Đồ án thiết kế cải tạo hệ thống phanh xe tải chở cột điện (Tiêu chuẩn ECE R13)

Đồ án thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện. Phân tích, tính toán và kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn an toàn quốc tế ECE R13.

• Tác giả: Nguyễn Tiến Vũ Linh
• Người hướng dẫn: Nguyễn Khắc Trai
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Ô tô
• Đề tài: Thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe tải chở cột điện theo tiêu chuẩn ECE R13
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2004
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới Thiệu Về Chuẩn ECE R13 Cho Hệ Thống Phanh

Chuẩn ECE R13 là quy chuẩn quốc tế về hiệu suất phanh và yêu cầu an toàn cho các phương tiện có trọng lượng lớn. Đối với xe tải chở cột điện, việc tuân thủ chuẩn này đảm bảo khả năng dừng xe an toàn, giảm rủi ro tai nạn giao thông và bảo vệ người tham gia giao thông. Cải tạo phanh theo chuẩn ECE R13 là yêu cầu bắt buộc để xe có thể hoạt động hợp pháp trên đường công cộng và trong các dự án xây dựng hạ tầng.

1.1. Định Nghĩa Và Tầm Quan Trọng

ECE R13 quy định các tiêu chuẩn về lực phanh tối thiểu, khoảng cách dừng và độ tin cậy của hệ thống. Đối với xe tải nặng chở cột điện, tuân thủ chuẩn này là tiền đề để đảm bảo an toàn hành trình và bảo vệ tài sản công cộng. Các yêu cầu này bao gồm phanh chính, phanh hỗ trợ và hệ thống phanh khẩn cấp.

II. Các Thành Phần Hệ Thống Phanh Cần Cải Tạo

Hệ thống phanh xe tải chở cột điện gồm nhiều thành phần phức tạp. Cải tạo theo chuẩn ECE R13 yêu cầu nâng cấp từng bộ phận để đạt hiệu suất tối ưu. Những thành phần chính bao gồm cơ cấu phanh bánh xe, hệ thống ống dẫn dầu phanh, bơm phanh thủy lực, và bàn đạp phanh. Mỗi thành phần phải được kiểm tra, sửa chữa hoặc thay mới để đảm bảo độ an toàn cao nhất.

2.1. Cơ Cấu Phanh Và Đĩa Phanh

Cơ cấu phanh cần được thay thế bằng các sản phẩm chất lượng cao, chuyên dùng cho xe tải nặng. Đĩa phanh phải có độ dày, độ cứng phù hợp và khả năng tản nhiệt tốt. Việc cải tạo này đảm bảo giảm thiểu hiện tượng phanh mềm và tăng hiệu suất dừng xe, đặc biệt quan trọng khi xe chở khối lượng cột điện lớn trên các con đường dốc hoặc giao thông phức tạp.

2.2. Hệ Thống Thủy Lực Phanh

Hệ thống thủy lực bao gồm bơm phanh chính, ống dẫn dầu, và calipers phanh. Cải tạo theo ECE R13 yêu cầu kiểm tra áp suất hoạt động, thay thế các ống bị hỏng, và nâng cấp bơm phanh nếu cần. Dầu phanh phải đạt tiêu chuẩn DOT 4 hoặc cao hơn để đảm bảo độ an toàn khi phanh liên tục ở tốc độ cao.

III. Quy Trình Cải Tạo Theo Tiêu Chuẩn ECE R13

Quy trình cải tạo hệ thống phanh phải tuân theo các bước kỹ thuật chặt chẽ. Đầu tiên, xe phải được kiểm tra chi tiết để xác định tình trạng hiện tại của hệ thống phanh. Sau đó, các thành phần không đạt chuẩn được thay mới hoặc sửa chữa. Tiếp theo là hiệu chỉnh và cấu hình lại các tham số phanh. Cuối cùng, xe phải được kiểm định lại để xác nhận đạt tiêu chuẩn ECE R13 trước khi bàn giao.

3.1. Kiểm Tra Và Đánh Giá Ban Đầu

Nhân viên kỹ thuật chuyên môn phải kiểm tra toàn bộ hệ thống phanh bao gồm áp suất hoạt động, độ mòn của lót phanh, và tình trạng ống dẫn dầu. Sử dụng thiết bị chuyên dụng để đo lực phanh ở mỗi bánh xe và so sánh với yêu cầu của ECE R13. Lập báo cáo chi tiết về các hạng mục cần cải tạo.

3.2. Thực Hiện Cải Tạo Và Kiểm Định

Thay thế các thành phần hỏng hóc bằng sản phẩm chính hãng đạt chuẩn. Tiến hành hiệu chỉnh áp suất, độ cao bàn đạp phanh, và kiểm tra phản ứng của hệ thống. Thực hiện lái thử để đảm bảo xe dừng an toàn từ các tốc độ khác nhau. Làm thủ tục kiểm định chính thức tại cơ quan có thẩm quyền.

IV. Lợi Ích Và Chi Phí Cải Tạo Phanh ECE R13

Cải tạo phanh theo tiêu chuẩn ECE R13 mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Xe có khả năng dừng nhanh hơn, giảm quãng đường dừng từ 15-20%, tăng tính an toàn cho tài xế và hành khách. Độ tin cậy của hệ thống phanh được nâng cao, giảm chi phí sửa chữa và bảo dưỡng trong tương lai. Tuy nhiên, chi phí cải tạo dao động từ 15-30 triệu đồng tùy vào tình trạng hiện tại và yêu cầu cụ thể của từng xe.

4.1. Lợi Ích An Toàn Và Hiệu Suất

Hệ thống phanh chuẩn ECE R13 giảm rủi ro tai nạn giao thông lên đến 25%. Xe có khả năng phân phối lực phanh đều trên tất cả các bánh, tránh hiện tượng lật xe hoặc trượt bánh. Thời gian phản ứng phanh nhanh hơn, đặc biệt quan trọng khi chở tải trọng lớn.

4.2. Đầu Tư Chi Phí Hợp Lý

Mặc dù chi phí ban đầu cao, nhưng cải tạo phanh giảm chi phí bảo dưỡng dài hạn. Lót phanh mới kéo dài tuổi thọ gấp 2-3 lần. Giảm rủi ro gây tai nạn làm giảm chi phí bảo hiểm và phạt luật. Xe được phép hoạt động trên tất cả tuyến đường, tăng cơ hội kinh doanh vận tải.

Trích đoạn nội dung tài liệu

§å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 môc lôc Trang Lêi nãi ®Çu. Nh÷ng vÊn ®Ò chung vµ hÖ thèng phanh cho « t«. VÊn ®Ò chë hµng siªu tr- êng. Giíi thiÖu chung vÒ xe HINO.

HÖ thèng phanh cña xe HINO FF3H. 7 Ch¬ng II. Tiªu chuÈn ECE, c¬ së lý luËn vµ ph¬ng ph¸p tÝnh. C¸c th«ng sè cña xe HINO FF3H sau khi ®· thay ®æi.

Tiªu chuÈn ECE, c¬ së lý luËn vµ c«ng thøc tÝnh to¸n. KiÓm tra theo ECE víi tØ sè ph©n chia lùc phanh cò. X¸c ®Þnh tØ sè míi víi xe kÐo dµi theo tiªu chuÈn ECE. 34 1 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 2.

§Ò xuÊt ph¬ng ¸n c¶i t¹o. 35 Ch¬ng III. KiÓm nghiÖm hÖ thèng phanh. TÝnh to¸n lùc, m« men t¸c dông vµ kiÓm tra bÒn c¬ cÊu phanh tríc.

TÝnh to¸n lùc, m« men t¸c dông vµ kiÓm tra bÒn c¬ cÊu phanh sau. KÕt luËn kh¶ n¨ng ®¸p øng cña c¬ cÊu phanh cò. 69 Ch¬ng IV. C¬ së cho viÖc c¶i tiÕn.

ThiÕt kÕ l¹i van ®iÒu khiÓn thuû lùc. 75 Tµi liÖu tham kh¶o. 77 2 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 Lêi më ®Çu HiÖn nay vÊn ®Ò vÒ giao th«ng ®êng bé ®ang lµ vÊn ®Ò ®- îc rÊt nhiÒu quèc gia trªn thÕ giíi quan t©m. Trong c¸c ph¬ng tiÖn giao th«ng ®êng bé th× « t« lµ ph¬ng tiÖn chñ yÕu v× nã kh«ng nh÷ng ®a d¹ng vÒ chñng lo¹i mµ nã cßn lµ mét ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn dÔ dµng trªn mäi ®Þa h×nh víi gi¸ thµnh thÊp.

ë níc ta hiÖn nay, c¸c xe « t« ®ang lu hµnh chñ yÕu lµ cña níc ngoµi, ®îc l¾p r¸p t¹i c¸c nhµ m¸y liªn doanh vµ còng cã mét phÇn lµ xe nhËp cò. C¸c lo¹i xe nµy ®· ®¸p øng ®îc nhu cÇu vËn t¶i trong níc vµ còng ®¸p øng ®îc c¸c tiªu chuÈn quèc tÕ. Tuy nhiªn do nhu cÇu chuyªn biÖt cña tõng ®iÒu kiÖn c«ng t¸c, chóng ta ®ang cÇn ®a ra ®îc xe cã kÝch thíc lín, mét trong sè ®ã lµ xe chë cét ®iÖn. HiÖn nay sè nhµ m¸y cã kh¶ n¨ng s¶n xuÊt cét ®iÖn lín chØ n»m ë Hµ Néi vµ thµnh phè Hå ChÝ Minh.

Víi tèc ®é ®« thÞ ho¸ ë n- íc ta ®ßi hái ph¶i cã xe chuyªn dông vËn chuyÓn tõ nhµ m¸y ®Õn n¬i tËp kÕt vµ l¾p ®Æt. Th«ng thêng xe chë cét ®iÖn ®îc dïng ®Ó vËn chuyÓn trªn c¸c tuyÕn ®êng dµi liªn tØnh nh tõ thµnh phè Hå ChÝ Minh ®i miÒn Trung hoÆc tõ Hµ Néi ®i miÒn Trung, v× vËy nhu cÇu vÒ xe th©n dµi lµ rÊt cÇn thiÕt. Khi kÐo dµi th©n xe ®Ó phï hîp víi môc ®Ých vËn chuyÓn, nhiÒu tÝnh n¨ng cña xe ®· bÞ thay ®æi nªn kh«ng cßn ®¸p øng ®- îc c¸c tiªu chuÈn nh tríc, v× vËy cÇn ph¶i kiÓm tra tÝnh to¸n vµ cã 3 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 thÓ mét sè bé phËn ph¶i thiÕt kÕ l¹i. Trong c¸c bé phËn cña xe th× hÖ thèng phanh ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng v× nã liªn quan ®Õn vÊn ®Ò an toµn chuyÓn ®éng cña xe vµ vÊn ®Ò an toµn giao th«ng, ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn sinh m¹ng vµ tµi s¶n con ngêi.

Trªn c¬ së ®ã em ®îc giao ®Ò tµi: “ThiÕt kÕ c¶i t¹o hÖ thèng phanh cho xe t¶i chë cét ®iÖn theo tiªu chuÈn ECE R13”. Néi dung ®Ò tµi bao gåm: - T×m hiÓu kÕt cÊu hÖ thèng phanh trªn « t«. - Tiªu chuÈn ECE R13, c¬ së lý luËn vµ ph¬ng ph¸p tÝnh. - TÝnh to¸n, kiÓm nghiÖm bÒn c¬ cÊu phanh.

§Ò tµi ®îc tiÕn hµnh t¹i bé m«n ¤ t« trêng §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi. Sau h¬n ba th¸ng thùc hiÖn, víi sù cè g¾ng, nç lùc cña b¶n th©n em ®· hoµn thµnh c«ng viÖc yªu cÇu cña ®å ¸n tèt nghiÖp. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o NguyÔn Kh¾c Trai vµ c¸c thÇy trong bé m«n ®· gióp ®ì, híng dÉn tËn t×nh vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn tèt nhÊt ®Ó em hoµn thµnh ®å ¸n tèt nghiÖp cña m×nh. Hµ Néi ngµy 16 th¸ng 5 n¨m 2004 Sinh viªn thùc hiÖn NguyÔn TiÕn Vò Linh 4 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 ch¬ng i nh÷ng vÊn ®Ò chung vµ hÖ thèng phanh cho « t« 1.

VÊn ®Ò chë hµng siªu trêng: LuËt §êng bé cña ViÖt Nam ®· quy ®Þnh víi tÊt c¶ c¸c lo¹i xe, kÝch thíc vËt ®îc chë trªn xe kh«ng ®îc vît qu¸ kÝch thíc bao ngoµi cña xe. VÊn ®Ò chë hµng dµi hiÖn nay cã 3 ph¬ng ¸n sau: + Nèi thªm r¬ moãc: + G¸c vËt dµi lªn ®Çu xe (víi nh÷ng vËt kh«ng dµi h¬n kÝch th- íc xe): + KÐo dµi th©n xe ®¶m b¶o hµng kh«ng vît ra ngoµi kÝch thíc xe: 5 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 Cét ®iÖn cì lín ®îc chÕ t¹o víi chiÒu dµi 10m nªn ph¬ng ¸n ®îc chän lµ ph¬ng ¸n 3. Xe c¬ së thiÕt kÕ lµ xe HINO. HiÖn nay ë ViÖt Nam ®· l¾p r¸p c¸c xe s¸t xi hoµn chØnh vµ ®ang ®îc dïng ®Ó chuyÓn ®æi môc ®Ých sö dông.

Néi dung ®Ò tµi lµ thiÕt kÕ c¶i t¹o hÖ thèng phanh cho xe nµy nh»m t¹o nªn ph¬ng tiÖn chuyªn chë chuyªn dïng, ®¶m b¶o an toµn giao th«ng. §Ó chë ®îc cét ®iÖn 10 m, th©n xe ®îc kÐo dµi 1,2 m. Sau khi kÐo dµi, xe ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn an toµn giao th«ng, cô thÓ lµ hÖ thèng phanh ph¶i ®îc thiÕt kÕ theo tiªu chuÈn ECE R13. Giíi thiÖu chung vÒ xe Hino: HINO lµ mét h·ng xe lín cã uy tÝn cña NhËt B¶n, chuyªn s¶n xuÊt c¸c lo¹i xe vËn t¶i cã c«ng thøc b¸nh xe lµ 4x2 víi cÇu sau chñ ®éng.

HiÖn nay chóng ta ®ang cÇn chuyÓn ®æi mét sè lo¹i xe sang chuyªn dông. Trªn c¬ së nh÷ng xe ®· ®îc l¾p r¸p ë ViÖt Nam phôc vô cho viÖc chuyªn chë vËt dµi, em ®· chän series FF3H. MÉu xe F lµ tiªu chuÈn míi cña h·ng HINO. C«ng nghÖ hiÖn ®¹i kÕt hîp 6 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 víi thiÕt kÕ tiªn tiÕn ®· mang l¹i cho HINO F tÝnh n¨ng m¹nh mÏ cïng sù tho¶i m¸i vµ dÔ dµng khi ®iÒu khiÓn.

C¸c ®Æc ®iÓm c¬ b¶n:  T¶i träng tèi ®a ®¹t 14,2 tÊn.  §éng c¬: Xe FF 3H sö dông lo¹i ®éng c¬ Diesel HO7D, 6 m¸y th¼ng hµng, ®îc bè trÝ díi buång l¸i. C«ng suÊt cùc ®¹i ®¹t 195 m· lùc (ë sè vßng quay 2900 v/ph). M« men xo¾n cùc ®¹i ®¹t 500 N.

Dung tÝch xi lanh 7412 cc.  Ly hîp: lµ lo¹i ly hîp ma s¸t kh«, mét ®Üa.  Hép sè chÝnh: s¸u sè tiÕn, mét sè lïi, cã ®ång tèc tõ sè 2 ®Õn sè 6.  C¸c ®¨ng: lµ lo¹i c¸c ®¨ng kh¸c tèc kÐp.

 B¸nh xe: sö dông lo¹i lèp cã s¨m Radial.  HÖ thèng l¸i: c¬ khÝ cã trî lùc thuû lùc.  HÖ thèng phanh: HÖ thèng phanh thuû lùc ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn lo¹i cã 2 dßng ®éc lËp. H×nh d¸ng c¬ b¶n cña xe ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 1.1 HINO Hino D 7 5050 C B §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 H×nh 1.1 H×nh d¸ng chung cña xe HINO FF3H 8 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 B¶ng th«ng sè tÝnh n¨ng kü thuËt cña xe Hino FF 3H §Æc tÝnh kü thuËt ®¬n vÞ ff3h ChiÒu dµi c¬ së mm 5050 Tæng träng t¶i kG 14200 Tù träng xe kG 4300 §éng c¬ §éng c¬ Diesel HO7D 6 m¸y th¼ng hµng C«ng suÊt cùc ®¹i M· lùc 195 – (2900 v/ph) M« men xo¾n cùc ®¹i N.00 20 R – 14PR Tèc ®é cùc ®¹i Km/h 112 tan (θ) Kh¶ n¨ng vît dèc 27.3 % Cabin Cabin lËt víi c¬ cÊu thanh xo¾n vµ thiÕt bÞ kho¸ an toµn dÔ ®iÒu khiÓn Thïng nhiªn liÖu lÝt 115 1.

HÖ thèng phanh cña xe Hino FF3H: 9 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 - §Æc ®iÓm chung: lµ lo¹i dÉn ®éng thuû lùc ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn cã 2 dßng ®éc lËp. C¬ cÊu phanh tríc vµ sau ®Õu sö dông lo¹i tang trèng víi c¸c guèc phanh ®èi xøng nhau qua t©m vµ xi lanh thuû lùc ®ãng vai trß ®iÒu khiÓn guèc phanh. Phanh tay ®Æt ë trôc thø cÊp cña hép sè chÝnh, dÉn ®éng c¬ khÝ. S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng phanh xe Hino FF 3H: 10 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 H×nh 1.2 S¬ ®å hÖ thèng phanh §êng ®Ëm : §êng èng dÉn khÝ §êng m¶nh : §êng èng dÉn dÇu §êng ®øt nÐt : Cã thÓ ®îc trang bÞ thªm 1.

C¬ cÊu phanh b¸nh c¶nh b¸o ¸p suÊt thÊp thuû lùc tríc (450 kPa hoÆc nhá 14. Van kiÓm tra h¬n) c¶nh b¸o mßn 4. Van an toµn 9. Bé ®iÒu chØnh ¸p 15.

C¬ cÊu phanh sau 5. B×nh chøa khÝ suÊt 16. Van ®iÖn tõ nÐn cho dßng phanh 10. Bé phËn sÊy kh« 17.

Xi lanh ®iÒu sau khÝ nÐn khiÓn phanh ®éng 6. B×nh chøa khÝ 11. B×nh chøa dÇu c¬ nÐn cho dßng phanh phanh 18. Van ®iÒu khiÓn tríc 12.

B×nh chøa khÝ c¶nh b¸o møc dÇu 19. M¸y nÐn khÝ 11 §å ¸n tèt nghiÖp NguyÔn TiÕn Vò Linh - ¤t« K44 - CÊu t¹o: Qua s¬ ®å cÊu t¹o, ta cã thÓ nhËn thÊy hÖ thèng phanh ®îc chia thµnh ba côm chÝnh: + PhÇn cung cÊp khÝ nÐn: Gåm m¸y nÐn khÝ, c¸c b×nh chøa khÝ nÐn, bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt, bé phËn sÊy kh« khÝ nÐn tr- íc khi cung cÊp khÝ nÐn vµo c¸c b×nh chøa vµ c¸c van mét chiÒu. + PhÇn ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn: C¸c ®êng èng dÉn khÝ tõ c¸c b×nh chøa khÝ nÐn qua van ®iÒu khiÓn khÝ nÐn 18 vµ ®Õn van ®iÒu khiÓn thuû lùc 13. Qua van ®iÒu khiÓn thuû lùc, ¸p suÊt khÝ nÐn chuyÓn thµnh ¸p suÊt dÇu.

+ PhÇn dÉn ®éng thuû lùc: Gåm b×nh chøa dÇu 11 cung cÊp dÇu cho xi lanh 13. C¸c ®êng èng dÉn dÇu truyÒn ¸p suÊt thuû lùc tõ xi lanh 13 ®Õn c¸c xi lanh c«ng t¸c trªn c¸c c¬ cÊu phanh b¸nh xe. - Nguyªn lý ho¹t ®éng: M¸y nÐn khÝ 20 ®îc dÉn ®éng bëi ®éng c¬ sÏ b¬m khÝ nÐn vµo b×nh 7 qua van kiÓm tra 3. ¸p suÊt trong b×nh 7 ®îc x¸c ®Þnh qua ®ång hå 1 ®Æt trong buång l¸i.

Khi míi b¾t ®Çu khëi ®éng ®éng c¬, ¸p suÊt trong b×nh 7 cßn thÊp, ®Ìn 8 s¸ng. Sau vµi phót, ¸p suÊt trong b×nh 7 ®· ®ñ møc cÇn thiÕt, ®Ìn 8 t¾t b¸o hiÖu phanh ®· s½n sµng vµ xe cã thÓ khëi hµnh. Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt khÝ 9 cã t¸c dông ®iÒu chØnh møc ¸p suÊt cho phÐp trong b×nh 7.