Đồ án môn học: Thiết kế tính toán hệ thống phanh ô tô (Tham khảo Honda Civic)

Đồ án môn học Thiết kế tính toán hệ thống phanh ô tô chi tiết. Tham khảo các thông số kỹ thuật, cơ sở lý thuyết và tính toán trên xe Honda Civic.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Đồ án môn học

2021

69
2
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Hệ thống Phanh Ô tô

Hệ thống phanh ô tô là một trong những hệ thống an toàn quan trọng nhất trên phương tiện. Nó có chức năng chuyển đổi năng lượng động học thành nhiệt, giúp xe giảm tốc độ và dừng lại an toàn. Thiết kế hệ thống phanh hiện đại phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn quốc tế, bao gồm hiệu suất phanh, độ ổn định và tuổi thọ của các linh kiện. Việc tính toán và thiết kế chính xác hệ thống phanh giảm thiểu rủi ro tai nạn giao thông và bảo vệ tính mạng người dùng đường bộ.

1.1. Vai trò và Tầm quan trọng của Hệ thống Phanh

Hệ thống phanh đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo an toàn giao thông. Một hệ thống phanh hiệu quả giúp giảm quãng đường dừng, tránh va chạm và cải thiện khả năng kiểm soát phương tiện. Thiết kế tối ưu hệ thống phanh không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn kéo dài tuổi thọ các bộ phận, tiết kiệm chi phí bảo dưỡng và nâng cao độ tin cậy của xe.

II. Các Loại Hệ thống Phanh Phổ biến

Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại hệ thống phanh khác nhau được ứng dụng trên ô tô. Hệ thống phanh cơ học truyền thống sử dụng dây cáp để truyền lực phanh. Hệ thống phanh thủy lực là loại phổ biến nhất, dùng chất lỏng để truyền áp suất. Hệ thống phanh khí nén thường dùng cho xe tải và xe buýt. Gần đây, hệ thống phanh điện từ và phanh tái tạo năng lượng ngày càng phổ biến trên xe điện, giúp tăng hiệu suất năng lượng.

2.1. Hệ thống Phanh Thủy lực

Hệ thống phanh thủy lực là tiêu chuẩn công nghiệp hiện tại với hiệu suất cao và độ tin cậy tốt. Nó gồm bơm chính, đường ống dẫn, van điều khiển, xi lanh bánh xe và má phanh. Khi tài xế bấm chân phanh, lực được truyền qua dầu phanh, tạo áp suất đẩy má phanh vào đĩa, gây ra ma sát và giảm tốc độ xe.

2.2. Hệ thống Phanh Khí nén

Hệ thống phanh khí nén sử dụng không khí nén để truyền lực phanh, phổ biến trên xe tải, xe buýt và máy kéo. Ưu điểm là can đảm, đáng tin cậy và dễ bảo dưỡng. Tuy nhiên, phản ứng chậm hơn hệ thống thủy lực và yêu cầu máy nén không khí chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng động cơ.

III. Quy trình Tính toán Thiết kế Hệ thống Phanh

Quy trình thiết kế hệ thống phanh bao gồm các bước: xác định yêu cầu kỹ thuật, tính toán lực phanh cần thiết, chọn loại phanh phù hợp, thiết kế các thành phần chính, mô phỏng số và kiểm định thực nghiệm. Cần tính toán khả năng phân phối lực phanh giữa các bánh xe, nhiệt độ hoạt động, độ mòn má phanh và tuổi thọ thiết bị. Mô phỏng CFD và FEA giúp tối ưu hóa thiết kế trước khi sản xuất nguyên mẫu.

3.1. Tính toán Lực Phanh và Áp suất

Lực phanh được tính dựa trên khối lượng xe, tốc độ ban đầu, quãng đường dừng mong muốn và hệ số ma sát. Công thức cơ bản: F = (m × v²) / (2 × s), trong đó m là khối lượng, v là vận tốc, s là quãng đường dừng. Áp suất phanh phải được phân phối đều để tránh khóa bánh và mất ổn định, thường được điều chỉnh bằng van phân phối áp suất ABS.

3.2. Phân tích Nhiệt độ và Tuổi thọ Linh kiện

Trong quá trình phanh, năng lượng động học chuyển thành nhiệt lượng tại bề mặt ma sát. Cần tính toán nhiệt độ đĩa phanh, khả năng tản nhiệt và tần suất phanh để đảm bảo linh kiện không bị quá tải. Phân tích tuổi thọ bằng cách tính số chu kỳ phanh, lượng mòn ma sát và chu kỳ ứng suất của vật liệu phanh để dự đoán khoảng thay thế bảo trì.

IV. Tiêu chuẩn An toàn và Kiểm định Hệ thống Phanh

Hệ thống phanh phải tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn quốc tế như ISO, SAE, và ECE. Các tiêu chuẩn này quy định hiệu suất phanh tối thiểu, thời gian phản ứng, độ ổn định và khả năng phanh khẩn cấp. Kiểm định bao gồm thử nghiệm trên bàn thử động cơ, kiểm tra trên đường thực tế, đo hiệu suất phanh, phân tích độ êm phanh và thử độ bền linh kiện. Hệ thống phải đạt yêu cầu an toàn cao nhất trước khi được phép thương mại hóa.

4.1. Các Tiêu chuẩn Quốc tế Áp dụng

Tiêu chuẩn ISO 26262 quy định an toàn chức năng cho hệ thống điện/điện tử. Tiêu chuẩn SAE J2431 và J2672 liên quan đến hiệu suất phanh ô tô. Quy định ECE R13 của Liên Hợp Quốc đặt ra yêu cầu kỹ thuật bắt buộc cho hệ thống phanh. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này đảm bảo sản phẩm an toàn, đáng tin cậy và có thể bán trên thị trường quốc tế.

4.2. Phương pháp Kiểm định Thực nghiệm

Kiểm định thực nghiệm bao gồm: thử phanh từ tốc độ cao, phanh lặp lại liên tiếp, phanh khẩn cấp, phanh trên đường dốc, phanh trên bề mặt ướt và khô. Cần đo nhiệt độ đĩa, áp suất phanh, lực phanh từng bánh, gia tốc giảm tốc và khoảng cách dừng. Các dữ liệu thu thập được phân tích để xác nhận hệ thống đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn an toàn.

21/12/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bộ GIÁO DỤG VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌG SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌG THIẾT KÉ TÍNH TOÁN Ô TÔ NGHÀNH: GÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GHUYÊN NGÀNH: Gơ ĐIỆN TỬ Ô TÔ TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ TÍNH TOÁN PHANH Ô TÔ Sinh viên thực hiện: Đặng Văn Thanh Giảng viên hướng dẫn: Lê Anh VŨ Hưng yên, năm 2021 Mục Lục Ghương 1: TỒNG QUAN HỆ THỐNG PHANH. GÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHẦN LOẠI HẸ THỐNG PHANH. KẾT GẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN ô TÔ. GÁG HỆ THỐNG PHANH HIỆN ĐẠI.26 Ghương 2: Gơ SỞ LÝ THUYẾT.

XE THAM^HẢQ. THỐNG sô KY THUẬT THẺO ĐÊ BĂÌ. XÁC ĐỊNH GÁC THÔNG số KY THUẬT CƠ BẢN. Tính toán thiết kế xy lanh chính.

Tính toán thiết kế đĩa phanh. Tính toán thiết kế xy lanh phanh bánh xe. Tính toán thiết kế trợ lực phanh. Hành trình của piston trong xy lanh chính.

Hành trình của bàn đạp phanh. Tính bền đường ống dẫn động phanh. Tính toán kiểm tra nhiệt độ của cơ cấu phanh.48 Ghương 3: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN PHANH Ồ TỒ. Xác định mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh.

Tính toán thiết kế xy lanh chính. Lực do bộ trợ lực tạo ra. Tính toán thiết kế đĩa phanh. Tính toán thiết kế xy lanh phanh bánh xe.

Tính toán thiết kế trợ lực phanh. Hành trình của piston trong xy lanh chính. Hành trình của bàn đạp phanh. Tính bền đường c>ng dẫn động phanh.

Tính toán kiểm tra nhiệt độ của cơ cấu phanh.59 LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triễn to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn về hàng hóa và hành khách. Nên ô tô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu, phổ biến đễ chuyên chở hàng hóa và hành khách, được sử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đòi sống kinh tế, xã hội con người Hệ thống phanh ô tô là một trong những bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở nhiều vẫn tốc khác nhau và nâng cao vận tốc trung bình của ô tô. Mặt khác, nhò có hệ thống phanh nên ô tô có thễ giảm vận tốc hay dừng đỗ ở các điều kiện đường xá giao thông. Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm: bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh được.đễ tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành.

Trong đồ án thiết kế ô tô này em được giao nhiệm vụ: “TÍNH TOÁN THIẾT KỂ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ”.Có thễ tham khảo loại xe HONDA CIVIC nhằm tính toán một số thong số chính: Xylanh phanh, mô men phanh, cơ cấu phanh, trợ lực phanh, kích thước đường kính màng. Mặc dù đã cố sắng, nhưng do thờLgian, kịếnAhức và kinh nghiêm thực„tế có hạn nên trong quá 111™ lẩm^đo án se không tránh những thiếu sót. Em rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm đễ kiến thức của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Anh VŨ, và các Thầy trong bộ môn đã hết sức tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đồ án của mình Sinh viên thực hiện Đặng Văn Thanh 1 Ghương 1< TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1.

CÔNG DỤNG, YÊU GẦU VÀ PHÂN LOẠI HỆ THÔNG PHANH 1. GÔNG DỤNG ❖ Hệ thống phanh có chức năng giảm vận tốc chuyển đông của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định. ❖ Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển (tức là tăng được tốc độ trung bình của xe). Theo công dụng: ❖ Hệ thống phanh chính (phanh chân) ❖ Hệ thống phanh dừng (phanh tay) ❖ Hệ thống phanh dự phòng ❖ Hệ thống phanh rà hay chậmdần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) sử dụng trên các xe cỡ lớn và’ trên các dốc dài 1.

Theo kết cấu của cơ cấu phanh: ❖ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc ❖ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa 1. Theo dẫn động phanh: ❖ Hệ thống phanh dẫn động cơ khí ❖ Hệ thống phanh dẫn động thủy lực ❖ Hệ thống phanh dẫn động khí nén ❖ Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực-khí nén ❖ Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại 1. Theo khả nẫng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh: Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh 1. Theo trợ lực ❖ Hệ thống phanh có trợ lực ❖ Hệ thống phanh không có trợ lực 2 1.

Theo khả nẫnk chống bó cứng bánh xe khi phanh: Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bô chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS). YÊU CẦU -Làm việc bền vững, tin cậy. - Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cuờng đô lớn trong truờng hợp nguy hiểm. -Phanh êm dịu trong những truờng hợp khác, để đảm bảo tiên nghĩ và an toàn cho hành khách và hàng hóa.

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế. -Đảm bảo tính Ốn định và điều khiển của ô tô và máy kéo khi phanh. - Không có hiện tuợng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng -Hệ số ma sát giữa má phanh và trỗng phanh cao và Ốn định trong mọi điều kiện sửdụng. - Có khả năng thoát nhiệt tốt.

- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bản đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ. * hệĐểthống có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi truờng hợp, phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng có tối thiễu ba loại phanh là - Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, sử dụng thuởng xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thuởng đuợc điền khiển bằng bản đạp nên còn gọi là phanh chân. - Phanh dự trữ: Dùng để phanh trong truờng hợp phanh chính bị hỏng. Còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ xe đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc và thuờng đuợc điều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay.

- Phanh chậm dần : Trên các ô tô - máy kéo tải trọng lớn nhu xe tải có trọng luợng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng luợng toàn lớn hơn 5 tấn hoặc xe làm việc ở vùng đồi núi, thuờng xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có phanh thứ tu là phanh chậm dần. Phanh chậm dần đuợc dồng để phanh hêndục,jẵi cho tốc đồ ô; tô vàxmáykéo không Tăngquá giới hạn cho phép khi xuống dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của ô tô và máy 3 kéo trước khi dừng hẳn. Gác loại phanh dừng trên có thể có bô phận chung và kiêm nghiệm chức năng của nhau. Nhưng phải có ít nhất là hai bô điều khiển và dẫn đông độc lập.

❖ Để có hiệu quả phanh cao thì phải yêu cầu ❖ DẦn động phanh phải có độ nhạy lớn.-- Phân phối mô men phanh trên các páanhxc phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực ❖ Trong trường hợp cần thiết, cỏ thể dùng bộ phận trợ lực hay dùng dẫn động khi nên hoặc bơm thủy lực d hat e tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn bộ lớn. ❖ Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bản đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe, đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh ❖ pĐểl4ảmlỊ^ả<plÈỉínihọt^ifđị^hl<và)áilihuxkhiế^iciủạỊÔlô? cụmáy kéhiikhỏipmíãh-ứự.' điều kiện sau : * Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyển của mặt đường tác dụng lên chúng. * Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sa lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất.

* Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng trượt các bánh xe khi phanh. Vì khi phanh: Gác bánh xe trước trượt trước thì xe sẽ bị trượt ngang, mất tinh điều khiển. Gác bánh xe sau trượt trước xe sẽ bị quay đầu, mất tính Ốn định. Ngoài ra các bánh xe bị trượt sẽ gây mỏn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.

* Để đảm bảo các yêu cầu này, trên các xe hiện đại, người ta dùng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System ABS * Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn nhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trinh 4 tương ứng của chúng. 5 * Để đảm bảo các yêu cầu này, trên các xe hiện đại, nguời ta dùng các bô điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System ABS 1. KÉT GẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ 1. Sơ đồ nguyên lý lực dáu phanh ra (MU bánh sau } Hình 1.1:Hệ thống phanh trên ô tô Trên sơ đồ cấu tạo, có thể thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính: * Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đuợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ô tô.

* Dan đông phanh: Dan đông phanh dùng để truyền và khuyêch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn đông: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn đông phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu đẫn đông cơ khí thì dẫn đông phanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí. Nếu là dẫn đông thủy lực thì dẫn đông phan bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tống phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.

<♦ Gau tạo và hoạt đậnk của hệ thốnk phánh khỉ nén * Cơ cấu phanh bánh xe bao gồm 6 • Mâm phanh được lắp chặt với trục bánh xe, trên mâm phanh có lắp xi lanh bánh xe • Trục cam tác đông lắp trên mâm phanh và tiếp xúc với hai đầu guốc phanh, dùng để dẫn đông đẩy hai guốc phanh và má phanh thực hiện quá trình phanh. • Guốc phanh và má phanh được lắp trên mân phanh nhờ hai chốt lệch tâm, lò xo hồi vị luôn kéo hai guốc phanh tách khỏi tang trống. ngoài ra còn có các cam lệch tâm hoặc chốt điều chỉnh. Máy nen khí ốnn dẫn khí nén rá báo áp suất Hình1.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ