phanh tang trống
4
d
pP
2

=
(N) (2.2.5)
Trong đó:
P : lực sinh ra tại cơ cấu phanh (N)
p : áp suất dầu trong hệ thống (N/m
2
)
d : đờng kính xi lanh bánh xe (m
2
)
- 34 -
2.2.2. Tính mô men phanh tác dụng lên các cơ cấu phanh
a. Cơ cấu phanh đĩa:
* Mômen phanh tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa 1 xi lanh ép:
M
p
= P.K

1
(Nm) (2.2.6)
K
1
= 2à.R
tb

(
)
2
1
2
2
3
1
3
2
tb
RR
RR
3
2
R


=

* Mômen phanh tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa 2 xi lanh ép:
M
p

= P.K
2
(Nm) (2.2.7)
K
2
= 2à.R
tb

(
)
2
1
2
2
3
1
3
2
tb
RR
RR
3
2
R


=

à: hệ số ma sát của vật liệu làm má phanh
R

1
, R
2
: bán kính trong và ngoài của má phanh.
b. Cơ cấu phanh tang trống:
* Tính góc và bán kính của lực tổng hợp tác dụng lên guốc phanh:
Góc tạo nên bởi lực N
1
và trục X
1
-X
1
:








+

=
210
21
sinsin2
2cos2cos
arctg

Bán kính xác định theo công thức:
()
02100
22
0
21t
sin)cos(2sin
coscosr.2
++

=

* Mômen phanh tác dụng có 1 xi lanh, má siết và má nhả có góc ôm khác nhau:
M
p
= P.K
3
(Nm) (2.2.8)
222
02
111
01
3
)sin(cosc
)acos.c(.
)sin(cosc
)acos.c(.
K
à+à
+

à
+
àà+
+à
=

* Mômen phanh tác dụng có 1 xi lanh, má siết và má nhả có góc ôm nh nhau:
M
p
= P.K
4
(Nm) (2.2.9)
111
01
4
)sin(cosc
)acos.c(.
.2K
àà+
+à
=

Trong đó :
à: hệ số ma sát của vật liệu làm má phanh

0
: Góc ôm của má phanh (độ)

1
: Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán má phanh (độ)
- 35 -

2
=
1
+
0

r
t
: bán kính của tang trống (m)

0
: góc từ tâm trống phanh đến xy lanh lực (hoặc tâm quay của cam phanh) (độ)
a : khoảng cách từ tâm trống đến xy lanh lực (hoặc tâm quay của cam phanh) (m)
c : khoảng cách từ tâm trống phanh đến đờng nối tâm quay các guốc phanh (m)

2.2.3. Tính lực phanh tổng cộng tác dụng lên các cơ cấu phanh
2.2.3.1. Tính lực phanh tác dụng lên mỗi cơ cấu phanh
b
pi
pi
r
M
P = (N) (2.2.10)
Trong đó:
P
pi

: lực phanh tác dụng lên cơ cấu phanh thứ i
M
pi
: mômen phanh tác dụng lên cơ cấu phanh thứ i
r
b
: bán kính bánh xe
2.2.3.2. Tính lực phanh tổng cộng
P

= P
i
(N) (2.2.11)

2.2.4. Kiểm tra các điều kiện làm việc của hệ thống:
2.2.4.1. Kiểm tra công ma sát riêng
Công ma sát riêng:
]L[
F.g2
V.G
L
2
0
=

(Nm/m
2
) (2.2.12)
Trong đó:
[L] : công ma sát riêng cho phép ([L] = 4000 - 10000 kNm/m

2
)
2.2.4.2. Kiểm tra áp suất trên bề mặt ma sát
áp suất trên bề mặt ma sát:
]q[
r.b.
M
q
0
2
t
p

à
= (N/m
2
) (2.2.13)
[q] : áp suất cho phép trên bề mặt má phanh ([q] = 1,5 - 2 MN/m
2
)
Trong đó:
G : trọng lợng toàn bộ ôtô khi đầy tải (N)
V
0
: vận tốc của ôtô khi bắt đầu phanh (m/s)
g : gia tốc trọng trờng (m/s
2
)
F

: diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ôtô (m
2
)
- 36 -

=

=
m
1i
iti0
b.r.F (m
2
) (2.2.14)
m : số lợng má phanh

0i
: góc ôm của má phanh thứ i (tính theo radian)
r
t
: bán kính trống phanh (m)
b
i
: chiều rộng má phanh thứ i
2.2.4.4. Kiểm tra hành trình bàn đạp của ngời lái
Hành trình bàn đạp h của ngời lái:
'l
l
D
xd.2xd.2

h
0b
2
2
2
21
2
1








+
+
=
(m) (2.2.15)
Hành trình cực đại của ôtô tải không quá 180mm và ôtô con không quá 150mm
Trong đó:
d
1
và d
2
: đờng kính xi lanh ở bánh xe trớc và sau (m)
x
1
và x

2
: hành trình piston của các xinh lanh phanh ở các bánh xe trớc và sau (m)
D : đờng kính xi lanh phanh chính (m)

0
: khe hở giữa thanh đẩy với piston ở xi lanh phanh chính.
0
= 1,5 - 2 mm
l, l' : các kích thớc đòn của bàn đạp (m)

b
: hệ số bổ sung, khi phanh ngặt
b
=1,05-1,10
x
1
và x
2
đợc xác định nh sau:
c
))(ca(2
x

+

+
=
Trong đó:
: khe hở trung bình giữa má phanh và trống phanh. = 0,3.10
-3

m
: độ mòn hớng kính cho phép của má phanh. [] = (1-1,5).10
-3
m
a : khoảng cách từ tâm trống đến xy lanh lực (hoặc tâm quay của cam phanh) (m)
c : khoảng cách từ tâm trống đến đờng nối tâm quay các guốc phanh (m)

2.2.5. Tính bền một số chi tiết quan trọng của hệ thống
2.2.5.1. Tính bền trống phanh:
áp suất trong trống phanh:
0
2
t
p
r.b.
M
q
à
=
(N/m
2
) (2.2.16)
Trong đó:
M
p
: mômen phanh do guốc phanh trớc và sau sinh ra (Nm)
à : hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh
- 37 -

0i

: góc ôm của má phanh thứ i (tính theo radian)
r
t
: bán kính trống phanh (m)
b
i
: chiều rộng má phanh thứ i (m)
ứng suất hớng tâm:








+

=
2
2
22
2
n
'a
'b
1
'a'b
'qa
5,1

(N/m
2
) (2.2.17)
ứng suất tiếp tuyến:








+

=
2
2
22
2
t
'a
'b
1
'a'b
'qa
5,1
(N/m
2
) (2.2.18)
Trong đó:

a' : bán kính trong của trống (m)
b' : bán kính ngoài của trống (m)
Với trống phanh bằng gang thì
[
k
] =1,8.10
6
N/m
2
[
n
] =3,8.10
6
N/m
2

2.2.5.2. Tính bền đờng ống dẫn động
ứng suất vòng:
s
pR
t
= (N/m
2
) (2.2.19)
ứng suất pháp:
s.2
pR
n
= (N/m
2

) (2.2.20)
Đờng ống làm bằng hợp kim đồng có [] =2,6.10
6
N/m
2

2.2.6. Kiểm tra các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
2.2.6.1. Kiểm tra lực phanh và lực phanh riêng
* Lực phanh tổng cộng cực đại không đợc lớn hơn lực bám
P

= .G (N) (2.2.21)
* Lực phanh riêng tính trên một đơn vị trọng lợng toàn bộ
G
P
P
R

= (2.2.22)
Lực phanh riêng phải đảm bảo theo TCVN
2.2.6.2. Kiểm tra gia tốc phanh
Gia tốc phanh chậm dần cực đại