thiet ke tinh toan he thong phanh cho oto tai tam tan
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (778.22 KB, 92 trang )
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
mục lục
Trang
Mục lục................................................................................................... 1
Lời nói đầu.
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh của xe ôtô..
2
4
1.1. Công dụng phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh 4
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh
5
Chơng 2: Lựa chọn phơng án thiết kế .. 20
2.1. Sơ đồ dẫn động phanh điển hình 20
2.2. Kết cấu một số cụm chi tiết
23
2.3.Chọn phơng án thiết kế 30
Chơng 3: Thiết kế tính toán hệ thống phanh32
3.1. Thông số của xe tham khảo 32
3.2. Tính toán xây dựng hoạ đồ 32
3.3. Tính bền cơ cấu phanh 41
3.4. Tính dẫn động . 53
Chơng 4: Tính toán khảo sát quá trình phanh .69
4.1. Cơ sở lí thuyết về điều hoà lực phanh
69
4.2. Tính toán khảo sát quá trình phanh ôtô trọng tải lớn.. 71
Kết luận chung.. 91
Tài liệu tham khảo. 92
1
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Lời nói đầu
Ngành ôtô - máy kéo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân nói chung và giao thông vận tải nói riêng, nó quyết định một phần
không nhỏ về tốc độ phát triển của nền kinh tế của một quốc gia. Ngày nay
các phơng tiện vận tải ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại, đặc biệt là
ngành ôtô đã có những vợt bậc đáng kể. Các thành tựu kỹ thuật mới nh điều
khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn cũng nh các phơng pháp tính
toán hiện đại đều đợc áp dụng trong ngành ôtô.
ở nớc ta hiện nay, các xe ô tô đang lu hành chủ yếu là của nớc ngoài, đợc lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ, các
loại xe trên rất đa dạng về chủng loại mẫu mã cũng nh chất lợng. Trong các
loại xe trên thì xe tải đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế
đất nớc. Xe tải phục vụ chủ yếu trong các ngành khai khoáng, xây dựng,vận
tải hàng hoá. Với đặc thù của địa hình Việt Nam với 70% diện tích là đồi núi.
Đờng xá thờng là khó khăn có nhiều dốc cao và dài, trong khi đó xe lại thờng
xuyên chở quá tải. Do đó yêu cầu phải có một hệ thống phanh tốt đảm bảo an
toàn quá trình vận tải, đồng thời nâng cao đợc hiệu quả phanh và độ ổn định
khi phanh.
Trên cơ sở đó em đợc giao đề tài:
Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho ôtô tải tám tấn .
Nội dung đề tài bao gồm:
- Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ôtô.
- Tính toán, thiết kế hệ thống phanh.
- Tính toán khảo sát quá trình phanh ôtô.
Đề tài đợc tiến hành tại bộ môn Ô tô trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoàn
thành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn
PGS.TS.Phạm Hữu Nam và các Thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hớng dẫn tận
2
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của
mình.
Hà Nội, Ngày
tháng năm 2005
Sinh viên thực hiện
Vũ Thành Đông
3
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Chơng 1
Tổng quan về hệ thống phanh
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
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 Phân loại
a). Theo công dụng
Theo công dụng hệ thống phanh đợc chia thành các loại sau:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân);
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
- Hệ thống phanh dự phòng;
- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ).
b). Theo kết cấu của cơ cấu phanh
Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh đợc chia thành hai loại
sau:
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
c). Theo dẫn động phanh
Theo dẫn động phanh hệ thống phanh đợc chia ra:
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực;
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén;
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực;
- Hệ thống phanh dẫn động có cờng hoá.
d). Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh
4
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ
thống phanh với bộ điều hoà lực phanh
e). Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh
Theo khả khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ
thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS).
1.1.3. 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 cấu phanh thoát nhiết tốt;
- Có hệ số ma sát 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. Kết cấu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh
chính thờng là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng thờng là phanh tay, phanh tay thờng đợc bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp
số hoặc bố trí ở các bánh xe.
5
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Việc dùng cả hai phanh, phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn
của ôtô khi chuyển động và dừng hẳn. Hệ thống phanh có hai phần cơ bản đó
là cơ cấu phanh và dẫn động phanh.
- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra
mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô.
- Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực
điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ
khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm
các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao
gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí. Nếu là dẫn động thuỷ lực thì dẫn động
phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh
bánh xe) và các ống dẫn.
1.2.1. Cơ cấu phanh
a). Cơ cầu phanh đĩa
Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa đợc thể hiện trên hình 1. Các bộ phận chính của
cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa phanh đợc lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;
- Hai má phanh dạng phẳng đợc đặt ở hai bên của đĩa phanh và đợc dẫn động
bởi các pittông của xi lanh bánh xe;
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
* Loại giá đỡ cố định (hình 1.2.1):
áp suất thuỷ
lực
Giá cố định
Pittông
Má
phanh
Giá bắt
Đĩa phanh
6
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Hình 1.2.1. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định
Loại này, giá đỡ đợc bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi
lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một
đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đờng dầu từ xi lanh chính đợc dẫn
đến cả hai xi lanh bánh xe.
Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh chính qua ống dẫn đến các xi lanh bánh
xe đẩy pittông mang các má phanh ép vào hai phía của đĩa phanh thực hiện
phanh bánh xe.
Khi thôi phanh dới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp phanh đợc trả về
vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe sẽ hồi trở về xi lanh chính, tách má
phanh khỏi đĩa phanh kết thúc quá trình phanh.
* Loại giá đỡ di động (hình 2):
ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trợt ngang đợc trên
một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động ngời ta chỉ bố trí
một xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía
đối diện đợc gá trực tiếp trên giá đỡ.
Chuyển
động
áp suất thuỷ lực
Giá di động
Má
phanh
Pittông
Giá dẫn hướng
Đĩa
phanh
Hình 1.2.2. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động
Bình thờng khi cha phanh do giá đỡ có thể di trợt ngang trên chốt nên
nó tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hở giữa các má phanh với đĩa phanh
7
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
hai bên là nh nhau. Khi đạp phanh dầu từ xi lanh chính theo ống dẫn vào xi
lanh bánh xe. Pittông sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh. Do
tính chất của lực và phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡ
mang má phanh còn lại cũng tác dụng một lực lên đĩa phanh theo hớng ngợc
với lực của má phanh do pittông tác dụng. Kết quả là đĩa phanh đợc ép bởi cả
hai má phanh và quá trình phanh bánh xe đợc thực hiện.
b).Cơ cấu phanh guốc
* Cấu tạo
a
b
Hình 1.2.3. Cơ cấu phanh guốc
a. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng cam
1 - Guốc phanh; 2 - Lò xo phanh; 3 - Bầu phanh; 4 - Giá đỡ bầu phanh;
5 - Đòn trục cam; 6 - Cam ép; 7 - Lò xo lá; 8 - Má phanh;
9 - Trống phanh; 10 - Chốt guốc phanh.
b. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng xi lanh thuỷ lực
1 - Chụp cao su chắn bụi; 2- Xi lanh; 3 - Mâm phanh; 4 - Lò xo;
5 - Tấm kẹp; 6 - Guốc phanh; 7 - Má phanh
* Nguyên lí hoạt động
Khi đạp phanh lên bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn bẩy dẫn động sẽ
làm quay cam phanh (6) đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh, do đó
8
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
giữa trống phanh và má phanh sẽ xuất hiện lực ma sát, tạo ra mô men phanh
cản trở sự quay của bánh xe. Vì vậy giữa bánh xe và mặt đờng xuất hiện lực
phanh.Khi thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, cam phanh (6) xoay về vị trí ban
đầu, lò xo (2) sẽ kéo guốc phanh tách khỏi trống phanh. Quá trình phanh kết
thúc.
1.2.2. Các dạng dẫn động phanh
a). Dẫn động phanh cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây
cáp. Dẫn động phanh cơ khí ít dùng để điều khiển nhiều cơ cấu phanh vì nó
khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe, vì độ cứng vững của các
thanh dẫn động phanh không nh nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần
thiết giữa các cơ cấu phanh. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí
không sử dụng cho hệ thống phanh chính mà sử dụng ở hệ thống phanh dừng.
Các chi tiết của cơ cấu phanh dừng (hình 4).
Hình 1.2.2a. Cơ cấu phanh dừng
Đòn quay một đầu đợc liên kết bản lề với phía trên của một guốc
phanh, đầu dới liên kết với cáp dẫn động. Thanh nối liên kết một đầu với đòn
quay một đầu với guốc phanh còn lại.
9
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp kéo một
đầu của đòn quay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bên
trái. Thông qua thanh nối mà lực kéo ở đầu dây cáp sẽ chuyển thành lực đẩy
từ chốt bản lề của đòn quay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo
vào điểm tựa của nó trên guốc phanh bên phải. Do đó hai guốc phanh đợc
bung ra ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe.
Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn
động. Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thờng bao
gồm: một cần kéo hoặc tay kéo (hình 5.a và 5.b); các dây cáp và các đòn trung
gian (5.c).
a
b
c
Hình 1.2.2b. Dẫn động của cơ cấu phanh dừng
b).Dẫn động phanh thuỷ lực
* Cấu tạo chung
Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực đợc thể
hiện trên hình 6
10
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Hình 1.2.2c.Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm:
bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác
(xi lanh bánh xe).
Dẫn động phanh dầu có u điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao
(do dầu không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhợc điểm là lực phanh sinh ra
bị hạn chế phụ thuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp của ngời lái. Vì vậy hệ
thống phanh dẫn động thuỷ lực thờng đợc sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải
nhỏ.
*Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
Có thể đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bổ lực phanh
giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu, tuỳ theo kích thớc
kích thớc xi lanh công tác, có kích thớc nhỏ gọn hiệu suất truyền động cao, độ
nhạy tốt.
*Nhợc điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
Khi lực đẩy lên guốc phanh lớn thì áp suất thuỷ lực phải cao, do tỷ số
kích thớc giữa piston ở xi lanh công tác và xi lanh chính bị hạn chế dẫn tới
làm tăng lực tác dụng lên bàn đạp, vì vậy phanh dầu không dùng cho xe vận
tải cỡ lớn, nếu muốn dùng thì phải bố trí thêm trợ lực
Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của
mạch dẫn động ngời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
c).Dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
* Cấu tạo (hình vẽ)
11
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
2
1
3
Vũ thành
4
5
Hình 1.2.2d.Dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
1.Xi lanh phanh trớc; 2.Xi lanh chính; 3.Trợ lực chân không;
4.Bàn đạp phanh; 5.Xi lanh phanh sau.
* Nguyên lí làm việc
Khi phanh ngời lái tác dụng vào bàn đạp (4) một lực sẽ đẩy piston của
xilanh chính (2), do đó dầu đợc ép và áp suất dầu tăng lên trong xilanh và các
đờng ống dẫn dầu, chất lỏng với áp suất lớn ở các xilanh bánh xe sẽ thắng lực
lò xo và tiến hành ép guốc phanh vào với trống phanh.
Khi không phanh nữa, ngời lái không tác dụng vào bàn đạp, các lò xo
hồi vị của bàn đạp, của piston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị cũng
kéo guốc phanh trở về vị trí ban đầu.
* Ưu điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh
theo đúng yêu cầu thiết kế.
- Có hiệu suất cao.
- Có độ nhạy tốt.
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ và có khả năng dùng trên nhiều loại xe ôtô
khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu.
* Nhợc điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
- Không tạo đợc lực đẩy guốc phanh lớn, vì thế phanh dầu không có cờng hoá chỉ dùng cho ôtô có trọng lợng toàn bộ nhỏ.
- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
12
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
- Khi có sự rò rỉ hoặc bị thủng trên đờng ống hoặc ở các xi lanh con thì
hệ thống phanh không làm việc.
d).Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
* Cấu tạo (hình vẽ)
1
3
2
I
4
5
II
Hình 1.2.2e. Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
1. Xi lanh phanh trớc; 2. Bộ chia dòng; 3. Xi lanh chính; 4. Bàn đạp phanh; 5.
Xi lanh phanh sau; I. Đờng dầu ra phanh trớc;
II. Đờng dầu ra phanh sau.
* Nguyên lý làm việc
- Khi ngời lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (4), sẽ tác dụng đến piston
ở xilanh chính (3)làm việc, đẩy dầu vào bộ chia dòng (2), từ bộ chia dòng (2)
này sẽ phân chia ra hai đờng dầu I và II.
+ Đờng dầu I sẽ dẫn động các cơ cấu phanh trớc.
+ Đờng dầu II sẽ dẫn động các cơ cấu phanh sau.
* Ưu điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
- Ngoài các u điểm nh dẫn động phanh một dòng. Trong quá trình sử
dụng hệ thống phanh, nếu nh có một đờng ống nào đó bị rò rỉ hoặc bị h hỏng
thì đờng ống kia vẫn hoạt động bình thờng để điều khiển xe dừng.
* Nhợc điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
- Kết cấu cồng kềnh phức tạp hơn so với dẫn động phanh thuỷ lực một
dòng.
e).Dẫn động phanh bằng khí nén
13
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực có u điểm êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao
nhng lực điều khiển trên bàn đạp bị hạn chế.
Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ôtô tải trung bình và lớn
ngời ta thờng sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén. Trong dẫn động phanh
bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân
phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu
phanh thực hiện.
Dẫn động phanh khí nén có u điểm giảm đợc lực điều khiển trên bàn
đạp phanh, không phải sử dụng dầu phanh nhng lại có nhợc điểm là độ nhạy
kém (thời gian chậm tác dụng lớn) do không khí bị nén khi chịu lực.
* Cấu tạo
Hình 1.2.2f. Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén
1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 - bộ điều chỉnh áp suất; 4 - đồng hồ áp suất;
5 - bàn đạp phanh; 6 - van an toàn; 7 - bình chứa khí;
8 - van phân phối (tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh;
11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc phanh.
14
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Qua sơ đồ cấu tạo của dẫn động phanh khí nén chúng ta thấy hệ thống
bao gồm các phần tử chính sau:
- Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung cấp
nguồn khí nén có áp suất cao (6-7 KG/cm2) để hệ thống phanh hoạt động.
- Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến
các bầu phanh để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánh xe.
- Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, nó là cơ cấu
chấp hành có nhiệm vụ biến áp suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam
ép để thực hiện quá trình phanh.
* Đặc điểm nguyên lý
+Đặc điểm
- Lực tác động lên bàn đạp phanh chỉ để mở van phân phối nên giảm
nhẹ sự làm việc của lái xe khi phanh.
- áp suất khí nén trong dẫn động thờng bằng (6-7 KG/cm2).
- Khi cần dùng hệ thống phanh rơmoóc có thể bố trí thêm một số cụm
van, nh van phanh rơ moóc, bầu phanh, bình khí nén.
+ Nguyên lý
- Khi đạp lên bàn đạp phanh khí nén từ bình chứa qua van phân phối
đến các bầu phanh, qua màng phanh tác động lên ty đẩy, ty đẩy tác động lên
đòn quay làm xoay cam phanh của cơ cấu phanh, ép sát guốc phanh vào trống
phanh thực hiện quá trình phanh xe.
f).Dẫn động phanh khí nén một dòng
* Cấu tạo
15
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
1
2
Vũ thành
4
3
6
5
Hình 1.2.2j .Dẫn động phanh khí nén một dòng
1. Máy nén khí
4. Van điều khiển
2. Van điều chỉnh áp suất
3. Bình chứa khí nén
5. Đờng ống dẫn khí
6. Các bầu phanh.
* Nguyên lý làm việc
- Khí trời đợc hút vào máy nén khí (1), qua van điều chỉnh áp suất (2)
và tới bình chứa khí nén (3), sau đó khí nén đợc dẫn tới túc trực ở van điều
khiển (4).
- Khi ngời lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh sẽ điều khiển mở van (4),
dòng khí nén từ van (4) đi theo đờng ống dẫn (5) tới các bầu phanh (6) để thực
hiện quá trình phanh.
- Khi nhả bàn đạp van (4) đóng, ngắt liên hệ giữa bình chứa khí với các
bầu phanh, đồng thời mở đờng ống ở van (4) thông với không khí bên ngoài,
khí nén từ bầu phanh thoát ra ngoài và lò xo hồi vị kéo guốc phanh trở về vị trí
ban đầu kết thúc quá trình phanh.
* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén một dòng
- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, gọn nhẹ.
- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ôtô.
- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc nh hệ thống
treo loại khí.
* Nhợc điểm dẫn động phanh khí nén một dòng
- Độ chậm tác dụng lớn so với dẫn động thuỷ lực.
- Số lợng các cụm khá nhiều, kích thớc và trọng lợng của chúng khá
lớn, giá thành cao.
16
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
- Không đảm bảo độ an toàn và tin cậy vì nếu có một chỗ nào đó trên đờng ống của cơ cấu bị rò rỉ thì toàn bộ hệ thống phanh sẽ không làm việc đợc.
g).Dẫn động phanh khí nén hai dòng
* Cấu tạo
3
1
2
4
8
5
9
6
7
Hình 1.2.2k .Dẫn động phanh khí nén hai dòng
1. Máy nén khí; 2.Bộ chia dòng; 3,4.Các bình chứa; 5.Van điều khiển;
6,7.Đờng ống dẫn khí nén; 8,9.Các bầu phanh trớc và sau.
* Nguyên lý làm việc
Khí nén từ máy nén khí (1) đi tới bộ chia dòng (2) và đợc đa tới bình
chứa (3, 4) sau đó túc trực nằm ở van điều khiển (5). Khi ngời lái xe tác dụng
vào bàn đạp phanh (10) thì khí nén từ van điều khiển (5) đợc chia làm hai
dòng:
+ Một dòng khí nén đi theo đờng ống dẫn (6) để tới các bầu phanh (9)
(dùng để phanh các bánh xe trớc).
+ Một dòng khí nén đi theo đờng ống dẫn (7) để tới các bầu phanh (8)
(dùng để phanh các bánh xe sau).
* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng
17
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao vì một trong hai dòng khí nén bị rò
rỉ thì ta vẫn có thể sử dụng dòng khí nén còn lại.
* Nhợc điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng
Phơng án này có kết cấu phức tạp, van bảo vệ hai ngả, van phân phối
hai tầng, trang thiết bị cồng kềnh hơn.
h).Dẫn động phanh liên hợp
Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén, trong đó
phần thuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn trọng lợng nhỏ, đồng thời đảm bảo cho độ
nhạy của hệ thống cao, phanh cùng một lúc đợc tất cả các bánh xe. Phần khí
nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng tuỳ động, điều khiển phanh
rơ moóc.
* Cấu tạo
1
11
2
3
10
4
9
5
8
6
7
Hình 1.2.2g Hệ thống phanh liên hợp
1. Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 3.Bộ lọc khí; 4.Bình khí; 5.Bàn đạp;
6.Van phân phối; 7,9,11.Xilanh công tác; 8,10.Cụm xilanh piston tổng phanh.
* Nguyên lý làm việc
Khi phanh ngời lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh (5)
để mở van phanh, lúc này khí nén từ bình chứa (4) đi vào hệ thống qua van
phân phối đến các xilanh chính.
18
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Tại xilanh chính, lực tác động của dòng khí có áp suất cao (8 - 10
KG/cm2) đẩy piston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong đờng ống có áp suất cao
đi vào xilanh bánh xe thực hiện quá trình phanh, van bảo vệ hai ngả có tác
dụng tách dòng khí thành hai dòng riêng biệt và tự động ngắt một dòng khí
nào đó bị hỏng để duy trì sự làm việc của dòng không hỏng.
Trong hệ thống phanh dẫn động liên hợp, cơ cấu dẫn động là phần khí
nén và cơ cấu chấp hành là phần thuỷ lực, trong cơ cấu thuỷ lực thì đợc chia
làm hai dòng riêng biệt để điều khiển các bánh trớc và sau.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén thuỷ lực
- Kết hợp đợc nhiều u điểm của hai hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén,
khắc phục đợc nhợc điểm của từng loại khi làm việc độc lập.
* Nhợc điểm của hệ thống phanh khí nén thuỷ lực
- Kích thớc của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp,
rất khó khăn khi bảo dỡng và sửa chữa.
- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm
việc. Cho nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới phần dẫn
động khí nén.
- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành rất cao và có rất
nhiều cụm chi tiết đắt tiền.
k).Nhận xét chung
Qua phần giới thiệu tổng quan hệ thống phanh của xe ôtô chúng ta rút
ra một số nhận xét sau.
* Ưu điểm của hệ thống phanh thuỷ lực
- Có kích thớc và trọng lợng nhỏ gọn.
- Thời gian chậm tác dụng phanh nhỏ.
- Thay đổi lực phanh bánh xe bằng cách thay đổi đờng kính xilanh công
tác bánh xe.
- Hiệu suất truyền lực dẫn động phanh thuỷ lực cao.
* Nhợc điểm của hệ thống phanh thuỷ lực
19
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
- Lực phanh sinh ra phụ thuộc lực tác động vào bàn đạp của ngời lái.
Lực phanh này là nhỏ, nên chỉ dùng cho các xe ôtô con.
- Khi sử dụng ở các xe cỡ lớn cần thiết phải sử dụng thêm trợ lực.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Dẫn động phanh khí nén thuận tiện, tin cậy hơn những dẫn động khác
với việc phanh rơ moóc bằng cách nối trực tiếp hệ thống phanh của rơ moóc
với hệ thống phanh của xe kéo, mặt khác còn đảm bảo chế độ phanh của xe
kéo và rơ moóc khác nhau để đảm bảo ổn định xe khi phanh.
* Nhợc điểm của hệ thống phanh khí nén
- Cấu tạo phức tạp, đắt tiền, độ nhạy kém, trọng lợng và kích thớc lớn.
20
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Chơng 2
Lựa chọn phơng án thiết kế
2.1.Sơ đồ dẫn động
Sơ đồ nguyên lý xem hình vẽ
Nguồn khí nén trong cơ cấu này 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.
Cơ cấu dẫn động đợc chia thành các nhánh độc lập, tách biệt nhau bằng
các van bảo vệ. Tác động của nhánh này không phụ thuộc vào nhánh kia.
Nhánh I: 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.
Nhánh II: 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.
Nhánh III: dẫn động 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
21
Vò thµnh
1
28
27
2
26
3
4
5
25
6
7
24
8
9
23
22
10
11
12
21
13
14
20
19
15
16
17
18
§å ¸n tèt nghiÖp :
§«ng ¤t«-K46
øng dông logic mê trong chÈn ®o¸n
22
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
rơ mooc 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.
Nhánh IV: dẫn động phanh phụ và các nguồn tiêu thụ khác, gồm có:
van bảo vệ kép 8, bình khí nén 11, hai xi lanh dẫn động bớm điều tiết của
phanh khí động lực, xi lanh 4 dẫn động ngừng cung cấp nhiên liệu, các ống
dẫn. Từ nhánh IV dẫn động phanh phụ, 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.
2.2. Phân tích kết cấu
2.2.1 Van phân phối
1
1
3
4
5
Hình 2.2.1 Van phân phối
23
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
1. Càng; 2. Nắp cao su; 3. Thân trên; 4. Tấm tỳ; 5. Thân dới
Van phân phối dùng để điều khiển các cơ cấu dẫn động hai nhánh của
hệ thống phanh chính (phanh chân).
2.2.2. Van điều khiển phanh tay
2
3
1
Hình 2.2.2 Van điều khiển phanh tay
1. Thân; 2. Nắp; 3. Tay gạt
Van điều khiển phanh tay dùng để điều khiển bình tích năng lò xo của
cơ cấu dẫn động hệ thống phanh tay và phanh dự phòng.
2.2.3. Van bảo vệ kép
Dùng để phân nhánh chính đi từ máy nén khí thành hai nhánh độc lập
và tự động ngắt một trong hai nhánh trong trờng hợp một nhánh bị hở và giữ
khí nén trong nhánh còn tốt.
2.2.4. Van bảo vệ ba nhánh
24
Đồ án tốt nghiệp :
Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ thành
Dùng để phân khí nén từ máy nén khí vào hai nhánh chính và một
nhánh phụ, tự động ngắt nhánh bị hở để đảm bảo khí nén trong các nhánh còn
kín và để cung cấp cho nhánh phụ từ hai nhánh chính.
2.2.5. Van hạn chế áp suất
Van hạn chế áp suất dùng để giảm áp suất trong các bầu phanh của trục
trớc ôtô khi phanh với cờng độ thấp (nhằm tăng mức độ điều khiển ôtô trên đờng trơn), cũng nh để xả nhanh không khí ra khỏi bầu phanh khi nhả phanh.
Cấu tạo van đợc trình bày dới hình vẽ
I
18
17
1
16
15
2
14
3
13
12
4
11
5
10
II
6
9
8
III
7
Hình 2.2.5 Van hạn chế áp suất
Cửa ra khí quyển III ở phần dới của thân 8 đợc đóng bằng van cao su 7
nhằm ngăn không cho bụi bẩn lọt vào thiết bị và đợc bắt chặt lên thân bằng
đinh tán. Khi phanh, khí nén từ van phân phối đợc dẫn vào cửa II và tác động
lên piston nhỏ 3 để dịch chuyển nó xuống dới cùng với các van 4 và 6. Piston
2 nằm yên ở vị trí cũ cho đến khi nào áp suất trên cửa II đạt đến mức đợc xác
định với độ dôi sơ bộ do điều chỉnh của lò xo cân bằng 1, thì piston 3 dịch
chuyển xuống dới, van xả 6 đóng lại, van nạp 4 thì mở ra và khí nén từ cửa II
25
