Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống phanh sau cho xe minibus trên cơ sở xe toyota hiace
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (780.71 KB, 107 trang )
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
mục lục
Trang
Mục
lục.............................................................................................
...... 1
Lời nói đầu.
2
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh của xe
ôtô..
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
1
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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
2
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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 đà 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 mà 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 thèng phanh.
3
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
- 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 đà 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 đà giúp đỡ, hớng dẫn
tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành
đồ án tốt nghiệp của mình.
Hà Nội, Ngày
tháng
2005
Sinh viên thực hiện
Vũ Thành Đông
4
năm
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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 dõng (phanh tay);
- HƯ thèng phanh dù phßng;
- HƯ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ
lực hoặc ®iƯn tõ).
b). Theo kÕt cÊu cđa c¬ cÊu phanh
Theo kÕt 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 thèng phanh dÉn ®éng thủ lùc;
- HƯ thèng phanh dÉn ®éng khÝ nÐn;
- HƯ thèng phanh dÉn ®éng kÕt hỵp khÝ nÐn - thủ lùc;
- HƯ thèng phanh dÉn ®éng cã cêng ho¸.
5
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
d). Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ
cấu phanh
Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở c¬ cÊu
phanh chóng ta cã hƯ thèng phanh víi bé 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
chóng ta cã hƯ thèng phanh víi bé 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:
- Cã hiƯu qu¶ phanh cao nhÊt ë tÊt c¶ 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;
6
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thêi gian dµi.
1.2. KÕt cÊu cđa hƯ thèng phanh
HƯ 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.
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;
7
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
- 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
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 b¸nh xe sÏ
håi trë vỊ xi lanh chÝnh, t¸ch má phanh khỏi đĩa phanh kết
thúc quá trình phanh.
8
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
* 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 hớng
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 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 guèc
* CÊu t¹o
9
a
b
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
Hình 1.2.3. Cơ cấu phanh guốc
a. Cơ cấu phanh ®èi xøng qua trơc më gc phanh b»ng cam
1 - Guèc phanh; 2 - Lß xo phanh; 3 - Bầu phanh; 4 - Giá đỡ bầu
phanh;
5 - Đòn trục cam; 6 - Cam ép; 7 - Lò xo lá; 8 - M¸ phanh;
9 - Trèng phanh; 10 - Chèt guốc phanh.
b. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở gc phanh b»ng xi
lanh thủ lùc
1 - Chơp cao su chắn bụi; 2- Xi lanh; 3 - Mâm phanh; 4 - Lß
xo;
5 - TÊm kĐp; 6 - Gc 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 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
10
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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 ®éng phanh c¬ khÝ Ýt dïng ®Ĩ
®iỊu khiĨn nhiỊu c¬ 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 sư dơng
cho hƯ thèng phanh chÝnh mµ sư dơng ë 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 nèi
11
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
liên kết một đầu với đòn quay một đầu với guốc phanh còn
lại.
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
12
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh chính bằng
thuỷ lực đợc thể hiện trên hình 6
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.
13
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
*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 lùc
Trong hƯ thèng phanh dÉn ®éng phanh b»ng thủ lùc
t 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)
1
2
3
4
5
Hình 1.2.2d.Dẫn ®éng phanh thủ lùc mét
dßng
1.Xi lanh phanh tríc; 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
14
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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.
- 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 vÏ)
15
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
1
3
2
I
4
Vũ
5
II
Hình 1.2.2e. Dẫn động phanh thuỷ lực hai dßng
1. Xi lanh phanh tríc; 2. Bé chia dßng; 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 tr×nh sư dơng hƯ thèng phanh, nÕu nh cã mét đờng ống nào đó bị rò rỉ hoặc bị h hỏng thì đờng ống kia
vẫn hoạt động bình thờng để ®iỊu khiĨn xe dõng.
* Nhỵc ®iĨm dÉn ®éng phanh thủ lực hai dòng
- Kết cấu cồng kềnh phức tạp hơn so với dẫn động
phanh thuỷ lực một dòng.
e).Dẫn động phanh b»ng khÝ nÐn
16
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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 lín ngêi ta thêng sư dơng dÉn ®éng phanh
b»ng khÝ nÐn. Trong dÉn ®éng phanh b»ng khÝ nÐn lùc
®iỊu khiĨn 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 ®éng phanh khÝ
nÐn
17
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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.
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/cm 2)
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 khÝ nÐn.
+ Nguyªn lý
18
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
- 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
1
2
4
3
6
5
Hình 1.2.2j .Dẫn động phanh khí nén một dòng
1. Máy nén khí
2. Van điều chỉnh áp suất
3. Bình
chứa khí nén
4. Van điều khiển
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 dÉn tíi tóc trùc ë van ®iỊu khiĨn (4).
- Khi ngời lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh sẽ ®iỊu
khiĨn më van (4), dßng khÝ nÐn tõ 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
19
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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.
- 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
* CÊu t¹o
3
1
2
4
8
5
9
6
7
20
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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
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, ®iỊu
khiĨn phanh r¬ mỗc.
21
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
* 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.
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.
22
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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 nÐn – thủ
lùc
- KÝch thíc cđa hƯ thèng phanh liªn 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 thèng phanh cđa xe
«t« chóng ta rót ra mét sè 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 lùc
23
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
- 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 tiÕp hƯ thèng phanh cđa r¬ mỗc víi hƯ thèng 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.
24
Đồ án tốt nghiệp :
thành Đông Ôtô-K46
ứng dụng logic mờ trong chẩn đoán
Vũ
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.
25
