LỜI MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Sự phát triển lớn mạnh của tất cả các ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa và hành khách. Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng hoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ô tô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hóa và hành khách, đồng thời ô tô đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Hiện nay, ở nước ta số lượng ô tô đang phát triển cùng với sự phát triển của nền kinh tế, mật độ xe tham gia giao thông trên đường ngày càng cao.
Do mật độ ô tô tham gia giao thông trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao. Cho nên vấn đề tai nạn giao thông là vấn đề cấp thiết hàng đầu mà luôn cần phải quan tâm. Các nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông, thì tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên. Chính vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Vì vậy em chọn đề tài: " Nghiên cứu thiết kế, kiểm nghiệm động lực học hệ thống phanh thủy lực cho phương tiện giao thông " Công việc thiết kế hệ thống phanh bao gồm các phần sau: - Bước 1: Tìm hiểu hệ thống phanh trên một số loại ô tô phổ biến hiện nay - Bước 2: Tính toán lực phanh và các lực tác động trong quá trình phanh xe - Bước 3: Thiết kế hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh (bơm, van, cơ cấu chấp hành, van an toàn, đường ống) - Bước 4: Mô phỏng và kiểm nghiệm động lực học hệ thống thủy lực. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu a. Mục đích nghiên cứu - Đưa ra đặc điểm kết cấu của hệ thống phanh và phân tích nguyên lý làm việc của các hệ thống phanh thường dùng trên ô tô - Xác định các lực phanh sinh ra trong quá trình phanh xe để đánh giá an toàn của hệ thống phanh 1 b. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống phanh thủy lực trên ô tô con có trang bị hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo và mô phỏng hệ thống thủy lực 3. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu a. Nội dung - Nghiên cứu tổng quan hệ thống phanh thường dùng trên ô tô, phân tích các lực phanh sinh ra trong quá trình phanh. - Nghiên cứu, thiết kế hệ thống thủy lực cho hệ thống phanh trên ô tô b.
Phƣơng pháp nghiên cứu Phân tích, tổng hợp kết quả thu được và nhận xét, đánh giá 2 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh giữ vai trò quan trọng nhất đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô, nó cho phép người lái giảm tốc độ của xe cho đến khi dừng hẳn hoặc giảm đến một tốc độ nào đó, giữ cho xe cố định khi dừng đỗ. Qua đó, nâng cao được vận tốc trung bình và năng suất vận chuyển của ô tô. Công dụng - Hệ thống phanh ô tô được dùng để giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó, nghĩa là điều khiển tốc độ ô tô theo chiều giảm.
Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hoặc trên các mặt đường ngang với thời gian không hạn chế. Với các máy kéo xích, hệ thống phanh còn phối hợp với bộ phận chuyển hướng, tham gia làm nhiệm vụ điều khiển và quay vòng máy kéo. - Ðối với ô tô, hệ thống phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô - máy kéo chuyển động an toàn trong mọi chế độ làm việc và nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của xe. Yêu cầu Hệ thống phanh chính cần đảm bảo các yêu cầu chính sau: - Ðảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô - máy kéo khi phanh.
- Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ. - Giữ cho ô tô - máy kéo đứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế. - Làm việc bền vững, tin cậy. - Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa. - Không có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng. 3 - Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng. - Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ôtô - máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh, là: Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân. Phanh dự trữ: Dùng để phanh ô tô - máy kéo trong trường hợp phanh chính bị hỏng. Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ ô tô - máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc.
Phanh này thường được điều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay.1 : Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép ô tô lưu hành trên đường [1] Quãng đường Gia tốc chậm dần Stt Chủng loại ô tô phanh ổn định Sp [ m ] ( ) Jp [ m/s ] ( ) Ô tô du lịch và các loại ô tô khác 1 thiết kế trên cơ sở ô tô du lịch 7,2 5,8 Ô tô vận tải trọng lượng toàn bộ 2 8 tấn và ô tô khách có chiều dài 9,5 5,0 toàn bộ 7,5 m Ô tô vận tải hoặc đoàn ô tô có 3 trọng lượng toàn bộ > 8 tấn và ô tô 11 4,2 khách có chiều dài toàn bộ > 7,5 m Tiêu chuẩn trình bày ở bảng 1-1 trên được cho ứng với chế độ thử: Ô tô không tải, chạy trên đường nhựa khô, nằm ngang. Vận tốc bắt đầu phanh là 30 [Km/h] (8,33 [m/s]).2: Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính (Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ) Tốc độ Stt trước Lực tác Dạng Quãng Gia tốc Chủng loại ô tô khi dụng lên thử đường chậm dần phanh bàn đạp phanh ổn định Vo Pbđ [ N ] Sp [ m ] J p [ m/g ] [Km/h] ( ) ( ) ( ) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Ô tô du lịch và O 43,2 7,0 1 Microbuys với số chỗ 80 500 I 54,0 5,4 ngồi 8 II 57,5 5,0 Ô tô buýt > 8 chỗ O 25,8 7,0 2 ngồi và trọng lượng 60 700 I 32,3 5,3 toàn bộ 5 tấn II 34,3 4,9 Ô tô buýt với trọng O 32,1 6,0 3 lượng toàn bộ > 5 tấn 60 700 I 40,1 4,5 II 42,7 4,1 Ô tô tải với trọng O 44,8 5,5 4 lượng toàn bộ < 3,5 70 700 I 56,0 4,1 tấn II 59,6 3,8 Ô tô tải với trọng O 25,0 5,5 5 lượng toàn bộ từ 3,5 50 700 I 31,3 4,0 tấn 12 tấn II 33,3 3,7 Ô tô tải với trọng O 17,2 5,5 6 lượng > 12 tấn 40 700 I 21,5 4,0 II 22,9 3,6 Đoàn ô tô với tải O 26,5 5,5 trọng toàn bộ từ 3,5 50 700 I 33,1 4,0 7 tấn 12 tấn II 35,2 3,7 Đoàn ô tô với trọng O 18,4 5,5 lượng toàn bộ > 12 40 700 I 23,0 3,9 8 tấn II 24,5 3,6 5 Bảng 1. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh dự trữ (tiêu chuẩn Liên Xô cũ) Tốc độ Lực tác dụng lên Quãng Gia tốc trước bàn đạp Pbđ [ N ] đường chậm dần Stt Chủng loại ô tô khi thử ( ) phanh ổn định Vo Sp [ m ] Jp [ m/s2 ] Tay đòn Bàn đạp [Km/h] ( ) ( ) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Ô tô du lịch và 1 Microbuys với số 80 400 500 90,1 3,0 chỗ ngồi 8 Ô tô buýt > 8 chỗ ngồi và trọng 60 600 700 52,2 3,0 2 lượng toàn bộ 5 tấn Ô tô buýt với 3 trọng lượng toàn 60 600 700 52,2 3,0 bộ > 5 tấn Ô tô tải với trọng 4 lượng toàn bộ < 70 600 700 79,0 2,8 3,5 tấn Ô tô tải với trọng 5 lượng toàn bộ từ 50 600 700 42,5 2,8 3,5 tấn 12 tấn Ô tô tải với trọng 40 600 700 28,4 2,8 6 lượng > 12 tấn Đoàn ô tô với tải 7 trọng toàn bộ từ 50 600 700 44,0 2,8 3,5 tấn 12 tấn Đoàn ô tô với 8 trọng lượng toàn 40 600 700 29,6 2,8 bộ > 12 tấn Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng ba dạng thử khác nhau là. 6 Thử " O ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh còn nguội và thường tiến hành hai trường hợp: động cơ được tách và không tách ra khỏi hệ thống truyền lực.
Thử " I ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh đã làm việc nóng lên. Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:. Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên. Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh.
Thử " II ": Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ô tô, máy kéo chuyển động xuống dốc dài. Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiện các chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 [m/s2] đối với ô tô khách và 2,8 [m/s2] đối với ô tô tải. Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra. Khi thử ( theo cả hai chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc ) phanh dừng cần phải giữ được ô tô- máy kéo chở đầy tải và động cơ tách ra khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%.