thiết kế tính toán cải tiến hệ thống phanh xe uaz - 452b

Mục lục
Trang
Lời nói đầu 4
Phần I- Kiểm nghiệm hệ thống phanh của UAZ- 452B 6
I- Giới thiệu chung về xe UAZ- 452B 6
1- Giới thiệu chung 6
2- Giới thiệu về hệ thống phanh 6
3- Sơ đồ nguyên lý hoạt động 10
4- Các thông số kết cấu của xe UAZ- 452B 12
II. Kiểm nghiệm hệ thống phanh 13
II.1- Xác định mômen phanh yêu cầu 13
II.2- Xác định lực tác dụng lên guốc phanh 15
II.3- Xác định lực bàn đạp. 23
II.4- Xác định hành trình bàn đạp 24
II.5- Tính bền cơ cấu phanh 25
III. Kết luận 45
Phần II: cải tiến hệ thống phanh 47
I. Đặt vấn đề cải tiến 47
II. Phơng án dẫn động 47
III. Phơng án cờng hoá 50
IV. Thiết kế tính toán cải tiến hệ thống phanh 55
1. Thiết kế dẫn động phanh hai dòng 55
2. Thiết kế bộ cờng hoá chân không 61
phần iii: công nghệ gia công piston thứ cấp
trong xy lanh chính 68
I. phân tích kết cấu - chọn dạng sản xuất 68
II. lập quy trình công nghệ 69
phần iv: h hỏng thờng gặp
biện pháp bảo dỡng sửa chữa 74
phần v: đánh giá chung - kếtluận 75
phần vi: tài liệu tham khảo 76

1
Lời nói đầu
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, trên thị trờng Việt Nam xuất hiện ngày
càng nhiều các loại xe lắp ráp trong nớc và nhập từ nớc ngoài, với kiều dáng
thẩm mỹ, tiện nghi sang trọng,tốc độ cao, độ an toàn lớn và tính kinh tế nhiên
liệu. Đặc biệt là phần lớn các xe này đợc lắp ráp tại Việt Nam. Sự xuất hiện
ngày càng nhiều của các liên doanh ôtô với các hãng lớn nh :Toyota,
foRd, fiat, mercerdes - benz, daewoo đem lại những tiến bộ
nhảy vọt cho nền công nghiệp ôtô nớc ta.
Tuy nhiên, trong khi nhu cầu đi lại của ngời dân ngày càng tăng lên rất lớn
thì sản xuất của các liên doanh ôtô thời gian gần đây lại đình trệ và sút giảm.
Nguyên nhân chính là do hầu hết các liên doanh chỉ tập chung vào sản xuất
các loại xe du lịch vốn là một phơng tiện quá sang trọng và đắt tiền so với mức
thu nhập của ngời dân nớc ta.
Hiện nay, một số loại xe cũ của Nga, đặc biệt là loại xe UAZ vẫn đang đợc sử
dụng phổ biến trong quân đội , ở các vùng ngoại thành và vùng nông thôn, với
nhứng u điểm nổi bật giá thành rẻ, chủng loại đa dạng để phục vụ cho nhiều
mục đích khác nhau, có kết cấu gọn gàng và độ bền cao,thuận tiện và đơn giản
trong khi sử dụng, cũng nh khi bảo dỡng và sửa chữa, phù hợp với điều kiện đ-
ờng xá ở nớc ta. Tuy nhiên, nó cũng tồn tại những nhợc điểm sau: Hệ thống
phanh của xe UAZ- 452B là hệ thống phanh dẫn động một dòng, không có trợ
2
lực, do đó lực bàn đạp lớn, làm giảm tính an toàn của hệ thống phanh, hiệu
quả phanh giảm.
Ngày nay, loại xe UAZ đã và đang không ngừng đợc cải tiến hoàn thiện
hơn để nâng cao độ tin cậy khi sử dụng xe, cải thiện điều kiện sử dụng ngày
càng tiện lợi, thoải mái hơn.
- Căn cứ vào tình hình thực tế của nớc ta hiện còn sử dụng nhiều xe UAZ
đời cũ.
- Đờng xá ngày càng phát triển tốt hơn, nên cho phép xe chạy với tốc độ

cao hơn. Vì vậy, hệ thống phanh cần phải hoàn thiện, tin cậy hơn.
- Dựa trên cơ sở sự phát triển về khoa học kỹ thuật ngành ôtô.
- Dựa trên cơ sở những kiến thức đã đợc tiếp thu trong quá trình học tập 5
năm tại trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Xuất phát từ những thực tế trên, em chọn đề tài : Thiết kế tính toán cải tiến
hệ thống phanh xe UAZ - 452B
Phần I : Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe
UAZ 452B
I. Giới thiệu về xe uaz- 452B
I.1. Giới thiệu chung:
UAZ- 452B là loại xe khách do Liên Xô sản xuất. Đây là loại xe hai cầu,
có tính năng việt dã cao, hoạt động tốt trên địa bàn xấu.
3
Ngày nay do nhiều yếu tố, đa số các xe đã không còn sử dụng đợc nữa,
tuy nhiên một số nơi vẫn còn đợc khai thác sử dụng tốt nh trong quân đội,
bu điện, sử dụng phổ biến ở các vùng ngoại thành, vùng nông thôn. Để đạt
hiệu quả cao, an toàn cần phải tiến hành cải tiến một số bộ phận trên xe nh:
Lái, treo phanh
I.2. Giới thiệu về hệ thống phanh xe UAZ- 452B
a. Bố trí chung:
Hệ thống phanh xe UAZ- 452B gồm có: Hệ thống phanh chính(phanh
chân) , các cơ cấu phanh đặt ở bánh xe và hệ thống phanh dừng(phanh tay) đ-
ợc bố trí sau hộp phân phối. Sở dĩ phải làm cả hai loại phanh chính và phanh
dừng là để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động. Phanh chính đợc dẫn động
bằng thuỷ lực, một dòng, kết cấu gọn, độ nhạy tốt, cơ cấu phanh dùng phanh
guốc, lắp trên tất cả các bánh xe để tận dụng hết lực bám của xe khi phanh.
Ưu điểm của hệ thống phanh chính là kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp và
sửa chữa.
Phanh dừng đợc dẫn động bằng cơ khí và điều khiển bằng tay. Ưu điểm
là phanh phanh dừng xe trong thời gian ngắn, độ tin cậy cao. Nhợc điểm là kết

cấu phức tạp.
b. Cơ cấu phanh:
4
* Cơ cấu phanh bánh trớc:
Cơ cấu phanh bánh trớc là cơ cấu phanh guốc, hai guốc phanh đợc dẫn
động bằng hai xylanh riêng rẽ, và đặt trên hai chốt lệch tâm khác phía, do dó
hai má phanh đều là hai má siết, tạo đợc mô men phanh lớn. Khi xe chạy tiến
thì hiệu quả phanh tốt, nhng xe chạy lùi thì hiệu quả phanh thấp hơn. Nhợc
điểm này không quan trọng lắm đối với ôtô có trọng lợng nhỏ, hơn nữa khi ôtô
chạy lùi tốc độ cũng thấp cho nên yêu cầu mômen phanh ít hơn.
+ Trống phanh: đợc đúc bằng gang, mặt trong đợc gia công nhẵn để tiếp
xúc với tấm ma sát, trống phanh đợc lắp với moayơ bánh xe. Là chi tiết cùng
với má phanh tạo ra mô men ma sát, tiêu thụ động năng của xe khi phanh.
+ Mâm phanh: Đợc chế tạo bằng thép tấm có các lỗ để lắp ghép các chi
tiết, đồng thời để bảo vệ các chi tiết bên trong.
+ Guốc phanh: Đợc chế tạo bằng thép, trên mặt có gia công các lỗ để lắp
đinh tán dùng để gắn tấm ma sát lên guốc phanh, đinh tán làm bằng nhôm, đ-
ợc tán thấp hơn bề mặt ma sat từ 1,5 2 mm
+ Má phanh: làm bằng Ferađô, chiều dày má phanh là 5,5 mm, rộng 50
mm, đờng kính ngoài là 297 mm, góc ôm
0
= 120
0
.
5

A
R
1
3

9
,
8
-
0
,
2
A - A
+ Cam lệch tâm: luôn tỳ vào guốc phanh và đợc cố định nhờ lò xo,
tácdụng của cam lệch tâm là điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống.
+ Lò xo hồi vị: Mỗi cơ cấu phanh trớc có hai lò xo hồi vị để kéo guốc
phanh tỳ sát vào đầu piston của xylanh bánh xe và tỳ sát vào cam lệch tâm để
đảm bảo khe hở cần thiết giữa má phanh và tang trống.
* Cơ cấu phanh sau:
Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh guốc xoay trên hai chốt tựa cùng phía
và có cùng chung một xylanh làm việc. Cấu tạo cơ cấu phanh sau cơ bản
giống cơ cấu phanh trớc, chỉ khác một số điểm sau:
- Má trớc là má siết, má sau là má nhả, để cho má trớc và má sáu mòn
đều nhau nên má trờc làm dài hơn má sau.
- Cả hai chốt tựa cùng nằm ở phía dới
-Mỗi cơ cấu phanh có một lò xo chung cho cả guốc trớc và guốc sau.
Trong quá trình sử dụng các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má
phanh và trống phanh sẽ tăng lên, ta phải điều chỉnh lại khe hở này, điều chỉnh
khe hở ở phía trên má phanh bằng cách xoay cam lệch tâm 8 và ở phía dới
6
B
ỉ
3
2
H

7
/
g
6
R
1
3
9
,
8
-
0
,
2
3
B
1 2 4 65
12
13
11
B - B
7 98 10
bằng cách xoay chốt lệch tâm. Khi điều chỉnh khe hở trên khoảng 0,25 mm,
khe hở dới khoảng 0,12 mm
* Phanh dừng: Dùng để phanh trên dốc và khi đỗ xe và để phanh xe khi gặp
nguy hiểm.
c. Dẫn động phanh: Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm bàn đạp
phanh, xylanh chính, cơ cấu tín hiệu phanh, các đờng ống dẫn và các thiết bị
nối, các xylanh công tác ở các bánh xe.
- Xylanh chính:

+ Nhiệm vụ của xylanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu có
áp suất cao truyền tới các xylanh công tác ở các bánh xe.
+Thân xylanh: đợc đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ cấp dầu và
lỗ bù dầu, có lõ ren để bắt ống nối, đờng kính xylanh 32mm.
+ Piston: đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm, có các gờ để lắp gioăng làm
kín, đỉnh piston đợc khoan 8 lỗ nhỏ ơ1,8mm để đẫn dầu trong hành trình trả.
+ Bát cao su: làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển cùng với
piston có tác làm kín dầu có áp suất cao ở hành trình nén.
- Xylanh công tác: Đợc đúc bằng gang xám GX 18 - 36, có đờng kính trong
là 32 mm, có lỗ ren M10 để bắt van xả khí và lỗ ren M12 để lắp đầu nối.
Xylanh công tác có tác dụng cùng với piston nhận lực thông qua phần dẫn
động truyền tới guốc phanh.
I.3. Nguyên lý hoạt động:
7
* Nguyên lý hoạt động:
- Khi đạp phanh: Ngời lái tác động lên bàn đạp phanh, qua cần đẩy làm
cho piston dịch chuyển sang phải, bát cao su nhanh chóng bịt kín lỗ cấp dầu,
ép dầu trong xylanh tạo ra áp suất cao, mở van thuận, dầu có áp suất cao theo
đờng ống tới xylanh công tác thực hiện phanh xe.
- Khi thôi phanh: Ngời lái nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vi kéo cần đẩy về
vị trí ban đầu, lò xo hồi vị piston đẩy piston về vị trí ban đầu, dầu từ xylanh
bánh xe đợc hồi về xylanh chính qua van nghịch kết thúc quá trình phanh.Tuy
nhiên dầu không chảy từ xylanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu
trong xylanh chính giảm nhanh chóng tạo ra độ chân không . Kết quả là, dầu
trong bình chứa sẽ chảy vào xylanh qua cửa vào và dầu từ khoang B qua các lỗ
ở đỉnh piston làm cong phớt cao su đi vào khoang A. Nh vậy, khoang A đợc bổ
sung dầu tức thời đảm bảo đủ dầu cho lần đạp phanh tiếp theo. Van nghịch có
tác dụng giữ trong đờng ống dẫn động có áp suất d
5 KG/cm
2

để tránh lọt khí vào trong đờng ống.
I.4. Các thông số của xe UAZ-452B:
- Trọng lợng của xe:
+ Tự trọng : 1900 KG
+ Trọng lợng phân bố cầu trớc: 1296 KG
+ Trọng lợng phân bố cầu sau: 1324 KG
8
ỉ32H7/g6
1,5
B
A
- Kích thớc xe:
+ Chiều dài : 4440 mm
+ Chiều rộng: 1940 mm
+ Chiều cao: 2240 mm
+ Chiều dài cơ sở: 2300 mm
+ Chiều rộng cơ sở: 1442 mm
- Vận tốc cực đại: 100 km/h
- Công suất cực đại: 90 Mã lực
- Mô men xoấn cực đại: 17,5 KG.m
- Kích thớc lốp: 8,4 - 15
- Kích thớc hệ thống phanh:
+ Đờng kính xylanh chính: 32 mm
+ Đờng kính xylanh bánh xe:
Đờng kính trong: 32 mm
Đờng kính ngoài: 42 mm
+ Đờng kính tang trống:
Đờng kính trong: 280 mm
Đờng kính ngoài: 292 mm
+ Chiều rộng má phanh: 50 mm

+ Chiều dày má phanh: 5 mm
+ Tấm ma sát cơ cấu phanh trớc:
Má trớc và má sau:
0
= 120
0
;
1
= 20
0
;
2
= 140
0
+ Tấm ma sát cơ cấu phanh sau:
Má trớc:
0
= 125
0
;
1
= 15
0
;
2
= 140
0
Má sau:
0
= 80

0
;
1
= 40
0
;
2
= 120
0
+ Tỷ số dẫn động từ bàn đạp đến xylanh chính: 300/50 mm
II. kiểm nghiệm hệ thống phanh:
II.1. Xác định mô men phanh yêu cầu sinh ra ở các cơ cấu phanh:
a. Xác định toạ độ trọng tâm của xe:
M
A
=G.a - Z
2
.L=0
M
B
=G.b - Z
1
.L=0
G
L.Z
a
2
=
;
G

LZ
b
.
1
=
Trong đó: Z
1
=G
1
=1296 KG
9
Z
2
=G
2
=1324 KG
L = 2,3 m
a, b: Khoang cách từ tọa độ trọng tâm đến cầu trớc và cầu
sau
16.1
2620
3,2.1324
==a
14,1
2620
3,2.1296
==b
*Xác định bán kính lăn của bánh xe: Kí hiệu lốp 8,4-15
4,25.
2

0






+=
d
Br
Với B=8,4:Bề rộng lốp
D=15: đờng kính vành xe
m4,0mm86,4034,25.
2
15
4,8r
0
==






+=
.rr
0l
=
:935,0=

Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp
r
l
= 0,4.0,935 = 0,374 m
b. Xác định mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh:
Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc
độ của xe hoặc dừng hẳn xe với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho
phép.
Để tránh hiện tợng trợt lê bánh xe trong quá trình phanh, thì mômen sinh
ra ở các bánh xe đợc xác định theo điều kiện bám
*Mômen phanh bánh xe trớc:
bx
p
p
r
Gm
M
2
.
11
'

=
*Mômen phanh bánh xe sau:
bx
p
p
r
Gm
M

2
.
22
''

=
10
- Hệ số phân bố lại tải trọng khi phanh lên cầu trớc và cầu sau:
bg
hJ
m
g
.
.
1
max
1
+=
ag
hJ
m
g
.
.
1
max
2
=
Trong đó:
85,

max
=J
m/s
2
: Gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh
819,=g
m/s
2
: Gia tốc trọng trờng
70,=
g
h
m : Chiều cao trọng tâm của xe
a=1,16 ; b=1,14: Các kích thớc tọa độ trọng tâm đến cầu trớc và cầu sau
Do đó:
363,1
14,1.81,9
7,0.8.5
1
1
=+=m
643,0
16,1.81,9
7,0.8.5
1
2
==m
mKGM
p
.,,.,.

.,
' 2198374060
2
12963631
==
mKGM
p
.,,.,.
.,
'' 595374060
2
13246430
==
II.2. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh:
a. Các thông số của cơ cấu phanh :
- Đờng kính trống phanh: 280 mm
- Đờng kính xylanh bánh xe: Đờng kinh trong: 32 mm
Đờng kính ngoài: 40 mm
- Chiều dày guốc phanh: 4 mm
- Chiều rộng má phanh: 50 mm
- Tấm ma sát phanh bánh xe trớc: góc ôm tấm ma sát:
0
0
120=

0
1
20=

;

0
2
140=

Tấm ma sát phanh bánh xe sau:
11
Má trớc:
0
0
125=

;
0
1
15=

;
0
2
140=

Má sau:
0
0
80=

;
0
1
40=

;
0
2
120=

b. Xác định lực:
- Khi phanh guốc phanh chịu tác dụng của lực

P
, lực tổng hợp

R
của

N
và

T
từ trống phanh tác dụng lên guốc phanh và phản lực

U
tại chốt
phanh.
- Góc và bán kính để xác định để xác định lực tổng hợp tác dụng lên má
phanh đợc xác định theo công thức sau:
210
21
2sin2sin2
2cos2cos

+

=tg
0
2100
2
2
0
21
sin)cos(2sin
)cos(cos2



++

=
t
r
Trong đó:
0

Góc ôm tấm ma sát
1

: Góc tính từ tấm chốt quay của guốc đến chỗ tán tấm
ma sát.

012

+=
t
r
: Bán kính của tang trống
- Từ các công thức trên ta tính đợc:
* Đối với má trớc, má sau của cơ cấu phanh trớc:
102,0
140.2sin20.2sin
180
120.
2
140.2cos20.2cos
0
1
0
0
0
00
=
+

=


tg
0
8,5=

mm
t
44,163
120sin)14020cos(
180
120.
.2120sin)
180
120.
(
)140cos20(cos140.2
000
0
0
022
0
0
00
=
++

=


163=

mm
12
* Đối với phanh sau: Cơ cấu phanh có hai guốc phanh chung một
xylanh bánh xe. Má trớc là má siết, má sau là má nhả, để cho tấm má

sát trớc và sau mòn đều nhau thì má ở trớc làm dài hơn má sau.
Thay số liệu vào công thức trên ta tính đợc:
- Má trớc:
118,0
140.2sin15.2sin
180
125.
.2
140.2cos15.2cos
00
0
0
00
1
=
+

=


tg
0
1
75,6=

( )
( )
000
0
0

02
2
0
0
00
1
125sin14015cos
180
125.
.2125sin
180
125.
140cos15cos140.2
++







=


164
1
=

mm
-Má sau:

145,0
120.2sin40.2sin
180
80.
.2
120.2cos40.2cos
00
0
0
00
2
=
+

=


tg
0
2
25,8=

( )
( )
mm15,151
80sin12040cos
180
80.
.280sin
180

80.
120cos40cos140.2
000
0
0
02
2
0
0
00
1
=
++







=


151
2
=

mm
Từ góc

và bán kính

ta xác định đợc điểm đặt và hớng của lực

N
Lực tổng hợp

R
của

N
và

T
tạo với lực

N
một góc

xác định nh
sau:
à
==
N
T
tg
;
13
Với
à

=0,3: là hệ số ma sát giữa tấm ma sát và tang trống

=16,69
0
* Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực

P
tác dụng lên
guốc phanh để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ở cơ cấu phanh trớc
và cơ cấu phanh sau bằng mô men phanh tính toán của mỗi cơ cấu phanh
đặt ở bánh xe.
-Đối với cơ cấu phanh trớc:
0020121
2 ''' rRrRrRMMM
ppp
=+=+=
83,46
3,01
3,0
.163
1
.
22
0
=
+
=
+
=
à

à

r
-Đối với cơ cấu phanh sau:
020121
""" rRrRMMM
ppp
+=+=
12,47
3,01
3,0
.164
1
.
22
101
=
+
=
+
=
à
à

r
38,43
3,01
3,0
.151
1

22
202
=
+
=
+
=
à
à

r
* Xây dợng họa đồ lực của cơ cấu phanh trớc và phanh sau:
Vì xylanh nh nhau nên lực

P
đẩy guốc phanh là nh nhau đối với các
guốc phanh. Trên mỗi guốc phanh có ba lực tác dụng

P
,
1

R
,

1
U
hoặc

P

,
2

R
,

2
U
- Từ tâm chốt quay o
1
,o
2
kẻ đờng qua tâm O ta có các trục Y
1
Y
1
vàY
2
Y
2
- Từ tâm O kẻ đờng qua vuông góc tơng ứng với các trục
Y
1
Y
1
vàY
2
Y
2
, ta có trục X

1
X
1
, X
2
X
2
- Hớng của lực
1

N
tạo với trục X
1
X
1
góc
1
- Hớng của lực
2

N
tạo với trục X
2
X
2
góc
2
- Điểm đặt lực
1

N
và
2

N
có bán kính là
1
,
2

14
- Kẻ vuông góc với
1

N
và
2

N
tại gốc của nó ta có lực
1

T
,
2

T
- Hợp lực
1

R
,
2

R
tơng ứng của
1

N
,
1

T
và
2

N
,
2

T
tạo với
1

N
và
2

N
tơng

ứng góc
- Kéo dài lực

P
, lực
1

R
,
2

R
các lực này sẽ cắt nhau O

và O

, ta nối tới
tâm chốt quay má phanh trớc và sau ta có các phản lực

1
U
,

2
U
.
- Xây dựng đa giác lực bằng cách lấy hai đoạn P = 80 mm để thể hiện
lực

P

, ta đợc đa giác lực

P
,
1

R
,

1
U
hoặc

P
,
2

R
,

2
U
- Từ họa đồ lực, ta có tỉ số:
+ Đối với cơ cấu phanh trớc:
1
276
276
2
1
==

R
R
R
1
= R
2
+ Đối với cớ cấu phanh sau,ta có :
28,2
121
276
2
1
==
R
R
R
1
= 2,28.R
2
- Đối với cớ cơ cấu phanh trớc,ta có :
R
1
= R
2
= R =
2114
83,46.2
10.198
.2
3

0
'
==
r
M
p
KG
- Đối với cơ cấu phanh, ta có :
M
P

= 2,28.R
2
.r
01
+ R
2
.r
02
R
2
=
2,633
38,4312,47.28,2
10.5,95
3
=
+
KG
R

1
= 2,28.R
2
= 2,28.633,2 = 1434,5 KG
-Tỉ lệ xích họa đồ cơ cấu phanh trớc :
à
1
=
[ ]
65,7
276
2114
2
==
mm
R
mm
KG
-Tỉ lệ xích của họa đồ cơ cấu phanh sau:
à
1
=
[ ]
23,5
121
633
2
==
mm
R

mm
KG
- ở cơ cấu phanh trớc :
15
P
1
= P
2
= P = 80.µ = 80.7,65 = 612 KG
R
1
= R
2
= R = 2114 KG
U
1
= U
2
= 205.7,65 = 1568 KG
- ë c¬ cÊu phanh sau:
P = 80.µ = 80.7,65 = 418 KG
R
1
= 276.5,23 = 1443 KG; R
2
= 633 KG
U
1
= 204.5,23 = 1067 KG
U

2
= 40.µ = 46,7.5,23 = 244 KG
16
8
,
5
°
16,69°
O
R
1
Y
U
1
N
1
R
1
ρ
1
T
1
U
1
P
h
ä
a

®

å

l
ù
c

c
¬

c
Ê
u

p
h
a
n
h

t
r

í
c
X
P
O
1
II.3. Xác định lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh:
Xác định áp suất trong hệ thống phanh:

- Từ họa đồ lực,ở trên ta đã xác định đợc lực ép cần tác dụng lên guốc
phanh trớc và guốc phanh sau:
+Đối với phanh trớc: P
1
= P
2
= 612 KG
+Đối với phanh sau: P
1
= P
2
= 418 KG
Theo kết cấu thực tế của xe, ta thấy các xylanh bánh xe có đờng kính nh
nhau. do đó, ta lấy lực P =418 KG của cơ cấu phanh sau để xác định áp
suất dầu trong hệ thống dẫn động, vì để đảm bảo cho bánh trớc không bị
trợt lê.
- Lực ép lên guốc phanh:
4

2
i
pd
P

=
Trong đó: d =32 mm : Đờng kính xylanh bánh xe
17
6,75
U
2

P
Y
2
R
2
U
2
X
2
8,25
16,69
T
2
N
2
R
2

2
O
P
R
1
Y
1
U
1
X
1
16,69

R
1

1
N
1
T
1
P
U
1
P
O
2
O
1
h
ọ
a

đ
ồ

l
ự
c

c
ơ

c
ấ
u

p
h
a
n
h

s
a
u
P =418 KG
P
i
:áp suất dầu trong hệ thống cần đạt đợc:
2
2
i
cm
KG
3,52
2,3.14,3
418.4
d.
P.4
P ===

*Để đạt đợc áp suất dầu trong hệ thống p

i
=52,3 KG/cm
2
ta xác địnhđợc
lực bàn đạp cần thiết Q
bđ
sẽ là:
Q
bđ
=


1

4
.
'2
l
l
p
D
i
Trong đó: D=32 mm: Đờng kính xylanh chính
P
i
=52,3 KG/cm
2
l

= 50 mm

l =300 mm
92,0=

: Hiệu suât dẫn động thuỷ lực
Q
bđ
=
75
92,0
1
.
300
50
.52.
4
2,3.14,3
2
=
KG
* Nhận xét: Với áp suất yêu cầu trong hệ thống là p
i
=52,3 KG/cm
2
thì
lực bàn đạp thực tế Q
max
= 75 KG > [Q
max
] = 50 KG. Do đó, ta thấy hệ
thống lực bàn đạp phải lớn thì mới đảm bảo mô men phanh yêu cầu.

Để giảm nhẹ lực bàn đạp cho ngời lái, tăng tính an toàn,tăng hiệu quả
phanh khi sử dụng phanh ta cần cải tiến hệ thống phanh cũ, thiết kế trợ
lực phanh cho cho xe này.
II.4. Xác định hành trình toàn bộ của bàn đạp phanh:
a. xác định hành trình piston của các xylanh bánh xe trớc và sau:
x
1
= x
2
=
( )( )
c
ca

++2
Trong đó:
+

=0,3 : Khe hở trung bình giữa má phanh và trống phanh
+

=1 mm : Độ mòn hớng kính cho phép của má phanh
+a =110 mm :Khoảng cách từ tâm trống đến điểm đắt lực

P
+c = 113 mm : Khoảng cách từ tâm trống đến chố cố định của má
phanh
18
x
1

=x
2

( )( )
13,5
113
13,01131102
=
++
m
h =
'
0
2
2
2
21
2
1
.
2 2
l
l
D
XdXd
b

+
+

Trong đó :
+d
1
, d
2
= 32 mm : Là đờng kính xylanh làm việc của cơ cấu phanh tr-
ớc và phanh sau
+D = 32 mm : Đờng kính xylanh chính
+x
1
,x
2
=5,13 mm : Hành trình của piston trong xylanh bánh xe trớc
và sau
+
b
= 1,05 : Hệ số bổ sung khi phanh ngặt thể tích của dẫn động chất
tăng lên
+ = 1,5 mm : Khe hở giữa thanh đẩy với piston ở xylanh
chính =1,5 mm
h =
50
300

5,105,1.
32
1,5.32.21,5.32.2
2
22








+
+
h = 138 mm
* Nhận xét:
Hành trình bàn đạp phanh của xe đảm bảo yêu cầu 150 ữ 170 mm
II.5. Tính bền cơ cấu phanh:
1. Xác định công ma sát riêng L:
19
d


l
Q
bđ
l
'

x
1
x
1
d
Xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ôtô chạy với
tốc độ khi bắt đầu phanh nh sau:
L=

Fg
VG
2
.
2
0
Trong đó:
+G : trọng lợng toàn bộ khối ôtô khi đầy tải G =2620 KG
+V
0
: vận tốc của ô tô khi bắt đầu phanh V
0
=50 km/h = 13,89 m/s
+g = 9,81 m/s
2
: gia tốc trọng trờng
+F


:Diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các cơ cấu
phanh

itoi
m
i
brF
1

=

=
Trong đó: m = 8 : số lợng má phanh

oi
: góc ôm của má phanh tính theo rad
r
t
= 140 mm :bán kính tang trống
b
i
= 50 mm :chiều rộng của má phanh thứ i
F


=
05,0.14,0.
180
.80
.205,0.14,0.
180
.125
.205,0.14,0

180
.120
.4

++
F


= 0,108 m
2
L =
5
2
10.38,2
108,0.81,9.2
89,13.2620
=
KG.m/m
2
= 238J/cm
2
L [L] = 400 J/cm
2
2. Tính áp suất trên bề mặt ma sát:
0
2

à
t
rb

M
q
p
=
Trong đó: +M
P
: mô men phanh của một má phanh
+à =0,3 :hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh
+r
t
=0,14m : bán kính tang trống
+
0
: góc ôm tấm ma sát tính bằng rad
* ở cơ cấu phanh trớc:
99
2
195,198
.
2
1
'
===
pp
MM
KG.m
20
4
2
'

10.16
180
.120
.14,0.05,0.3,0
99
==

q
KG/m
2
= 1,6 MN/m
2
* ở cơ cấu phanh sau:
8,67047,0.1443.
011
"
1
=== rRM
p
KG.m
2,27043,0.633.
022
"
2
=== rRM
p
KG.m
Ta có:
4
2

"
1
10.5,10
180
.125
.14,0.05,0.3,0
8,67

=q
KG/m
2
= 1,05 MN/m
2
4
2
"
2
10.6,6
180
.80
.14,0.05,0.3,0
2,27
==

q
KG/m
2
= 0,66 MN/m
2
Vậy áp suất trên bề mặt má phanh đều đảm bảo yêu cầu 2 MN/m

2
3. Tính thời gian làm việc của má phanh theo tỉ số p:
[ ]
p
F
M
p =

= 1 ữ 2.10
4
KG/m
2
Trong đó: +M = 1900 KG : Khối lợng của xe khi đầy tải
+F


= 0,108 m
2
: diện tích toàn bộ các tấm ma sát
75,1
108,0
1900
==p
KG/M
2

[ ]
P
= 2.10
4

KG/m
2
4. Tính nhiệt phát ra trong quá trình phanh:
Trong quá trình phanh động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng ở
trống phanh và một phần thoát ra môi trờng không khí.
Phơng trình cân bằng nhiệt năng:
dtkFtcm
VV
g
G
t
ttt

2
.
0
0
2
2
2
1

+=

Trong đó:
+G = 2620 KG : trọng lợng khi xe đầy tải
+g = 9,81 m/s
2
21
+v

1
= 30 km/h = 8,3 m/s : vận tốc ban đầu khi phanh
+v
2
= 0 : vận tốc cuối quá trình phanh
+
t
m
= 18 KG : khối lợng các trống phanh và các chi tiết liên
quan bị nung nóng.
+c : nhiệt dung riêng của các chi tiết bị nung nóng , đối với thép
và gang c = 500J/KGđộ = 50 KGm/KGđộ
+t
0
: sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với mối trờng không
khí
+
t
F
: diện tích làm mát của trống phanh
+
t
k
: hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh với không khí
+t : thời gian phanh
Số hạng thứ nhất ở vế phải của phơng trình trên, là phần năng lợng làm
nung nóng trống phanh, còn số hạng thứ hai là phần năng truyền ra
không khí. Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, số hạng thứ hai có thể bỏ
qua
Do đó, ta xác định sự tăng nhiệt độ trống phanh nh sau:

( )
cmg
VVG
t
t
2
2
0
2
1
0

=
[ ]
0
2
0
1510
50.18.81,9.2
3,8.2620
==t
. Nh vậy, đảm bảo yêu
5. Kiểm tra điều kiện tự xiết:
Hiện tợng tự xiết xảy ra khi má phanh bị áp sát vào trống phanh chỉ
bằng lực ma sát, mà không cần tác động của lực

P
của dẫn động lên
guốc phanh
Hiện tợng tự xiết xảy ra khi có điều kiện sau:

c(cos + à . ) - à . = 0
à =


sin.
cos.
c
c

Trong đó: +c = 113 mm : khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt
quay của má phanh
+ : các góc đợc xác định theo công thức (1) đã đợc xác
định ở phần trớc

= 5,8
0
;
1

= 6,75
0
;
2

= 8,25
0
22
+ : bán kính xác định lực tổng, đã đợc xác định theo
công thức (2) ở phần trớc :

= 163,4 mm ;
1

= 164,75
mm;

2

= 151 mm
- ở cơ cấu phanh trớc:
à

=
74,0
8,5sin.1134,163
8,5cos.113
0
0
=

- ở cơ cấu phanh sau:
à
1

=
74,0
75,6sin.11375,264
75,6cos.113
0
0

=

à
2

=
83,0
25,8sin.113151
25,8cos.113
0
0
=

Ta thấy tất cả các giá trị của à vừa tìm đợc đều khác với giá trị
à = 0,3. Vậy hiện tợng tự xiết không xảy ra đối với các cơ cấu phanh.
6. Tính bền trống phanh:
áp suất trong trống phanh đợc tính theo công thức:
0
2

à
t
p
rb
M
q =
và kết quả đã đợc tính ở phần 2.:
- ở cơ cấu phanh trớc : q

= 16.10

4
KG/m
2
- ở cơ cấu phanh sau : q
1

= 10,5.10
4
KG/m
2
q
2

= 6,6.10
4
KG/m
2
ta chỉ cần tính bền cho trống phanh trớc, vì có áp suất lớn nhất
*ứng suất hớng tâm tính theo công thức:








=
2
2'

2'2'
2'
1
.
r
b
ab
aq
n

*ứng suất hớng tâm tính theo công thức:






+

=
2
2'
2'2'
2'
1
.
r
b
ab
aq

t

Trong đó:
+a

= 140 mm : là bán kính trong của tang trống
23
+b

= 146,8 mm: bán kính ngoài của tang trống
+r : khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính, khi r = a

thì
n

và
t
đạt đợc giá trị cực đaị
- Thay các giá trị vào công thức ta đợc:
4
2
2
22
24
10.16
14,0
1468,0
1
14,01468,0
14,0.10.16

=








=
n


n
= -16 KG/cm
2
4
2
2
22
24
10.6,377
14,0
1468,0
1
14,01468,0
14,0.10.16
=

+

=
t


t
= 337,6 KG/cm
2
*ứng suất tổng hợp:
=
37,3376,337)16(
2222
=+=+
tn

KG/cm
2
Trông phanh đợc làm bằng gang c18-36 có
[ ]

=1000 KG/cm
2
. Vậy
trống phanh đủ bền
7. Tính kiểm bền xylanh bánh xe:

ứng suất hớng tâm và tiếp tuyến:








=
2
2'
2'2'
2'
1
.
r
b
ab
aq
n







+

=
2
2'
2'2'
2'
1
.
r
b
ab
aq
t

Trong đó: +a

= 16 mm: bán kính trong của xylanh
+b

= 20 mm: bán kính ngoài của xylanh
+q: là áp suất, lấy bằng p
max
= 80 KG/cm
2
ứng suất đạt cực trị tại r = a

= 16 mm
80
6,1
2
1

6,12
6,1.80
2
2
22
2
=










=
n

KG/cm
2
4,364
6,1
2
1
6,12
6,1.80
2
2

22
2
=








+

=
t

KG/cm
2
=
22
tn

+
=
( )
3734,36480
2
2
=+
KG/cm

2
24
xylanh đợc làm bằng gang c 18-36 có
[ ]

= 1000 KG/cm
2
.Vậy ta thấy
xylanh đủ bền.
8. Tính bền đờng ống dẫn động phanh:
Coi đờng ống dẫn động là loại vỏ mỏng bịt kín hai đầu có chiều dài
khá lớn.
ứng suất vòng đợc tính nh sau:

t
=
s
Rp.
Trong đó: +p = 80KG/cm
2
: áp suất trong đờng ống
+R = 2,2 mm : bán kính trong của đờng ống
+s = 0,8 mm : chiều dày của đờng ống

t
=
220
08,0
22,0.80
=

KG/cm
2
Cắt ống bằng mặt phẳng vuông góc với trục của ống, thì ứng suất
pháp
n
tác dụng lên thành vỏ ống phải cân bằng với áp suất của chất
lỏng tác dụng lên diện tích mặt cắt ngang của ống
110
2
220
.2
.
===
s
Rp
n

KG/cm
2
Vậy : =
96,245110220
2222
=+=+
tn

KG/cm
2

[ ]

Đờng ống làm bằng hợp kim đồng có
[ ]

= 2600 KG/cm
2
9. Tính bền chốt phanh:
Má phanh quay quanh chốt phanh nên chốt phanh đợc tính theo cắt
và chèn dập
2
1
.
.4
d
U
c


=
dl
U
ch
.
1

Trong đó: d = 16 mm : là đờng kính của chốt
l = 3,5 mm : là chiều dài tiếp xúc của chốt với guốc phanh
Ta tính bền chốt của cơ cấu phanh trớc vì chịu lực lớn nhất
Lực tác dụng lên chốt U
1
= 1551 KG

771
6,1.14,3
1551.4
2
==
c

KG/cm
2
25