Tải Full đồ án thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn Hyundai (File Word + CAD)

Tải full đồ án thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn (Hyundai). Tài liệu gồm file Word thuyết minh và bản vẽ CAD chi tiết, đầy đủ nhất.

• Chuyên ngành: Kỹ thuật Ô tô
• Đề tài: Đồ án thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn (Có CAD)
• Loại tài liệu: Đồ án

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ thống phanh xe tải 11 tấn

Hệ thống phanh xe tải 11 tấn là một trong những bộ phận quan trọng nhất đảm bảo an toàn chủ động của phương tiện. Hệ thống này có chức năng dừng hẳn sự chuyển động của xe tải hoặc giảm bớt tốc độ khi đang chuyển động, đồng thời giữ xe dừng được trên các đoạn đường có độ dốc nhất định. Thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo hiệu quả phanh cao với quãng đường phanh ngắn, thời gian phanh tối thiểu và gia tốc chậm dần ổn định. Chất lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng rất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của xe tải và tránh những tai nạn xảy ra trên đường. Đồ án thiết kế này tập trung vào phân tích kết cấu, tính toán cơ cấu phanh và dẫn động phanh để đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ cao nhất.

1.1. Công dụng và phân loại hệ thống phanh

Công dụng chính của hệ thống phanh là làm dừng hoặc giảm tốc độ xe tải. Hệ thống được chia thành: phanh chân (phanh chính) và phanh tay (phanh phụ). Theo vị trí cơ cấu phanh: phanh bánh xe và phanh trục truyền động. Theo kết cấu: phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa. Theo dẫn động: cơ khí, dẫn động thủy lực, khí nén hoặc liên hợp. Với xe tải 11 tấn, dẫn động thủy lực kết hợp khí nén được sử dụng phổ biến nhất để đảm bảo hiệu quả phanh tối ưu.

1.2. Yêu cầu thiết kế hệ thống phanh

Hệ thống phanh xe tải 11 tấn phải thỏa mãn nhiều yêu cầu khắt khe: hiệu quả phanh cao ở tất cả bánh xe, hoạt động êm dịu, điều khiển nhẹ nhàng, độ nhạy cao, phân bố mômen phanh hợp lý theo nguyên tắc sử dụng trọng lượng bám. Không có hiện tượng tự xiết, thoát nhiệt tốt, hệ số ma sát cao và ổn định, tỷ lệ thuận giữa lực bàn đạp và lực phanh. Đòi hỏi độ tin cậy, bền và tuổi thọ cao, bố trí hợp lý dễ điều chỉnh và bảo dưỡng.

II. Kết cấu và cơ cấu phanh xe tải 11 tấn

Hệ thống phanh xe tải 11 tấn bao gồm hai phần cơ bản: cơ cấu phanh và dẫn động phanh. Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định khi sử dụng. Đối với xe tải nặng 11 tấn, phanh guốc tang trống với các guốc phanh bố trí bên trong được sử dụng rộng rãi vì khả năng tự xiết tích cực. Hệ thống phanh được bố trí trên các bánh xe, nhất là bánh trước chịu khối lượng lớn hơn. Việc kết hợp phanh chân ở bánh xe với phanh tay ở trục thứ cấp đảm bảo độ an toàn tối đa. Thiết kế hệ thống phải đảm bảo mômen phanh luôn ổn định, có hệ số ma sát cao, thoát nhiệt hiệu quả và không có hiện tượng tự xiết quá mức.

2.1. Cơ cấu phanh guốc tang trống

Cơ cấu phanh guốc tang trống là loại được sử dụng phổ biến nhất cho xe tải 11 tấn. Cấu trúc gồm: trống phanh (gắn trên bánh xe), ma phanh (2 guốc nằm bên trong trống), bàn nền phanh cố định. Khi bàn đạp phanh được ấn, áp suất tác dụng lên piston, đẩy guốc phanh dạo, ma phanh ép vào bề mặt trong của trống phanh tạo lực ma sát giảm tốc độ. Thiết kế này cho phép tự xiết dương tính, mômen phanh lớn, thoát nhiệt tốt và dễ bảo dưỡng.

2.2. Dẫn động phanh thủy lực và khí nén

Dẫn động phanh cho xe tải 11 tấn thường kết hợp hệ thống thủy lực chính với hệ khí nén hỗ trợ tăng hiệu quả. Dẫn động thủy lực truyền lực từ bàn đạp đến piston qua dầu phanh, giúp điều khiển nhẹ nhàng và tỷ lệ thuận. Hệ khí nén cung cấp năng lượng bổ sung tăng lực phanh, đặc biệt hiệu quả cho xe tải nặng. Bộ điều chỉnh áp suất và van an toàn đảm bảo phân bố áp suất hợp lý giữa bánh trước và sau, ngăn chặn hiện tượng mất lực phanh đột ngột.

III. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh

Tính toán cơ cấu phanh là bước quan trọng trong đồ án thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn. Bước đầu xác định mômen phanh cần thiết dựa trên khối lượng xe, gia tốc chậm dần yêu cầu và hệ số ma sát giữa lốp và mặt đường. Từ đó tính toán lực tác dụng lên guốc phanh sử dụng phương pháp họa đồ hoặc phương pháp giải tích. Kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh để đảm bảo không có sự tự xiết quá mức ảnh hưởng an toàn. Xác định các kích thước ma phanh (chiều dài, rộng, bề dày) dựa trên áp lực tiếp xúc và độ bền vật liệu. Cuối cùng tính bền các chi tiết chịu lực như guốc phanh, trục quay theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.

3.1. Xác định mômen phanh và lực guốc phanh

Mômen phanh cần thiết được xác định từ công thức: M = m.g.a.r, trong đó m là khối lượng tải (11 tấn), g là gia tốc trọng trường, a là gia tốc chậm dần, r là bán kính bánh xe. Đối với xe tải 11 tấn, gia tốc chậm dần thường từ 6-8 m/s². Lực tác dụng lên guốc phanh được tính từ mối quan hệ mômen-lực qua bán kính tác dụng của ma phanh. Sử dụng phương pháp họa đồ xác định phân bố lực giữa hai guốc phanh, đảm bảo cân bằng tải trọng phanh trên bánh trước và sau.

3.2. Kiểm tra tự xiết và kích thước ma phanh

Kiểm tra hiện tượng tự xiết là đảm bảo hệ số tự xiết không vượt quá giới hạn cho phép (thường 1.2-1.4). Kích thước ma phanh được xác định dựa trên áp lực tiếp xúc (0.8-1.2 MPa), chiều dài L = 100-120mm, rộng B = 30-40mm. Tính bền các chi tiết guốc phanh, trục quay, bàn nền theo ứng suất von Mises, đảm bảo độ an toàn ≥ 1.5 lần. Các chi tiết phải chịu được tải động lặp trong quá trình phanh dừng và hãm.

IV. Hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng hệ thống phanh

Hướng dẫn sử dụng hệ thống phanh xe tải 11 tấn rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ. Trước khi nổ máy, kiểm tra mức dầu phanh, áp suất khí nén và tình trạng bàn đạp. Khi xe nổ máy, chạy thử để kiểm tra lực phanh ở tất cả bánh xe. Trong quá trình chạy, thao tác phanh nhẹ nhàng, tránh phanh gấp đột ngột gây mất ổn định. Bảo dưỡng định kỳ bao gồm kiểm tra mâm phanh, thay dầu phanh mỗi 2-3 năm, xả không khí khỏi hệ thống thủy lực, điều chỉnh khe hở guốc-trống. Xử lý kịp thời các hư hỏng như phanh bị dính dầu, ướt nước, má phanh mòn để đảm bảo an toàn lái xe trên đường.

4.1. Quy trình điều chỉnh hệ thống phanh

Điều chỉnh phanh dừng bằng cách điều chỉnh lực ép guốc qua bộ điều chỉnh áp suất để phân bố đều trên bánh xe. Điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp khoảng 10-15mm trước khi phanh hoạt động. Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh (0.3-0.5mm) để tránh phanh kêu và mòn không đều. Xả không khí trong hệ thống dẫn động thủy lực theo thứ tự: bánh sau phải, bánh sau trái, bánh trước phải, bánh trước trái. Các điều chỉnh này phải thực hiện định kỳ hoặc khi phát hiện bất thường.

4.2. Xử lý sự cố và bảo dưỡng định kỳ

Các hư hỏng thường gặp: phanh ăn đột ngột do tắc hệ thống khí nén, phanh bị dính dầu từ rò rỉ dầu máy, phanh ướt khi chạy trên đường ẩm. Má phanh bị mòn nhiều cần kiểm tra độ dày (tối thiểu 1.5mm) và thay thế. Xử lý lỗi: kiểm tra các đường ống dẫn khí nén, thay thế dầu phanh bẩn, vệ sinh trống phanh định kỳ. Bảo dưỡng định kỳ: kiểm tra áp suất khí nén, mức dầu phanh, rò rỉ, tình trạng guốc và má phanh mỗi 10.000km hoặc 3 tháng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH I. CÔNG DỤNG PHÂN LOẠI YÊU CẦU 1. Công dụng Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển động của Ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống hãm ôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được những tai nạn xẩy ra trên đường.

Phân loại - Phân theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân và phanh tay. - Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh mà chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở trục truyền động (sau hộp số). - Phân theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa. - Phân theo phương thức dẫn động có: dẫn động phanh bằng cơ khí, chất lỏng, khí nén, hoặc liên hợp.

Yêu cầu Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây: + Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp là: - Quãng đường phanh ngắn - Thời gian phanh ít nhất. - Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh. + Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh. 5 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn + Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái.

+ Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm. + Đảm bảo việc phân bố Mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ. + Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết. + Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt.

+ Có hệ số ma sát cao và ổn định. + Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh. + 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.

KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh phụ thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe. Việc dùng cả hai phanh chính và phụ là bảo đảm cho độ an toàn ôtô khi chuyển động và khi dừng hẳn, hệ thống phanh có 2 phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh. Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra Mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô. Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các guốc phanh bố trí bên trong được sử dụng rộng rãi.

Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phải đảm bảo yêu cầu sau, như Mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi 6 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn điều kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (như tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trường). Cơ cấu phanh guốc 1. Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn động bằng nhau.1: Cơ cấu phanh bánh trước xe GAZ-53A 1: Cam lệch tâm 2: Chốt có vòng đệm lệch tâm Với các bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thì Momen ma sát ở trên guốc phanh trước lớn hơn của guốc phanh sau. Sở dĩ như vậy là vì Mômen ma sát ở trên guốc phanh trước có xu hướng cường hoá cho lực dẫn động, còn ở phía phanh sau có xu 7 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn hướng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tượng 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, khi sửa chữa có thể thay thế cùng một lúc, người ta làm tấm ma sát trước dài hơn tấm sau. Kết cấu của loại cơ cấu phanh này ở (hình 1) khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định. Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển gốc như nhau: Hình 1.2:Kết cấu phanh xe ZIL- 131 1: Cam quay ; 2: Lò xo 4: Trống phanh 5: Chốt lệch tâm 6: Bầu phanh Cơ cấu phanh này (hình 1.2) 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 như nhau và được gọi là cơ 8 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở (hình 2) do profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dị chuyển góc như nhau. Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh 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. Cơ cấu guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau: Hình 1.3: Kết cấu phanh xe UAZ-452 1: Xy lanh 3: Cam lệch tâm 2: ốc xả khí 4: ốc xả khí 5: Chốt cố định Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cường độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh như nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm và chốt lệch tâm.

Cơ cấu phanh loại bơi: Cơ cấu phanh này dùng hai xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển 9 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự ma sát nên các guốc phanh bị cuốn theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lên piston một lực và đẩy ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, với phương án kết cấu này hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau.4: Sơ đồ và kết cấu phanh hơi 1: Xi lanh phanh 2: Lò xo 1. Cơ cấu phanh tự cường hoá 10 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn Hình 1.5: Cơ cấu phanh xe GAZ 1: Lò xo 3: Lò xo 2: Xi lanh 4: ốc điều chỉnh Theo kết cấu thì guốc phanh sau được tỳ vào chốt cố định và bản thân guốc phanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trước. Lực dẫn động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trước thông qua chốt kỳ trung gian, từ điều kiện cân bằng theo phương ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trước có thể xác định được lực tác dụng lên guốc trước.

Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh sau sẽ lớn hơn guốc phanh trước rất nhiều, khi xe lùi Mômen phanh Mp sẽ giảm đi nhiều. Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trước nên tấm ma sát gốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trước. Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren trong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này. Cơ cấu phanh loại đĩa 11 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn Hình 1.6: Cơ cấu phanh đĩa bánh trước Xe VAZ-2101 Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ôtô, có hai loại phanh đĩa: Loại đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều ưu điểm so với phanh guốc áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều hơn nên ít phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi tiến cũng như khi lùi đều như nhau, lực chiều trục tác dụng lên đĩa là cân bằng có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh.

Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa là khó giữ được sạch trên các bề mặt ma sát.6, là kết cấu phanh đĩa loại hở, đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm ma sát 2 và 5 khi phanh, áp lực dầu trong các xi lanh 3 và 6 tăng lên, đẩy các piston 4 và 7 ép tấm ma sát vào đĩa. 12 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn 1. Phanh dừng (phanh tay) Hinh 1.7: Phanh tay kiểu tang trống 1: Má phanh 7: Vành rẻ quat. 2: Tang trống 8: Ti 3: Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới 9: Cần 4:Trục thứ cấp hộp số 10: Răng rẻ 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.7 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểu tang trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên 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.

Dẫn động phanh 2. Dẫn động cơ khí 13 Thiết kế hệ thống phanh xe tải 11 tấn 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 điều khiển đồng thời 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 đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng.8: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.