Báo cáo môn Thiết kế ô tô - Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh

Nội dung text: Báo cáo môn Thiết kế ô tô - Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Kĩ Thuật Giao Thông Báo Cáo Môn Học Thiết Kế Ô Tô Đề Tài : Thiết Kế Hệ Thống Phanh Nhóm 3B Nguyễn Quang Văn 1414607 Huỳnh Tí 1414011 Lê Thành Kiên 1414898 Nguyễn Võ Hoàng Quân Phạm Hữu Sơn Phan Trọng Nghĩa 1412469
2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH HỆ THỐNG PHANH DÙNG ĐỂ GIẢM TỐC ĐỘ VÀ GIỮ CHO Ô TÔ MÁY KÉO ĐỨNG YÊN TẠI CHỖ TRÊN CÁC MẶT ĐƯỜNG DỐC NGHIÊNG NGANG . PHANH TRỐNG PHANH ĐĨA PHANH DÃI
3. CÁC KIỂU DẪN ĐỘNG PHANH Dẫn động thủy lực trợ lực bơm thủy lực Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén
4. ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC
5. YÊU CẦU VẬN HÀNH TỐT Ở NHỮNG KHUNG HẠN CHẾ XẢY RA ĐƯỜNG CŨNG NHƯ HIỆN TƯỢNG MẤT ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU PHANH KHI XE ĐỔ KHÁC NHAU DỐC BẢO TRÌ SỮA CHỮA DỄ DÀNG , DỄ KIẾM PHỤ TÙNG THAY THẾ
6. Trên ô tô hiện nay sử dụng 2 loại phổ biến là: Phanh tang trống (guốc) Phanh đĩa
7. Phanh tang trống (guốc) Ưu điểm: • Giá thành rẻ. • Dễ bảo trì bảo dưỡng. • Tuổi thọ cao. • Chính vì thế phanh guốc vẫn được áp dụng rộng rãi trên nhiều phương tiện, để tiết kiệm chí phí sán xuất và giảm giá thành. Nhược điểm: • Do bề mặt ma sát là mặt cong nên áp suất phân bố khống đều làm cho tấm ma sát bị mòn không đều. • Trọng lượng lớn. • Tản nhiệt kém.
8. Phanh tang trống dạng đối xứng qua tâm Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm được sử dụng với xilanh thủy lực và có kết cấu khi phanh thì cả hai guốc đều là guốc siết → tăng hiệu quả phanh khi xe chuyển động tiến.
9. Phanh tang trống dạng tự cường hóa Ưu điểm: Hiệu quả phanh được tăng cao mặc dù kết cấu phanh không quá phức tạp. Hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau.
10. Cơ cấu phanh đĩa
11. Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ (calip) cố định Ưu điểm: • Hiệu quả phanh cao. • Lực tác động từ hai má phanh và đĩa bằng nhau nên hai má phanh mòn đều. • Giá đỡ được lắp cố định lên trục bánh xe nên có độ cứng vững cao. Nhược điểm: • Kết cấu phức tạp do bố trí 2 xilanh. • Chi phí sản xuất cao.
12. Cơ cấu báo hiệu độ mòn má phanh của phanh đĩa
13. Cơ cấu phanh dừng bố trí chung với phanh tang trống
14. PHƯƠNG ÁN VỀ CÁC LOẠI CƠ CẤU VỀ DẪN ĐỘNG PHANH Ưu điểm : Phanh đồng thời các bánh xe vói sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má thanh theo yêu cầu. Hiệu suất cao Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ô tô khác nhau khi chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh Nhược điểm : Không thể cho tỷ số truyền lớn vì tỷ lệ với lực bàn đạp Có hư hỏng thì toàn bộ hệ thống có thể không làm Đẫn động phanh thủy lực việc Hiệu suất có thể thấp khi ở nhiệt độ môi trường thấp
15. DẪN ĐỘNG MỘT DÒNG Ưu điểm : kết cấu đơn giản, rẻ tiền, dễ sửa chữa Nhược điểm : khi bị rò rỉ một chỗ nào đó thì toàn bộ hệ thống phanh mất hiệu lực, nên độ an toàn không cao.
16. DẪN ĐỘNG HAI DÒNG CHÉO KẾT HỢP TRỢ LỰC Ưu điểm : chất lượng phanh đảm bảo tốt cả khi đi trên đường có hệ số bám dọc ở hai vết bánh xe khác nhau nhiều, đồng thời nâng cao chất lượng điều khiển ô tô. Nhược điểm : nếu một dòng bị hỏng thì tính ổn định hướng của ô tô không được đảm bảo.
17. DẪN ĐỘNG THỦY LỰC TRỢ LỰC KHÍ CHÂN KHÔNG Bộ trợ lực chân không là bộ phân cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cở để tạo lực phụ cho người lái . Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp với các xe có động cơ xăng cao tốc Có một nhược điểm là kiểu trợ lực này phụ thuộc vào độ mở của bướm ga và tốc độ quay của động cơ . Đối với động cơ diesel không có bướm ga và tốc độ quay thấp thì cần phải dùng thêm bơm chân không . Làm cho chi phí tăng lên và cồng kềnh hơn .
18. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ CON PHANH TRƯỚC: PHANH ĐĨA CÓ GIÁ DI ĐỘNG CƠ CẤU PHANH PHANH SAU: PHANH CHỌN GUỐC PHƯƠNG ÁN DẪN ĐỘNG DẪN ĐỘNG BẰNG THỦY PHANH LỰC KHÍ NÉN
19. Bố trí phanh tang trống
20. TÍNH TOÁN SƠ BỘ HỆ THỐNG PHANH 1. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống phanh. 2. Xác định tọa độ trọng tâm xe theo chiều dọc. 3. Tính toán sơ bộ đường kính xylanh công tác.
21. Thông số chung phanh trống.
22. 3. Tính toán sơ bộ đường kính xylanh công tác. • Moment sinh ra trên một cơ cấu phanh đĩa được xác định: = × 휇 × 푄 × 푅푡 • Trong đó : m- là số đôi bề mặt ma sát. Q-lực ép má phanh vào đĩa. 휇-hệ số ma sát. 푅푡 - bán kính trung bình tấm ma sát.
23. THIẾT KẾ KĨ THUẬT HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ Thiết kế kỹ thuật Tính toán truyền động Tính toán cơ cấu phanh phanh Cơ cấu Cơ cấu phanh Truyền phanh đĩa guốc động thủy lực có trợ lực khí nén
24. Tính toán cơ cấu phanh guốc Tính chọn các thông số cơ bản Moment phanh cần sinh ra ở các cơ cấu phanh Xác định quy luật phân bố a/s trên má phanh Hệ số ma sát, vât liệu ma sát Các góc cơ bản của guốc phanh Lực cần thiết tác dụng lên má phanh Chiều rộng má phanh
25. Tính toán cơ cấu phanh guốc Xác định quy luật phân bố áp suất trên má phanh • Phân bố áp suất đều: Đơn giản hóa để tính toán ta nên xem áp suất phân bố đều trên má phanh. • Phân bố áp suất hình sin: Được lựa chọn khi guốc phanh có độ cứng lớn và yêu cầu tính chính xác cáo trong tính toán.
26. Tính toán cơ cấu phanh guốc Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh Mục đích : để đảm bảo cho tổng moment phanh sinh ra ở cơ cấu phanh bằng tổng momen phanh tính toán A. Các guốc phanh có điểm tựa cố định riêng rẽ và lực ép lên các guốc bằng nhau +  =−900 12 2  .r = 0 t  2sin 0 2
27. Công ma sát riêng • Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của oto chạy với tốc độ trước khi phanh Gv 2 L= 0 ;(/) kNm m2 2gF • Trong đó :  o G - trọng lượng toàn bộ của oto khi đầy tải (kN) o v0 - Tốc độ của oto khi bắt đầu phanh (m/s) o g - Gia tốc trọng trường ( g=9,81m/s2) o - diện tích toàn bộ của má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của oto (m2) • Đối với oto du lịch L trong khoảng 4000-15000kNm/m2 • Đối với oto tải L trong khoảng 3000-7000kNm/m2
28. Thời hạn làm việc của má phanh M p = F  Trong ñoù : M - khoái löôïng cuûa oâ toâ. p - tyû soá cho pheùp. F - laø dieän tích toaøn boä cuûa maù phanh ôû taát caû caùc cô caáu phanh. Oto du lịch 1,0 - 2,0.104kg/m2 Oto hành khách 1,5 - 2,5.104kg/m2 Oto vận tải 2,5 - 3,5.104kg/m2
29. THIẾT KẾ DẪN ĐỘNG PHANH Thiết kế dẫn động phanh thủy lực có trợ lực khí nén • Máy nén khí: Phải cung cấp đủ lưu lượng khí trong một khoảng thời gian cho trước • Lực phanh: P= pkn. S bauphanh • Áp suất khí nén 2 pkn =5 6 kg / cm • Thể tích bình chứa • Áp suất tối đa trong bình khi nạp 2 pmax =8 10 kg / cm
30. THIẾT KẾ KINH TẾ ➢Chi phí dự án + thiết kế ➢Chi phí sản xuất : nhà xưởng + điện nước + khấu hao máy móc + nhân công + nguyên vật liệu ➢Chi phí phân phối + marketing ➢Chi phí cho bộ phận quản lý
31. CHỐNG BÓ CỨNG PHANH ABS Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Antilock Brake System) là cơ cấu phanh điều khiển điện tử, có tác dụng ngăn ngừa việc hãm cứng bánh xe trong tình huống cần giảm tốc khẩn cấp, tránh hiện tượng văng trượt và duy trì khả năng kiểm soát hướng lái.
32. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC Khi tài xế đạp gấp chân phanh, dầu phanh sẽ được đẩy vào trong bộ Điều Khiển Thuỷ Lực HCU, và được ép lại tại đây để nâng cao áp suất trước khi đưa dầu đến các bộ phận phanh trong mỗi bánh xe. - Trong khi phân tích những dữ liệu do bộ cảm biến tại các bánh xe cung cấp, nếu Bộ Điều Khiển ABS “cảm thấy” một chiếc bánh nào đó sắp bị khóa cứng, thì nó sẽ đóng Valve không cho dầu đổ xuống đó nữa, và mở Valve khi cần thiết cho dầu phanh lưu thông trở lại, bảo đảm cho bánh xe lăn đều trong khi giảm tốc, tránh tình trạng bánh bị khóa cứng. - Từ vận tốc 20km/h trở lên, ABS sẽ tự động vận hành, và chúng ta sẽ nghe một tiếng “click” bên trong máy. Khi xe di chuyển với vận tốc dưới 20km/h, ABS sẽ tự ngưng hoạt động. - ABS hoạt động chủ yếu nhờ vào dầu phanh. Nếu vì lý do nào đó dầu trong hệ thống không đầy đủ, ABS sẽ không còn hiệu quả ABS có hạn chế là không phát huy hết hiệu quả khi phanh vì lực phanh trên các bánh là như nhau dẫn tới tình trạng bánh thì bị đã bị bó cứng (bánh bị giảm tải), bánh thì chưa đủ lực phanh (bánh bị tăng tải) nên vẫn lăn.
33. NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC Nguyên lý làm việc của bộ EBD về cơ bản gần giống với ABS. Tuy nhiên, để nhận biết được tải trọng tác dụng lên các bánh xe thay đổi thì trong bộ EBD cần có thêm cảm biến G (G- sensor) lắp ở vị trí gần trọng tâm xe. Khi phanh, nếu cảm biến nghiêng về bánh xe nào cảm biến G sẽ xuất tín hiệu G+, bánh xe phía đối diện sẽ là G-, tín hiệu này áp dụng cho cầu trước và cầu sau hoặc dãy bánh xe phía bên trái hoặc bên phải. Khi phanh nếu phía nào nhận tín hiệu G+ thì phía đó được điều khiển để tăng áp và ngược lại.
34. HỆ THỐNG HỖ TRỢ PHANH KHẨN CẤP BA Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA có cấu tạo gồm 7 phần sau: 1) Cảm biến tốc độ 2) Màng gắn cảm biến 3) Xilanh phanh chính 4) Nam châm 5) Cảm biến mở 6) Khoang công tác 7) Bộ xử lý trung tâm 8) Khoang chân không 9) Bàn phanh.
35. CÂN BẰNG ĐIỆN TỬ ESC • Công dụng: Tăng tính ổn định và giảm thiểu khả năng xảy ra tai nạn trong các tình huống khi xe đang lưu hành.
36. TỰ ĐỘNG PHANH KHẨN CẤP AEB Phanh Tự động Khẩn cấp (Auto Emergency Braking, AEB) là hệ thống an toàn có khả năng ngăn chặn một vụ tai nạn từ phía sau hoặc giảm thiểu tốc độ va chạm. Chức năng: -Cảnh báo lái xe một vụ va chạm sắp xảy ra và giúp lái xe phanh với 1 lực tối đa. -Và tự động phanh xe một cách độc lập trong tình huống nguy kịch.