Thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện theo tiêu chuẩn ECE R13

mục lục Trang Lời nói đầu ................................................................................................... 2 Chương I. Những vấn đề chung và hệ thống phanh cho ô tô .................. 4 Vấn đề chở hàng siêu trường ............................................................. 4 Giới thiệu chung về xe HINO ............................................................ 5 Hệ thống phanh của xe HINO FF3H ................................................. 7 Chương II. Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và phương pháp tính ........... 22 2.1. Các thông số của xe HINO FF3H sau khi đã thay đổi ....................... 22 2.2. Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán ....................... 23 2.3. Kiểm tra theo ECE với tỉ số phân chia lực phanh cũ .......................... 33 2.4. Xác định tỉ số mới với xe kéo dài theo tiêu chuẩn ECE ..................... 34 2.5. Đề xuất phương án cải tạo .................................................................. 35 Chương III. Kiểm nghiệm hệ thống phanh ............................................... 37 3.1. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh trước. 37 3.2. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh sau.... 55 3.3. Kết luận khả năng đáp ứng của cơ cấu phanh cũ ................................ 69 Chương IV. Thiết kế cải tiến ...................................................................... 70 4.1. Cơ sở cho việc cải tiến ....................................................................... 70 4.2. Thiết kế lại van điều khiển thuỷ lực ................................................... 70 Kết luận chung ............................................................................................. 75 Tài liệu tham khảo ....................................................................................... 77 Lời mở đầu Hiện nay vấn đề về giao thông đường bộ đang là vấn đề được rất nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm. Trong các phương tiện giao thông đường bộ thì ô tô là phương tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà nó còn là một phương tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành thấp. ở nước ta hiện nay, các xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là của nước ngoài, được lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ. Các loại xe này đã đáp ứng được nhu cầu vận tải trong nước và cũng đáp ứng được các tiêu chuẩn quốc tế. Tuy nhiên do nhu cầu chuyên biệt của từng điều kiện công tác, chúng ta đang cần đưa ra được xe có kích thước lớn, một trong số đó là xe chở cột điện. Hiện nay số nhà máy có khả năng sản xuất cột điện lớn chỉ nằm ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Với tốc độ đô thị hoá ở nước ta đòi hỏi phải có xe chuyên dụng vận chuyển từ nhà máy đến nơi tập kết và lắp đặt. Thông thường xe chở cột điện được dùng để vận chuyển trên các tuyến đường dài liên tỉnh như từ thành phố Hồ Chí Minh đi miền Trung hoặc từ Hà Nội đi miền Trung, vì vậy nhu cầu về xe thân dài là rất cần thiết. Khi kéo dài thân xe để phù hợp với mục đích vận chuyển, nhiều tính năng của xe đã bị thay đổi nên không còn đáp ứng được các tiêu chuẩn như trước, vì vậy cần phải kiểm tra tính toán và có thể một số bộ phận phải thiết kế lại. Trong các bộ phận của xe thì hệ thống phanh đóng một vai trò hết sức quan trọng vì nó liên quan đến vấn đề an toàn chuyển động của xe và vấn đề an toàn giao thông, ảnh hưởng trực tiếp đến sinh mạng và tài sản con người. Trên cơ sở đó em được giao đề tài: “Thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện theo tiêu chuẩn ECE R13”. Nội dung đề tài bao gồm: - Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ô tô. Tiêu chuẩn ECE R13, cơ sở lý luận và phương pháp tính. Tính toán, kiểm nghiệm bền cơ cấu phanh. Thiết kế cải tiến. Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường 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 thầy giáo Nguyễn Khắc Trai và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Hà Nội ngày 16 tháng 5 năm 2004 Sinh viên thực hiện Nguyễn Tiến Vũ Linhchương i những vấn đề chung và hệ thống phanh cho ô tô 1.1. Vấn đề chở hàng siêu trường: Luật Đường bộ của Việt Nam đã quy định với tất cả các loại xe, kích thước vật được chở trên xe không được vượt quá kích thước bao ngoài của xe. Vấn đề chở hàng dài hiện nay có 3 phương án sau: + Nối thêm rơ moóc: + Gác vật dài lên đầu xe (với những vật không dài hơn kích thước xe): + Kéo dài thân xe đảm bảo hàng không vượt ra ngoài kích thước xe: Cột điện cỡ lớn được chế tạo với chiều dài 10m nên phương án được chọn là phương án 3. Xe cơ sở thiết kế là xe HINO. Hiện nay ở Việt Nam đã lắp ráp các xe sát xi hoàn chỉnh và đang được dùng để chuyển đổi mục đích sử dụng. Nội dung đề tài là thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe này nhằm tạo nên phương tiện chuyên chở chuyên dùng, đảm bảo an toàn giao thông. Để chở được cột điện 10 m, thân xe được kéo dài 1,2 m. Sau khi kéo dài, xe phải đảm bảo điều kiện an toàn giao thông, cụ thể là hệ thống phanh phải được thiết kế theo tiêu chuẩn ECE R13. 1.2. Giới thiệu chung về xe Hino: HINO là một hãng xe lớn có uy tín của Nhật Bản, chuyên sản xuất các loại xe vận tải có công thức bánh xe là 4x2 với cầu sau chủ động. Hiện nay chúng ta đang cần chuyển đổi một số loại xe sang chuyên dụng. Trên cơ sở những xe đã được lắp ráp ở Việt Nam phục vụ cho việc chuyên chở vật dài, em đã chọn series FF3H. Mẫu xe F là tiêu chuẩn mới của hãng HINO. Công nghệ hiện đại kết hợp với thiết kế tiên tiến đã mang lại cho HINO F tính năng mạnh mẽ cùng sự thoải mái và dễ dàng khi điều khiển. Các đặc điểm cơ bản: Tải trọng tối đa đạt 14,2 tấn. Động cơ: Xe FF 3H sử dụng loại động cơ Diesel HO7D, 6 máy thẳng hàng, được bố trí dưới buồng lái. Công suất cực đại đạt 195 mã lực (ở số vòng quay 2900 v/ph). Mô men xoắn cực đại đạt 500 N.m (ở số vòng quay 1700 v/ph). Dung tích xi lanh 7412 cc. Ly hợp: là loại ly hợp ma sát khô, một đĩa. Hộp số chính: sáu số tiến, một số lùi, có đồng tốc từ số 2 đến số 6. Các đăng: là loại các đăng khác tốc kép. Bánh xe: sử dụng loại lốp có săm Radial. Hệ thống lái: cơ khí có trợ lực thuỷ lực. Hệ thống phanh: Hệ thống phanh thuỷ lực điều khiển bằng khí nén loại có 2 dòng độc lập. Hình dáng cơ bản của xe được trình bày trên hình 1.1 Hình 1.1 Hình dáng chung của xe HINO FF3H Bảng thông số tính năng kỹ thuật của xe Hino FF 3H Đặc tính kỹ thuật đơn vị ff3h Chiều dài cơ sở mm 5050 Tổng trọng tải kG 14200 Tự trọng xe kG 4300 Động cơ Công suất cực đại Mô men xoắn cực đại Đường kính, hành trình Piston Dung tích xi lanh Mã lực N.m mm cc Động cơ Diesel HO7D 6 máy thẳng hàng 195 – (2900 v/ph) 500 – (1700 v/ph) 110 x 130 mm 7412 Hộp số Sáu số tiến, một số lùi, đồng tốc từ số 2 đến số 6 Hệ thống lái Trợ lực thuỷ lực, dễ điều khiển Hệ thống phanh Hệ thống phanh thuỷ lực điều khiển bằng khí nén, 2 dòng Kích thước bao ngoài (B x C x D) mm 8720 x 2440 x 2610 Cỡ lốp 10.00 20 R – 14PR Tốc độ cực đại Km/h 112 Khả năng vượt dốc tan (θ)% 27.3 Cabin Cabin lật với cơ cấu thanh xoắn và thiết bị khoá an toàn dễ điều khiển Thùng nhiên liệu lít 115 1.3. Hệ thống phanh của xe Hino FF3H: - Đặc điểm chung: là loại dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén có 2 dòng độc lập. Cơ cấu phanh trước và sau đếu sử dụng loại tang trống với các guốc phanh đối xứng nhau qua tâm và xi lanh thuỷ lực đóng vai trò điều khiển guốc phanh. Phanh tay đặt ở trục thứ cấp của hộp số chính, dẫn động cơ khí. 1.3.1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh xe Hino FF 3H: Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống phanh Đường đậm : Đường ống dẫn khí Đường mảnh : Đường ống dẫn dầu Đường đứt nét : Có thể được trang bị thêm Đồng hồ báo áp suất Cơ cấu phanh bánh trước Van kiểm tra Van an toàn Bình chứa khí nén cho dòng phanh sau Bình chứa khí nén cho dòng phanh trước Bình chứa khí nén chung (để tách nước) Công tắc đèn cảnh báo áp suất thấp (450 kPa hoặc nhỏ hơn) Bộ điều chỉnh áp suất Bộ phận sấy khô khí nén Bình chứa dầu phanh Công tắc đèn cảnh báo mức dầu phanh Van điều khiển thuỷ lực Công tắc đèn cảnh báo mòn Cơ cấu phanh sau Van điện từ Xi lanh điều khiển phanh động cơ Van điều khiển khí nén Công tắc đèn phanh Máy nén khí - Cấu tạo: Qua sơ đồ cấu tạo, ta có thể nhận thấy hệ thống phanh được chia thành ba cụm chính: + Phần cung cấp khí nén: Gồm máy nén khí, các bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khí nén trước khi cung cấp khí nén vào các bình chứa và các van một chiều. + Phần điều khiển bằng khí nén: Các đường ống dẫn khí từ các bình chứa khí nén qua van điều khiển khí nén 18 và đến van điều khiển thuỷ lực 13. Qua van điều khiển thuỷ lực, áp suất khí nén chuyển thành áp suất dầu. + Phần dẫn động thuỷ lực: Gồm bình chứa dầu 11 cung cấp dầu cho xi lanh 13. Các đường ống dẫn dầu truyền áp suất thuỷ lực từ xi lanh 13 đến các xi lanh công tác trên các cơ cấu phanh bánh xe. - Nguyên lý hoạt động: Máy nén khí 20 được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí nén vào bình 7 qua van kiểm tra 3. áp suất trong bình 7 được xác định qua đồng hồ 1 đặt trong buồng lái. Khi mới bắt đầu khởi động động cơ, áp suất trong bình 7 còn thấp, đèn 8 sáng. Sau vài phút, áp suất trong bình 7 đã đủ mức cần thiết, đèn 8 tắt báo hiệu phanh đã sẵn sàng và xe có thể khởi hành. Bộ điều chỉnh áp suất khí 9 có tác dụng điều chỉnh mức áp suất cho phép trong bình 7. Nếu áp suất trong bình 7 vượt quá mức điều chỉnh thì 9 mở ra cho khí nén từ bình 7 về ngược lại máy nén khí 20, giảm sự tiêu hao công suất cho máy 20. Vì một lý do nào đó mà áp suất trong bình 7 vọt lên quá cao thì một lượng khí nén sẽ được xả ra thông qua van an toàn 4. Khí nén từ bình 7 được chia làm 2 dòng riêng biệt cấp vào bình 5 và 6 qua các van kiểm tra 3. Khi phanh, người lái tác động lên bàn đạp phanh, van phanh 18 mở cung cấp khí nén từ bình 5 và 6 đến các van điều khiển thuỷ lực 13. Các van điều khiển thuỷ lực 13 chuyển áp suất khí nén thành áp suất dầu phanh truyền đến các xi lanh công tác tại các cơ cấu phanh bánh xe trước và sau. Tại các xi lanh công tác, áp suất dầu tạo áp lực lên các piston đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh, tiến hành quá trình phanh. Hiện nay các xe được trang bị thêm bộ phận sấy khô khí nén 10. Như vậy khí nén đi từ máy 20 trước khi vào bình 7 qua van 3 sẽ được bộ phận 10 sấy khô nhằm hạn chế tốt đa lượng hơi nước lọt vào bình 7. Hơi nước có trong khí nén có thể tạo ra cặn tại các bình khí nén, làm chậm tác dụng của khí nén và làm giảm áp suất khí nén. Năng lượng do người lái tạo ra thông qua bàn đạp phanh chỉ dùng để mở van điều khiển khí nén. Năng lượng tạo nên áp lực dầu thể hiện qua máy nén khí. Các guốc phanh được điều khiển bằng áp suất thuỷ lực. - Ưu điểm: Hệ thống này kết hợp được ưu điểm của cả phanh khí và phanh dầu cụ thể là độ nhạy cao, hiệu suất lớn, phanh được đồng thời các bánh xe , điều khiển nhẹ nhàng. - Nhược điểm: có kết cấu phức tạp, giá thành cao, nhiều cụm kích thước lớn, chăm sóc kỹ thuật phức tạp, luôn phải kiểm tra sự bao kín của hệ thống khí nén và thuỷ lực. 1.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van phanh điều khiển khí nén: G Hình 1.3 Kết cấu van điều khiển khí nén Cốc nắp Lò xo hồi vị piston số 1 Vòng hãm đế van số 1 Piston số 2 Lò xo hồi vị đế van số 2 Thân van số 2 Van kiểm tra Vòng hãm đế van số 2 Đế van số 2 Lò xo hồi vị piston số 2 Lò xo hồi vị đế van số 1 Đế van số 1 Lò xo đỡ piston số 1 Lò xo chính Piston số 1 Thân van số 1 Nắp van phanh Vít điều chỉnh ống Trục lăn Bàn đạp phanh Đường tới dòng phanh bánh sau Đường tới dòng phanh bánh trước Đường từ bình khí nén cho dòng phanh sau Đường từ bình khí nén cho dòng phanh trước Đường xả khí - Cấu tạo: Chia làm 3 cụm chính + Cụm bàn đạp: Bàn đạp phanh 21 có cơ cấu hoạt động kiểu đòn bẩy với một đầu là vít điều chỉnh 18, đầu kia là trục lăn 20. Vít 18 tì vào nắp 17 để hạn chế hành trình của trục lăn 20 khi nhả phanh. + Cụm điểu khiển dòng phanh sau: Piston chính 15 được cân bằng bởi các lò xo đỡ 13, lò xo hồi vị 2 và lò xo chính 14. Dưới tác dụng của lực căng lò xo 11, đế van 12 tiếp xúc với thân van phanh, đóng đường cung cấp khí nén từ C sang A. + Cụm điều khiển dòng phanh trước: Piston 4, lõi là 1 đường ống làm nhiệm vụ xả khí. Đế van 9 tiếp xúc với thân van phanh dưới tác dụng của lò xo 5, đóng đường cung cấp khí nén từ D sang B. - Nguyên lý làm việc: + Trạng thái phanh: Lực đạp của người lái tác động lên bàn đạp 21, qua lò xo 14 đẩy piston 15 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 12 đi xuống mở van cung cấp để khí nén đi từ bình chứa (khoang C) đến dòng phanh bánh sau (khoang A). Khí nén ở khoang A qua lỗ thông vào khoang G, đẩy piston 4 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 9 đi xuống, mở van cung cấp để khí nén từ bình chứa (khoang D) đến dòng phanh bánh trước (khoang B) + Trạng thái nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, áp suất khí nén trong khoang A đẩy piston15 đi lên, dưới tác dụng của lò xo 11 đế van 12 đi lên đóng van cung cấp lại, ngăn không cho khí nén từ khoang C truyền sang khoang A. Piston 15 tiếp tục đi lên mở van xả, xả khí nén từ khoang A và dòng phanh sau ra ngoài không khí qua đường E. Khí nén trong khoang G trên piston 4 xả ra không khí qua khoang A. Do lực lò xo 10 và áp lực khí nén bên dưới piston, piston 4 đi lên, tương tự như với dòng phanh sau, đóng van cung cấp khí từ khoang D sang khoang B, mở van xả cho khí nén trong khoang B và dòng phanh trước thoát ra ngoài. + Trạng thái rà phanh – phanh và giữ phanh ở mức độ nhất định: ở dòng phanh sau, áp suất khí nén trong khoang A tác động lên đáy piston 15 cùng với lực lò xo 2 đến khi thắng được lực lò xo 14 sẽ đẩy piston đi lên, đóng van cung cấp lại. áp suất dòng phanh sau (khoang A) duy trì ở một giá trị nhất định, không tiếp tục tăng do không có khí nén cung cấp từ khoang C. Trạng thái cân bằng của piston 15 được thiết lập bởi lực lò xo 14 (lực đạp phanh), lực các lò xo phản hồi và áp suất khí nén trong khoang A. Tương tự như dòng phanh sau, khi áp suất khoang B bên dưới piston 4 tăng lên cùng với lực lò xo 10 đến khi thắng lực do áp suất bên trên piston (áp suất phanh sau) gây nên sẽ đẩy piston 4 đi lên, đóng van cung cấp lại. áp suất dòng phanh trước được duy trì ở giá trị nhất định tương ứng với mức độ phanh. Trạng thái cân bằng được xác lập bởi áp suất bên trên và dưới piston cùng với lực lò xo 10. ở trạng thái cân bằng, lò xo 11 và lò xo 5 đóng các van xả lại, ngăn không cho khí trong các dòng phanh thoát ra ngoài. áp suất dòng phanh sau và dòng phanh trước được giữ ở một mức độ nhất định, tương ứng với áp suất dầu ở trạng thái rà phanh. + Khi dòng phanh trước bị hỏng: Giả sử dòng phanh trước bị hở, khí nén ở dòng phanh sau được ngăn cách với dòng phanh trước bởi piston 4, đảm bảo cho dòng phanh sau vẫn hoạt động bình thường. + Khi dòng phanh sau bị hỏng: Giả sử dòng phanh sau bị hở, không còn áp lực khí nén lên trên piston 4 để đẩy piston 4 đi xuống. Khi tiếp tục đạp phanh, piston 15 đi xuống cho đến khi tiếp xúc với piston 4, đẩy piston 4 đi xuống, đóng van xả và mở van cung cấp, đảm bảo cho dòng phanh trước vẫn hoạt động bình thường. 1.3.3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động van điều khiển thuỷ lực: II M I N Hình 1.4 Kết cấu van điều khiển thuỷ lực Vòng làm kín piston Piston xi lanh khí nén Lò xo hồi vị Thành xi lanh Lỗ thông khí Đầu nối ống dẫn dầu Van điều khiển Van xả khí Xi lanh phanh chính Piston xi lanh phanh chính Nắp Công tắc cảnh báo mòn Cần đẩy Đai ốc Đường khí nén vào (từ van phanh) Đường bổ sung dầu phanh Đường tới xi lanh phanh bánh xe Đường thông khí - Cấu tạo: Gồm 2 cụm chính + Xi lanh chính thuỷ lực (I): Gồm có vỏ, piston 10 và xi lanh 9. Bình chứa chất lỏng cấp vào qua lỗ B nhờ van điều khiển 7. Dầu được dẫn vào lõi piston 10 thông qua một van đóng có dạng tròn, tiết diện hình chữ U và cấp cho xi lanh 9. Từ xi lanh 9 dầu sẽ dẫn đến các xi lanh phanh bánh xe qua lỗ C. Trên vỏ xi lanh 9 có van xả khí. Trên rãnh piston 10 có gioăng tròn làm bằng cao su để tạo kín giữa xi lanh 9 và piston 10. + Buồng tạo áp lực thuỷ lực do khí nén (II): Gồm có buồng 4 dạng hình trụ. Bên trong được chia làm 2 khoang M và N nhờ piston 2. Gioăng cao su 1 hình xuyến nằm bao ngoài piston 2 có tác dụng làm kín. Lò xo cấu trúc dạng trụ 3 tạo khả năng hồi vị cho piston 2. Khoang N có thể thông với khí trời nhờ lỗ thông khí 5 và các màng lọc không khí. Khí nén được cấp từ van phanh kép vào khoang M qua lỗ A. Xi lanh khí nén và xi lanh thuỷ lực được liên kết với nhau thông qua đòn đẩy 13 và cố định với piston 2 nhờ ê cu 14. Để tạo kín giữa buồng khí và buồng dầu, người ta dùng phớt bạc kín kép. Cấu trúc đầu nối giữa hai xi lanh dạng có khe hở. ở dưới buồng 4 người ta bố trí chốt 13.Giữa chốt 13 có rãnh, trên đó tỳ một chốt hình chỏm cầu nối với công tắc 12. Công tắc này dùng để cảnh báo đèn khi mòn má phanh. - Nguyên lý làm việc: + Trạng thái không phanh: Van phanh kép đóng, không cung cấp khí nén vào khoang M do đó áp suất trong khoang M thấp, lực căng của lò xo 3 đẩy piston 2 hết sang trái, khiến thể tích của khoang M đạt nhỏ nhất. Khí trời qua lỗ 5 và lưới lọc điền vào khoang N. Dầu phanh đưa vào lỗ B, qua van một chiều chảy vào buồng xi lanh 9 nhờ một van trụ tiết diện chữ U. Lúc này dầu có áp suất thấp. Van 7 ở trạng thái đóng để tránh lọt khí vào xi lanh 9 + Trạng thái phanh: Khí nén được cấp bởi van phanh điền đầy khoang M qua lỗ A. áp lực của khí nén thắng lực căng của lò xo 3 đẩy piston 2 chuyển dịch sang phải. Lúc này van trụ dạng chữ U bịt đường dầu, không cho dầu lọt vào xi lanh 9 tạo nên buồng kín trong xi lanh 9. Tiếp tục tăng áp lực khí nén, piston 10 dịch chuyển sang phải làm tăng áp lực dầu và cấp cho các xi lanh bánh xe nhờ lỗ C. Dưới áp lực dầu, các guốc phanh được đẩy sát vào trống phanh tiến hành quá trình phanh. + Trạng thái rà phanh: áp suất khí nén không đạt giá trị lớn nhất. áp lực khí nén sẽ cân bằng với lực căng lò xo 3 và áp lực dầu trong xi lanh 9, do đó sẽ giữ nguyên piston của xi lanh thuỷ lực ở một vị trí nhất định tạo nên áp suất dầu ra các xi lanh bánh xe giữ nguyên ở trạng thái rà phanh. + Cơ cấu báo mòn má phanh: Khi má phanh mòn, khe hở giữa má phanh và tang trống lớn, piston của xi lanh thuỷ lực dịch chuyển hết sang phải dưới tác động của piston khí nén, làm cho piston khí nén chạm vào chốt 13 làm trục trượt 11 di chuyển, khiến cho chỏm cầu trượt khỏi rãnh. Khi đó chốt hình chỏm cầu khởi động công tắc điện bật sáng đèn báo mòn má phanh, cần phải điều chỉnh lại. - Ưu điểm: Lực bàn đạp nhỏ do không trực tiếp tạo áp suất dầu, hành trình bàn đạp nhỏ, áp suất dầu có thể đạt đến 180 ữ 240 kG/cm2. Kết cấu gọn, có hai dòng riêng biệt đảm bảo an toàn khi điều khiển. - Nhược điểm: + Có kết cấu phức tạp, giá thành cao. + Chiếm không gian lớn. + Bảo dưỡng, sửa chữa và chuẩn đoán phức tạp. 1.3.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh trước: Hình 1.5 Kết cấu cơ cấu phanh trước Lỗ kiểm tra khe hở Mâm phanh Má phanh Guốc phanh Vít điều chỉnh má phanh Xi lanh công tác Lò xo hồi vị Đệm giữ guốc phanh Đai ốc - Cấu tạo: Đây là cơ cấu phanh dạng tang trống đối xứng nhau qua tâm bánh xe. Xi lanh điều khiển guốc phanh là loại thuỷ lực. Đầu tựa dưới của guốc phanh có hình dạng cong, do đó có khả năng tự lựa, đảm bảo cho các má phanh tiếp xúc và mòn đều trong quá trình sử dụng. Guốc phanh được các lò xo hồi vị kẹp chặt giữ cho 2 má phanh ở kích thước nhỏ nhất. Má phanh được tán trên bề mặt guốc phanh bằng đinh tán. Guốc phanh được định vị trên mâm phanh bằng các đệm 8 và đai ốc 9. Cơ cấu định vị này chạy trên một rãnh tròn có kích thước lớn hơn đường kính của đai ốc 9, tâm rãnh là đầu tựa của guốc phanh, bán kính bằng khoảng cách từ đầu tựa đến đai ốc 9. Các đầu của guốc phanh được tì lên các rãnh trên xi lanh công tác đảm bảo cho guốc phanh không bị xê dịch theo phương trục của bánh xe. Vít 5 điều chỉnh má phanh, có hình dạng hoa khế, trên rãnh có tì lên bởi một lẫy chống tự xoay. Khe hở giữa má phanh và tang trống được điều chỉnh bằng cách xoay vít 5 cho má phanh ép sát vào tang trống cho đến khi không xoay được nữa thì xoay ngược lại khoảng 2 rãnh, nhận biết nhờ tiếng động của lẫy tì trên vít 5. - Nguyên lý làm việc: + Khi không phanh: Dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các má phanh được giữ chặt không cho bung về phía trống phanh. + Khi phanh: áp suất dầu trong xi lanh tăng tạo áp lực trên piston đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh. Khi các má phanh đã tiếp xúc với trống phanh, áp lực dầu tăng cao tạo nên mô men phanh hãm bánh xe lại. + Khi thôi phanh: lò xo 7 kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, đường dầu trở về xi lanh chính, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc. - Ưu điểm: Do cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua tâm nên khi xe chuyển động tiến, cả 2 má phanh đều là má xiết, đạt hiệu quả phanh cao. Guốc phanh trước và guốc phanh sau làm việc như nhau nên 2 má phanh mòn đều trong quá trình sử dụng. - Nhược điểm: Khi xe lùi các guốc phanh làm việc giống guốc sau của cơ cấu phanh 1 xi lanh bố trí đối xứng trục, vì vậy mà hiệu quả phanh khi xe lùi sẽ giảm đi đáng kể, thấp hơn 2 lần khi xe tiến. Tuy nhiên khi xe lùi vận tốc thường nhỏ, do đó vẫn đảm bảo mô men phanh cần thiết. 1.3.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh sau: Hình 1.6 Kết cấu cơ cấu phanh sau Guốc phanh Má phanh Xi lanh công tác Mâm phanh Lỗ kiểm tra khe hở Đệm giữ guốc phanh Đai ốc Lò xo hồi vị Cơ cấu phanh sau có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tương tự như của cơ cấu phanh trước. Tuy nhiên do mô men phanh cầu sau lớn hơn cầu trước nên xi lanh công tác, guốc phanh và chiều rộng má phanh cơ cấu phanh sau lớn hơn của cơ cấu phanh trước. Ngoài ra, khi cần kiểm tra khe hở giữa má phanh và tang trống, người ta đưa thước lá vào lỗ 5 để đo khe hở. Khe hở giữa má phanh và trống phanh ở vị trí cách đầu trên của má phanh 30 mm bằng 0,25 mm và cách đầu dưới của má phanh 25 mm bằng 0,12 mm. chương ii tiêu chuẩn ece cơ sở lý luận và phương pháp tính 2.1. Các thông số của xe Hino FF3H sau khi đã thay đổi: Các thông số của xe HINO FF 3H: Chiều dài cơ sở : 6,250 (m) Tải trọng cầu trước : 25850 (N) Tải trọng cầu sau : 18950 (N) Chiều cao trọng tâm xe sát xi : 0,794 (m) Trọng lượng thùng hàng : 22400 (N) Chiều dài thùng hàng : 7,7 (m) Chiều cao thùng hàng : 0,45 (m) Chiều cao trọng tâm thùng hàng : 1,350 (m) Khoảng cách đuôi thùng hàng đến tâm cầu sau : 2,61 (m) Trọng lượng hàng hoá : 75000 (N) Các kích thước cột điện: Đường kính đầu nhỏ : 440 (mm) Đường kính đầu to : 690 (mm) Hình 2.1 Xe chở cột điện Từ đó tính được toạ độ trọng tâm: Khi xe không tải: Trọng lượng xe: G0 = 6720 (kG). Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: a0 = 3,4325 (m). Chiều cao trọng tâm xe: hg0 = 0,9793 (m). Khi xe đầy tải: Trọng lượng xe: Gtt = 14220 (kG). Khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước: att = 4,4333 (m). Chiều cao trọng tâm xe: hgtt = 1,5978 (m). 2.2. tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán: ECE là tiêu chuẩn chung của Châu Âu trong đó ECE R-13 là tiêu chuẩn cho hệ thống phanh. Vấn đề phân chia lại lực phanh đối với xe không trang bị ABS được nói riêng trong phụ lục 10. ở đây ta chỉ đề cập đến mục 2 của phụ lục 10 dùng cho xe 2 cầu. Với xe 2 cầu: Với tất cả các loại ôtô thì giá trị hệ số bám j ẻ 0,2á0,8 phải thoả mãn điều kiện: x ³ 0,10 + 0,85(j - 0,2) Trong đó: x: gia tốc đơn vị (x = [-]). g: gia tốc trọng trường (g=10 ). 2.2.1. Đối với tất cả mọi chế độ tải trọng của ôtô (kiểm tra từ chế độ không tải đến chế độ đầy tải của xe) hệ số tận dụng trọng lượng bám ở cầu trước phải lớn hơn ở cầu sau h1 > h2. 2.2.2. Cho loại ôtô N1(xe con trên 8 chỗ, xe tải và xe chở người). - Với mọi cách phân chia lực phanh nằm trong vùng 0,15 á 0,5 của hệ số bám: h1 > h2. - Nếu thoả mãn điều kiện sau đây: x = 0,15 á 0,3: h1,h2 không được vượt ra ngoài đường j = x ± 0,08. x = 0,3 á 0,5: h1,h2 không được vượt quá đường j = x + 0,08. x = 0,5 á 0,61: h1,h2 không được vượt quá đường j = (x - 0,21)/0,5. thì cũng được chấp nhận j = j = j = x j = x +0,08 j = x -0,08 Hình 2.2 Đồ thị các đường tiêu chuẩn đối với xe N1 2.2.3. Quan hệ giữa lực phanh, trọng lượng bám, hệ số bám. G: Trọng lượng ôtô (N). G/g: Khối lượng ôtô (kg). Xác định tải trọng thẳng đứng: (2.1) (2.2) Hình 2.3 Sơ đồ các lực tác dụng lên ô tô trong quá trình phanh Z1, Z2 biến đổi phụ thuộc b/L, a/L, j , hg/L. Ký hiệu x=a/L; b/L = 1- x; y = hg/L (2.3) (Gia tốc phanh đơn vị) (2.4) : Chiều dài đơn vị của cầu trước. : Chiều cao trọng tâm Từ (2.1), (2.2) (2.5) (2.6) 2.2.4. Lực phanh tính theo lý thuyết và vấn đề hiệu quả phanh. Sự phân chia lực phanh phải thoả mãn điều kiện ECE theo Châu Âu (i) là tỉ số phân chia lực phanh cho xe 2 cầu tính bằng công thức: (2.7) Lực phanh theo lý thuyết: (2.8) (2.9) Lực phanh là max trên xe theo lý thuyết: (2.10) (2.11) Vậy xe đi ở trên đường thông thường j max = 0,8 á 1, khi tính ở