Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
- 151 trang
- file .pdf
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
XE TẢI 10 TẤN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Nhựt Duy Lê Văn Quốc (MSSV: 1090542)
Ngành: Cơ Khí Giao Thông K35
Tháng 12/2012
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
LỜI CẢM ƠN
Qua quá trình học tập tại trường Đại học Cần Thơ, em đã học được rất nhiều
kiến thức quý báu không chỉ trong chuyên ngành của mình mà còn từ những lĩnh
vực khác.
Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Nhựt Duy đã hướng dẫn tận
tình, sửa chữa những sai sót, những mặt hạn chế và còn thiếu sót của em trong suốt
thời gian nghiên cứu đề tài tốt nghiệp này.
Sau cùng em xin kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe, công tác tốt.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày …tháng … năm 2012
Sinh viên thực hiện
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 1
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên người hướng dẫn: NGUYỄN NHỰT DUY
Học vị: kỹ sư.
Chuyên ngành: Cơ khí.
Cơ quan công tác: Bộ môn Kỹ thuật Cơ khí, Khoa Công Nghệ.
Tên sinh viên: LÊ VĂN QUỐC
Mã số sinh viên: 1090542
Chuyên ngành: Cơ khí giao thông
Tên đề tài: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 2
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
NỘI DUNG NHẬN XÉT
Tính phù hợp của đề tài với chuyên ngành đào tạo: ..................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
...................................................................................................................... .
......................................................................................................................
Về hình thức: ................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài: ...........................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Độ tin cậy của số liệu và tính hiện đại của luận văn:..................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 3
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Nội dung kết quả đạt được: .........................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Các nhận xét khác:.......................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Kết luận: ......................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Ngày … tháng … năm …
Giáo viên hướng dẫn
Nguyễn Nhựt Duy
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 4
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Ngày … tháng … năm …
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 5
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
I./ CÔNG DỤNG PHÂN LOẠI YÊU CẦU
1/ Công dụng
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến
một tốc độ cần thiết nào đấy.Ngoài ra hệ thống phanh còn dùng để giữ ô tô đứng ở
các dốc. Đối với ô tô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi
vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng
suất vận chuyển. Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hảm trực tiếp tốc độ
góc của các bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động
phanh để dẫn động các cơ cấu phanh.
2/ Phân loại
Tùy theo cách bố trí cơ cấu phanh ở các bánh xe hoặc ở trục của hệ thống
truyền lực mà chia ra phanh bánh xe và phanh truyền lực.
Theo bộ phận tiến hành phanh cơ cấu phanh còn chia ra phanh guốc, phanh
dải và phanh đĩa.
Theo loại bộ phận quay, cơ cấu phanh còn chia ra loại chống và loại đĩa.
Cơ cấu phanh còn chia ra loại cân bằng và loại không cân bằng. Cơ cấu
phanh cân bằng khi tiến hành phanh không sinh ra lực phụ thêm lên trục hay lên ổ
bi của mayơ bánh xe, còn cơ cấu phanh không cân bằng thì ngược lại.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 6
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Phân loại theo phương thức dẫn động: dẫn động phanh bằng cơ khí, thủy lực,
khí nén hoặc thủy khí.
3/ Yêu cầu.
Hệ thống phanh phải đảm bảo các yêu cầu cầu sau:
- Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy
hiểm. Muốn có quãng đường phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc
chậm dần cực đại.
- Phanh êm diệu trong bất kì trường hợp nào để đảm bảo sự ổn định của ô
tô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều
khiển không lớn.
- Thời gian nhạy cảm bé, nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn.
- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn
toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào.
- Không có hiện tượng tự siết phanh khi ô tô chuyển động tịnh tiến hoặc
quay vòng.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực
phanh trên bánh xe.
- Có khả năng phanh đứng trong thời gian dài.
- Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh, chăm sóc và bảo dưỡng.
II./ KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH
1/ Cơ cấu phanh.
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 7
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 1: các bộ phận chính của cơ cấu phanh
1.1/ Cơ cấu phanh guốc
1.1.1/ Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn
động bằng nhau.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 8
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 2: Cơ cấu phanh bánh trước xe GAZ – 53A.
1. Cam lệch tâm 2. Chốt có vòng đệm lệch tâm
Với cách bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của
guốc phanh giống nhau thì mômen ma sát của guốc phanh trước lớn hơn của guốc
phanh sau. Sở dĩ như vậy là vì mômen ma sát của guốc phanh trước có xu hướng
cường hóa cho lực dẫn động còn ở phía phanh sau có xu hướng chống lại lực dẫn
động khi xe chuyển động thẳng, khi xe chuyển động lùi sẽ có xu hướng ngược lại.
Cơ cấu phanh này được gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh
khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cường độ hao mòn của tấm ma sát trước lớn
hơn tấm ma sát sau rất nhiều. Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát người ta
làm tấm ma sát trước dài hơn tấm ma sát sau.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 9
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Kết cấu của loại cơ cấu phanh này ở hình 2 khe hở giửa guốc phanh và
chống phanh được điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng
chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định.
1.1.2/ Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ và một phía và các guốc
phanh có dịch chuyển góc như nhau.
Hình 3: kết cấu phanh xe ZIL 131
1. Cam phanh 2. Lò xo
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 10
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
4. Trống phanh 5. Chốt lệch tâm
6. Bầu phanh
Cơ cấu phanh này (hình 3) có mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là
bằng nhau. Trị số mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này
có cường độ ma sát ở các tấm ma sát là như nhau và được gọi là cơ cấu phanh cân
bằng, kết cấu cụ thể của cơ cấu phanh này được thể hiện ở hình 2. Do profin của
cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau.
Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc có bố trí cơ cấu trục vít,
bánh vít nhằm thay đổi vị trí của cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định.
1.2 / Cơ cấu phanh loại đĩa.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 11
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 4: Cơ cấu phanh bánh trước xe VAZ – 2101
Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ô tô, có hai loại phanh đĩa: loại
đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều ưu điểm hơn so với phanh guốc áp
suất ma sát trên bề mặt má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn
đều hơn nên ít khi phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi
tiến và khi lùi cũng như nhau. Lực chiều trục tác dụng lên đĩa phanh là cân bằng có
khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh.
Nhược điểm của phanh đĩa là khó giữ được sạch trên các bề mặt ma sát.
Trên hình 4 là kết cấu của phanh đĩa loại hở đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm
ma sát 2 và 5, áp lực dầu trong các xy lanh 3 và 6 tăng lên đẩy các tấm ma sát 4 và 7
ép sát vào đĩa.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 12
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
1.3/ Phanh dừng (phanh tay)
Hình 5: Cơ cấu phanh tay kiểu tang chống
1. Má phanh 7. Vành rẻ quạt
2. Tang chống 8. Ti
3. Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới 9. Cần
4. Trục thứ cấp hộp số 10. Răng rẽ quạt
5. Lò xo hồi vị 11. Tay hãm
6. Trục quả đào 12. Tay kéo phanh
Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay
lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí hình 5 là hình vẽ của cơ cấu
phanh dừng kiểu tang chống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng
tác động lên cơ cấu guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ khí và điều khiển
bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 13
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
2/ Dẫn động phanh.
2.1/ Dẫn động phanh cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.
Dẫn động cơ khí ít khi được dùng để đồng thời 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 như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết
giữa các cơ cấu. Do những đặt điểm trên nên dẫn động phanh cơ khí không được sử
dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ được sử dụng ở hệ thống phanh dừng.
Hình 6: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 14
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
1. Tay phanh 9. Dây cáp dẫn động phanh
2. Thanh dẫn 10. Giá
3. Con lăn dây cáp 11. Mâm phanh
4. Dây cáp 12. Xy lanh phanh bánh xe.
5. Trục 13. Mâm phanh
6. Thanh kéo
7. Thanh cân bằng
8. Dây cáp dẫn động phanh
Nguyên lý làm việc: khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 lực được
truyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia điều lực dẫn động, đến
các guốc phanh. Vị trí của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh
răng 2.
* Ưu điểm của dẫn động phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao độ cứng
vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài
* Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền động
không cao, thời gian phanh lớn.
2.2/ Phanh dẫn động thủy lực.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 15
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
1
4
2
3
Hình 7: Sơ đồ dẫn động của phanh thủy lực.
1. Bàn đạp phanh
2. Xy lanh phanh chính
3. Đường ống dẫn dầu phanh
4. Cơ cấu phanh
Truyền động phanh bố trí trên khung xe gồm có: bàn đạp 1, xy lanh chính có
bầu chứa dầu 2 để tạo ra áp suất cao, các ống dẫn dầu 3 đến các cơ cấu phanh.
Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh dầu như sau: khi người lái tác dụng
lực vào bàn đạp 1 qua hệ thống đòn sẽ đẩy piston nằm trong xy lanh 2, do đó dầu bị
ép và sinh ra áp suất cao trong xilanh 2 và trong đường ống dẫn 3. Chất lỏng với áp
suất cao sẽ tác dụng lên bề mặt của hai piston ở xy lanh của cơ cấu phanh 4 và khi
thắng được lực của lò xo thì guốc phanh bị ép vào chống phanh và tiến hành phanh.
Khi không phanh nữa người lái ngưng tác động lên bàn đạp phanh với tác
dụng của lò xo hồi vị bàn đạp và của guốc phanh sẽ kéo các bàn đạp và guốc phanh
về vị trí cũ đồng thời các piston cũng quay về vị trí ban đầu chuẩn bị cho lần phanh
tiếp theo.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 16
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Đặc điểm quan trọng nhất của hệ thống phanh dầu là các bánh xe được
phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các
má phanh ép sát vào các trống phanh không phụ thuộc vào đường kính của xy lanh
làm việc và khe hở giữa trống phanh và má phanh.
Hệ thống phanh dầu có các ưu điểm sau:
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe
hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu.
- Hiệu suất cao.
- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản.
- Có khả năng dùng nhiều trên các loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi
các cơ cấu phanh.
Khuyết điểm của hệ thống phanh dầu là:
- Không thể làm tỷ số truyền lớn được vì thế phanh dầu không có cường
hóa chỉ dùng cho ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ, lực tác dụng lên bàn
đạp lớn.
- Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
2.3/ Phanh dẫn động khí nén (phanh hơi).
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 17
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 8: sơ đồ cấu tạo phanh hơi
1. Máy nén khí 5. ống dẫn hơi
2. Bình chứa 6. Bàn đạp phanh
3. Van phân phối 7. Đồng hồ kiểm tra áp suất
4. Bầu phanh
Nguyên lý làm việc:
Máy nén khí 1 được dẫn động bằng động cơ sẽ bơm khí nén qua ống dẫn và
được chứa ở bình 2. Áp suất của khí nén trong bình xác định theo áp kế 7, khi cần
phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 6, bàn đạp sẽ dẫn động đoàn van phân phối 3,
lúc đó khí nén sẽ từ bình chứa 2 qua van phân phối 3 đến các bầu phanh 4. Màng
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 18
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
của bầu phanh sẽ bị ép và dẫn động cam phanh quay, do đó các má phanh được ép
vào trống phanh để tiến hành phanh.
Ưu điểm của hệ thống phanh khí: lực tác dụng lên bàn đạp rất bé, đảm bảo
chế độ phanh rơmóoc khác ô tô kéo, do đó phanh đoàn xe được ổn định, khi rơmóoc
bị tách khỏi ô tô kéo thì rơmóoc sẽ bị phanh một cách tự động. Phanh khí còn có
khả năng cơ khí hóa quá trình điều khiển ô tô và có thể sử dụng không khí nén cho
các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí.
Khuyết điểm của hệ thống phanh khí là số lượng các cụm chi tiết khá nhiều,
kích thước chúng lớn và giá thành khá cao, độ nhạy ít, nghĩa là thời gian hệ thống
phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái bắt đầu tác dụng khá lớn.
2.4/ Phanh dẫn động thủy khí
9
1
2 6
7
3
4 5
8
Hình 9: Sơ đồ cấu tạo phanh thủy khí
1. Máy nén khí 2. Bình lọc khí 3. Bình chứa khí
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
XE TẢI 10 TẤN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Nhựt Duy Lê Văn Quốc (MSSV: 1090542)
Ngành: Cơ Khí Giao Thông K35
Tháng 12/2012
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
LỜI CẢM ƠN
Qua quá trình học tập tại trường Đại học Cần Thơ, em đã học được rất nhiều
kiến thức quý báu không chỉ trong chuyên ngành của mình mà còn từ những lĩnh
vực khác.
Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Nhựt Duy đã hướng dẫn tận
tình, sửa chữa những sai sót, những mặt hạn chế và còn thiếu sót của em trong suốt
thời gian nghiên cứu đề tài tốt nghiệp này.
Sau cùng em xin kính chúc quý thầy cô luôn dồi dào sức khỏe, công tác tốt.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày …tháng … năm 2012
Sinh viên thực hiện
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 1
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
BẢN NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Họ và tên người hướng dẫn: NGUYỄN NHỰT DUY
Học vị: kỹ sư.
Chuyên ngành: Cơ khí.
Cơ quan công tác: Bộ môn Kỹ thuật Cơ khí, Khoa Công Nghệ.
Tên sinh viên: LÊ VĂN QUỐC
Mã số sinh viên: 1090542
Chuyên ngành: Cơ khí giao thông
Tên đề tài: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 2
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
NỘI DUNG NHẬN XÉT
Tính phù hợp của đề tài với chuyên ngành đào tạo: ..................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
...................................................................................................................... .
......................................................................................................................
Về hình thức: ................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài: ...........................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Độ tin cậy của số liệu và tính hiện đại của luận văn:..................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 3
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Nội dung kết quả đạt được: .........................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Các nhận xét khác:.......................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Kết luận: ......................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Ngày … tháng … năm …
Giáo viên hướng dẫn
Nguyễn Nhựt Duy
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 4
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
Ngày … tháng … năm …
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 5
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
I./ CÔNG DỤNG PHÂN LOẠI YÊU CẦU
1/ Công dụng
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến
một tốc độ cần thiết nào đấy.Ngoài ra hệ thống phanh còn dùng để giữ ô tô đứng ở
các dốc. Đối với ô tô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi
vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng
suất vận chuyển. Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hảm trực tiếp tốc độ
góc của các bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động
phanh để dẫn động các cơ cấu phanh.
2/ Phân loại
Tùy theo cách bố trí cơ cấu phanh ở các bánh xe hoặc ở trục của hệ thống
truyền lực mà chia ra phanh bánh xe và phanh truyền lực.
Theo bộ phận tiến hành phanh cơ cấu phanh còn chia ra phanh guốc, phanh
dải và phanh đĩa.
Theo loại bộ phận quay, cơ cấu phanh còn chia ra loại chống và loại đĩa.
Cơ cấu phanh còn chia ra loại cân bằng và loại không cân bằng. Cơ cấu
phanh cân bằng khi tiến hành phanh không sinh ra lực phụ thêm lên trục hay lên ổ
bi của mayơ bánh xe, còn cơ cấu phanh không cân bằng thì ngược lại.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 6
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Phân loại theo phương thức dẫn động: dẫn động phanh bằng cơ khí, thủy lực,
khí nén hoặc thủy khí.
3/ Yêu cầu.
Hệ thống phanh phải đảm bảo các yêu cầu cầu sau:
- Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy
hiểm. Muốn có quãng đường phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc
chậm dần cực đại.
- Phanh êm diệu trong bất kì trường hợp nào để đảm bảo sự ổn định của ô
tô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều
khiển không lớn.
- Thời gian nhạy cảm bé, nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn.
- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn
toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào.
- Không có hiện tượng tự siết phanh khi ô tô chuyển động tịnh tiến hoặc
quay vòng.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực
phanh trên bánh xe.
- Có khả năng phanh đứng trong thời gian dài.
- Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh, chăm sóc và bảo dưỡng.
II./ KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH
1/ Cơ cấu phanh.
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 7
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 1: các bộ phận chính của cơ cấu phanh
1.1/ Cơ cấu phanh guốc
1.1.1/ Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn
động bằng nhau.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 8
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 2: Cơ cấu phanh bánh trước xe GAZ – 53A.
1. Cam lệch tâm 2. Chốt có vòng đệm lệch tâm
Với cách bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của
guốc phanh giống nhau thì mômen ma sát của guốc phanh trước lớn hơn của guốc
phanh sau. Sở dĩ như vậy là vì mômen ma sát của guốc phanh trước có xu hướng
cường hóa cho lực dẫn động còn ở phía phanh sau có xu hướng chống lại lực dẫn
động khi xe chuyển động thẳng, khi xe chuyển động lùi sẽ có xu hướng ngược lại.
Cơ cấu phanh này được gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh
khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cường độ hao mòn của tấm ma sát trước lớn
hơn tấm ma sát sau rất nhiều. Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát người ta
làm tấm ma sát trước dài hơn tấm ma sát sau.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 9
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Kết cấu của loại cơ cấu phanh này ở hình 2 khe hở giửa guốc phanh và
chống phanh được điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng
chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định.
1.1.2/ Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ và một phía và các guốc
phanh có dịch chuyển góc như nhau.
Hình 3: kết cấu phanh xe ZIL 131
1. Cam phanh 2. Lò xo
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 10
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
4. Trống phanh 5. Chốt lệch tâm
6. Bầu phanh
Cơ cấu phanh này (hình 3) có mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là
bằng nhau. Trị số mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này
có cường độ ma sát ở các tấm ma sát là như nhau và được gọi là cơ cấu phanh cân
bằng, kết cấu cụ thể của cơ cấu phanh này được thể hiện ở hình 2. Do profin của
cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau.
Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc có bố trí cơ cấu trục vít,
bánh vít nhằm thay đổi vị trí của cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định.
1.2 / Cơ cấu phanh loại đĩa.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 11
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 4: Cơ cấu phanh bánh trước xe VAZ – 2101
Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ô tô, có hai loại phanh đĩa: loại
đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều ưu điểm hơn so với phanh guốc áp
suất ma sát trên bề mặt má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn
đều hơn nên ít khi phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi
tiến và khi lùi cũng như nhau. Lực chiều trục tác dụng lên đĩa phanh là cân bằng có
khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh.
Nhược điểm của phanh đĩa là khó giữ được sạch trên các bề mặt ma sát.
Trên hình 4 là kết cấu của phanh đĩa loại hở đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm
ma sát 2 và 5, áp lực dầu trong các xy lanh 3 và 6 tăng lên đẩy các tấm ma sát 4 và 7
ép sát vào đĩa.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 12
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
1.3/ Phanh dừng (phanh tay)
Hình 5: Cơ cấu phanh tay kiểu tang chống
1. Má phanh 7. Vành rẻ quạt
2. Tang chống 8. Ti
3. Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới 9. Cần
4. Trục thứ cấp hộp số 10. Răng rẽ quạt
5. Lò xo hồi vị 11. Tay hãm
6. Trục quả đào 12. Tay kéo phanh
Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay
lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí hình 5 là hình vẽ của cơ cấu
phanh dừng kiểu tang chống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng
tác động lên cơ cấu guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ khí và điều khiển
bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 13
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
2/ Dẫn động phanh.
2.1/ Dẫn động phanh cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.
Dẫn động cơ khí ít khi được dùng để đồng thời 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 như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết
giữa các cơ cấu. Do những đặt điểm trên nên dẫn động phanh cơ khí không được sử
dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ được sử dụng ở hệ thống phanh dừng.
Hình 6: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 14
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
1. Tay phanh 9. Dây cáp dẫn động phanh
2. Thanh dẫn 10. Giá
3. Con lăn dây cáp 11. Mâm phanh
4. Dây cáp 12. Xy lanh phanh bánh xe.
5. Trục 13. Mâm phanh
6. Thanh kéo
7. Thanh cân bằng
8. Dây cáp dẫn động phanh
Nguyên lý làm việc: khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 lực được
truyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia điều lực dẫn động, đến
các guốc phanh. Vị trí của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh
răng 2.
* Ưu điểm của dẫn động phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao độ cứng
vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài
* Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền động
không cao, thời gian phanh lớn.
2.2/ Phanh dẫn động thủy lực.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 15
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
1
4
2
3
Hình 7: Sơ đồ dẫn động của phanh thủy lực.
1. Bàn đạp phanh
2. Xy lanh phanh chính
3. Đường ống dẫn dầu phanh
4. Cơ cấu phanh
Truyền động phanh bố trí trên khung xe gồm có: bàn đạp 1, xy lanh chính có
bầu chứa dầu 2 để tạo ra áp suất cao, các ống dẫn dầu 3 đến các cơ cấu phanh.
Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh dầu như sau: khi người lái tác dụng
lực vào bàn đạp 1 qua hệ thống đòn sẽ đẩy piston nằm trong xy lanh 2, do đó dầu bị
ép và sinh ra áp suất cao trong xilanh 2 và trong đường ống dẫn 3. Chất lỏng với áp
suất cao sẽ tác dụng lên bề mặt của hai piston ở xy lanh của cơ cấu phanh 4 và khi
thắng được lực của lò xo thì guốc phanh bị ép vào chống phanh và tiến hành phanh.
Khi không phanh nữa người lái ngưng tác động lên bàn đạp phanh với tác
dụng của lò xo hồi vị bàn đạp và của guốc phanh sẽ kéo các bàn đạp và guốc phanh
về vị trí cũ đồng thời các piston cũng quay về vị trí ban đầu chuẩn bị cho lần phanh
tiếp theo.
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 16
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Đặc điểm quan trọng nhất của hệ thống phanh dầu là các bánh xe được
phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các
má phanh ép sát vào các trống phanh không phụ thuộc vào đường kính của xy lanh
làm việc và khe hở giữa trống phanh và má phanh.
Hệ thống phanh dầu có các ưu điểm sau:
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe
hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu.
- Hiệu suất cao.
- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản.
- Có khả năng dùng nhiều trên các loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi
các cơ cấu phanh.
Khuyết điểm của hệ thống phanh dầu là:
- Không thể làm tỷ số truyền lớn được vì thế phanh dầu không có cường
hóa chỉ dùng cho ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ, lực tác dụng lên bàn
đạp lớn.
- Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
2.3/ Phanh dẫn động khí nén (phanh hơi).
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 17
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
Hình 8: sơ đồ cấu tạo phanh hơi
1. Máy nén khí 5. ống dẫn hơi
2. Bình chứa 6. Bàn đạp phanh
3. Van phân phối 7. Đồng hồ kiểm tra áp suất
4. Bầu phanh
Nguyên lý làm việc:
Máy nén khí 1 được dẫn động bằng động cơ sẽ bơm khí nén qua ống dẫn và
được chứa ở bình 2. Áp suất của khí nén trong bình xác định theo áp kế 7, khi cần
phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 6, bàn đạp sẽ dẫn động đoàn van phân phối 3,
lúc đó khí nén sẽ từ bình chứa 2 qua van phân phối 3 đến các bầu phanh 4. Màng
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 18
LVTN: Thiết kế hệ thống phanh xe tải 10 tấn
của bầu phanh sẽ bị ép và dẫn động cam phanh quay, do đó các má phanh được ép
vào trống phanh để tiến hành phanh.
Ưu điểm của hệ thống phanh khí: lực tác dụng lên bàn đạp rất bé, đảm bảo
chế độ phanh rơmóoc khác ô tô kéo, do đó phanh đoàn xe được ổn định, khi rơmóoc
bị tách khỏi ô tô kéo thì rơmóoc sẽ bị phanh một cách tự động. Phanh khí còn có
khả năng cơ khí hóa quá trình điều khiển ô tô và có thể sử dụng không khí nén cho
các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí.
Khuyết điểm của hệ thống phanh khí là số lượng các cụm chi tiết khá nhiều,
kích thước chúng lớn và giá thành khá cao, độ nhạy ít, nghĩa là thời gian hệ thống
phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái bắt đầu tác dụng khá lớn.
2.4/ Phanh dẫn động thủy khí
9
1
2 6
7
3
4 5
8
Hình 9: Sơ đồ cấu tạo phanh thủy khí
1. Máy nén khí 2. Bình lọc khí 3. Bình chứa khí
GVHD: NGUYỄN NHỰT DUY SVTH: LÊ VĂN QUỐC Page 19