Giáo trình Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô

Nội dung text: Giáo trình Xây dựng một số phần mềm chuyên dụng sử dụng trong thiết kế tính toán ô tô

1. jm: Gia tốc của ôtô khi chuyển động ở tay số thứ m f: Hệ số cản lăn của đ−ờng g: Gia tốc trọng tr−ờng g = 9,81 m/s2. δim: Hệ số kể đến ảnh h−ởng của các khối l−ợng chuyển động quay 2 δim = 1,04 + 0,05 i hm (1.12) Từ đó chúng ta xây dựng đ−ợc đồ thị biểu diễn gia tốc theo vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. b.Xác định thời gian tăng tốc: Thời gian tăng tốc đ−ợc tính theo công thức: V2 1 t = dv (giây) (1.13) ∫ j V1 Thời gian tăng tốc đ−ợc xác định bằng cách tích phân đồ thị 1/j(v). Ta có thể xác định thời gian tăng tốc t bằng ph−ơng pháp tính gần đúng nh− sau: - Chia khoảng vận tốc vmin ữ 0,95 vmax thành k khoảng. - Tính diện tích mỗi khoảng nằm d−ới đ−ờng cong 1/j theo công thức: v − v 1/ j −1/ j ∆t = i+1 i . i+1 i (s) (1.14) i 3,6 2 v: vận tốc chuyển động của xe (km/h) - Tính thời gian tăng tốc theo công thức: k t = ∑ ∆t i (s) (1.15) i=1 c. Xác định quãng đ−ờng tăng tốc Quãng đ−ờng tăng tốc đ−ợc tính theo công thức: V2 S = ∫ vdt (m) (1.16) V1 Quãng đ−ờng tăng tốc đ−ợc xác định bằng cách tích phân đồ thị t(v) Ta có thể xác định quãng đ−ờng tăng tốc S bằng ph−ơng pháp tính gần đúng nh− sau: - Chia khoảng vận tốc vmin ữ 0,95 vmax thành k khoảng. - Tính diện tích mỗi khoảng nằm d−ới đ−ờng cong t theo công thức: v − v ∆S = (t − t ). i+1 i (s) (1.17) i i+1 i 2.3,6 v: vận tốc chuyển động của xe (km/h) - Tính quãng đ−ờng tăng tốc theo công thức: k S = ∑ ∆Si (s) (1.18) i=1 - 12 -
2. III. Sơ đồ thuật toán Bắt đầu Nhập dữ liệu Nhập dữ liệu Nhập dữ liệu Nhập dữ liệu điều chung của xe của động cơ kiện chuyển động Xây dựng đ−ờng đặc tính ngoài của động cơ Xác định chỉ tiêu công suất Xác định chỉ tiêu lực kéo Xác định chỉ tiêu nhân tốc động lực học Xác định khả năng tăng tốc của ôtô Gia tốc ôtô Thời gian Quãng đ−ờng tăng tốc tăng tốc Xem kết quả Kết thúc Hình 1.3. Sơ đồ lôgíc thuật toán tính toán động lực học ôtô Với trình tự các b−ớc tính toán động lực học ôtô nh− ở phần II, chúng tôi đ−a ra sơ đồ thuật toán của bài toán thiết kế hệ thống ly hợp trên hình 1.3. Trong sơ đồ trên có các khối ch−ơng trình thực hiện các chức năng sau: - 13 -
3. 3.1. Các khối nhập dữ liệu: Các khối này thực hiện chức năng lựa chọn phần nhập dữ liệu tính toán. Có 3 khối nhập dữ liệu là nhập dữ liệu của xe, dữ liệu động cơ, các và dữ liệu tham khảo về điều kiện chuyển động, bao gồm: Các thông số kỹ thuật ôtô - Loại xe (con hay tải) - Trọng l−ợng toàn bộ của ô tô - Chiều rộng cơ sở của ôtô - Chiều cao toàn bộ của ôtô - Vận tốc chuyển động lớn nhất của ôtô - Kích th−ớc lốp - Tỷ số truyền của truyền lực chính. - Tỷ số truyền của các tay số trong hộp số chính - Hiệu suất truyền lực Các thông số động cơ: - Loại động cơ (xăng, điezen 2 kỳ, 4 kỳ) - Các hệ số tính toán (hệ số Lâyđécman) - Công suất cực đại của động cơ /số vòng quay ứng với công suất cực đại - Mômen xoắn cực đại/ số vòng quay ứng với mômen xoắn cực đại - Số vòng quay tối thiểu của động cơ Các điều kiện chuyển động: - Gia tốc trọng tr−ờng - Hệ số cản lăn của đ−ờng - Góc dốc cực đại cho phép của mặt đ−ờng. - Hệ số cản không khí - Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp 3.2. Khối xây dựng đ−ờng đặc tính ngoài của động cơ: Khối này thực hiện việc tính toán công suất, mômen xoắn của động cơ theo số vòng quay và vẽ đồ thị đặc tính ngoài. 3.3. Khối xác định chỉ tiêu công suất: Khối này thực hiện việc tính toán công suất và vẽ đồ thị công suất ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 3.4. Khối xác định chỉ tiêu lực kéo: Khối này thực hiện việc tính toán lực kéo tiếp tuyến ở bánh xe chủ động và vẽ đồ thị lực kéo ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 3.5. Khối xác định chỉ tiêu nhân tố động lực học: - 14 -
4. Khối này thực hiện việc tính toán nhân tố động lực học và vẽ đồ thị nhân tố động lực học ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. 3.6. Các khối xác định khả năng tăng tốc: Gồm có 3 khối thành phần là khối xác định gia tốc, thời gian tăng tốc và quãng đ−ờng tăng tốc để thực hiện các công việc: - Tính toán gia tốc và vẽ đồ thị gia tốc ứng với vận tốc chuyển động của xe ở từng tay số. - Tính toán thời gian và vẽ đồ thị thời gian tăng tốc của xe ứng với vận tốc chuyển động. - Tính toán quãng đ−ờng và vẽ đồ thị quãng đ−ờng tăng tốc của xe ứng với vận tốc chuyển động. 3.7. Khối xem kết quả Sau khi đã tính toán và kiểm tra các chỉ tiêu động lực học, khối này sẽ thể hiện các kết quả tính toán và các đồ thị thể hiện đặc tính động lực học của ôtô. 3.8. Kết luận Sau khi đã hoàn thành tính toán thiết kế, chúng ta đ−a ra kết luận về chất l−ợng động lực học của xe, trên cơ sở đó có thể đánh giá hoặc chọn động cơ lắp cho xe đó. - 15 -
5. IV. Xây dựng ch−ơng trình có giao diện tiếng Việt Trên cơ sở sơ đồ thuật toán cho bài toán tính toán động lực học ôtô, chúng tôi tiến hành xây dựng ch−ơng trình có giao diện bằng tiếng Việt để thực hiện các thao tác này một cách trực quan trên máy tính. Ch−ơng trình đ−ợc viết trên nền ngôn ngữ lập trình ứng dụng Matlab 5.3. Khi lựa chọn tính toán động lực học từ ch−ơng trình tổng thể, ban đầu sẽ có menu thông báo cho phép ng−ời dùng bắt đầu thực hiện bài toán tính động học: Hình 1.4.1. Menu chính Nếu bấm chọn "Tiếp tục" sẽ đ−a ra menu ch−ơng trình tính toán động lực học ôtô. Chọn "Thoát" để quay trở lại ch−ơng trình tổng thể toàn bộ các hệ thống trên ôtô. 4.1. Ch−ơng trình tính toán động lực học Khi lựa chọn "Tiếp tục" từ menu chính sẽ chạy phần ch−ơng trình tính toán động lực học có giao diện nh− sau: Hình 1.4.2. Menu chính "Tính toán động lực học ôtô" - 16 -
6. Trên menu có thanh công cụ cho phép chúng ta thực hiện các thao tác của bài toán tính toán. Ban đầu là "Nhập dữ liệu", sau đó là "Xem kết quả" và kết thúc là "Thoát khỏi ch−ơng trình". Bên cạnh đó ng−ời sử dụng có thể xem phần "Trợ giúp" để biết thêm thông tin giúp đỡ về cách thức sử dụng ch−ơng trình trong những lần đầu tiên. 4.2. Nhập dữ liệu Đây là phần ch−ơng trình rất quan trọng, bao gồm các dữ liệu chung của xe, động cơ, hộp số và các điều kiện chuyển động. Modul nhập dữ liệu gồm có hai phần: Nhập dữ liệu từ bàn phím và nhập dữ liệu từ tệp. 4.2.1. Nhập dữ liệu từ tệp Khi bấm chọn nhập dữ liệu từ tệp sẽ hiện ra bảng lựa chọn các tệp dữ liệu của các xe cơ sở đã có sẵn các thông số cho phép ng−ời sử dụng lựa chọn để tham khảo một số thông số khi mới nhập lần đầu tiên. Hình 1.4.3. Nhập dữ liệu từ tệp Khi ta chọn đ−ợc tệp dữ liệu thì ch−ơng trình sẽ hiện ra các menu giống nh− nhập dữ liệu từ bàn phím cho phép ng−ời sử dụng có thể tham khảo để giữ nguyên hay sửa đổi các thông số của xe đó. 4.2.2. Nhập dữ liệu từ bàn phím Khi bấm chọn "Nhập dữ liệu từ bàn phím" để nhập các dữ liệu, sẽ hiện ra menu để ng−ời sử dụng nhập các thông số phục vụ cho quá trình tính toán: Sau khi đã nhập đầy đủ các thông số cơ bản để tính toán động lực học, chúng ta có thể l−u lại các thông số này khi bấm vào "L−u lại", hoặc có thể bấm "Tiếp tục" để kết thúc phần nhập dữ liệu, chuyển sang phần tiếp theo. Bấm "Thoát" khi nhập dữ liệu sai hoặc không muốn nhập dữ liệu nữa. 4.3. L−u dữ liệu Sau khi đã nhập dữ liệu, ng−ời sử dụng có thể l−u lại các thông số để khi cần không phải nhập lại số liệu cũng nh− để có đ−ợc một số thông số để tham khảo. Khi chọn "L−u lại" ch−ơng trình sẽ đ−a ra menu cho phép ng−ời dùng có thể l−u lại tệp dữ liệu theo tên tuỳ chọn. - 17 -
7. Hình 1.4.4. Nhập dữ liệu từ bàn phím Hình 1.4.5. Nhập dữ liệu từ tệp 4.4. Xem kết quả Sau khi đã hoàn thành phần nhập dữ liệu, ch−ơng trình sẽ tự động tính toán và các kết quả tính sẽ đ−ợc thể hiện khi ng−ời sử dụng bấm vào phần "Xem kết quả" ở menu chính. Khi bấm vào "Xem kết quả", sẽ hiện ra bảng chứa kết quả là các đồ thị đặc tính động cơ, đặc tính động lực học và khả năng tăng tốc. Trên bảng thể hiện kết quả, có các nút bấm cho phép ng−ời sử dụng có thể lựa chọn kết quả cần xem, bấm "Thoát" khi kết thúc phần xem kết quả. Sau khi xem xong kết quả mà không muốn thực hiện công việc tính toán động lực học ôtô nữa, thì ng−ời sử dụng có thể lựa chọn "Thoát khỏi ch−ơng trình" để quay về menu chính nh− ban đầu để kết thúc phần "Tính toán động lực học ôtô". - 18 -
8. Hình 1.4.6. Các kết quả tính động lực học Hình 1.4.7. Các đồ thị đặc tính ngoài động cơ - 19 -
9. Hình 1.4.8. Đặc tính công suất Hình 1.4.9. Đặc tính lực kéo Hình 1.4.10. Đặc tính nhân tố động lực học Hình 1.4.11. Đặc tính gia tốc Hình 1.4.12. Thời gian tăng tốc Hình 1.4.13. Quãng đ−ờng tăng tốc - 20 -
10. V. Kết luận Ch−ơng trình "Tính toán động lực học ôtô" với giao diện bằng tiếng Việt thân thiện, dễ hiểu, dễ sử dụng đã đạt đ−ợc một số kết quả sau: - Tổng hợp đ−ợc các công thức và một số ph−ơng pháp tính toán lý thuyết động lực học ôtô đã đ−ợc sử dụng ở Việt Nam trong những năm qua. - Xây dựng đ−ợc ch−ơng trình tính toán có giao diện bằng tiếng Việt dễ hiểu, dễ sử dụng. Ch−ơng trình này sẽ giúp cho các kỹ s− chuyên ngành giảm nhẹ đ−ợc công việc tổng hợp lại các b−ớc và công thức tính, cũng nh− giảm đ−ợc khối l−ợng và thời gian tính toán so với tr−ớc đây còn phải sử dụng bằng tay. - Tổng hợp đ−ợc quá trình tính toán trên đa phần ôtô hiện đang đ−ợc sử dụng rộng rãi trên thị tr−ờng Việt Nam và có thể áp dụng ch−ơng trình để kiểm nghiệm chất l−ợng động lực học của các loại xe này, cũng nh− có thể tham khảo các thông số trên các loại xe hiện có để lựa chọn thiết kế chọn động cơ cho các loại xe đóng mới tại Việt Nam. Bên cạnh những mặt đạt đ−ợc, ch−ơng trình còn có một số khiếm khuyết sau: - Ch−ơng trình xây dựng theo ph−ơng pháp tính toán lý thuyết nên ch−a thật sự chính xác so với thử nghiệm trên các băng thử. - Ch−ơng trình ch−a tính toán đối với các loại xe có lắp biến mô thuỷ lực và hộp số thuỷ cơ. - Ch−ơng trình chạy trong môi tr−ờng của phần mềm Matlab 5.3, tuy đây là phần mềm sẵn có và sử dụng t−ơng đối thuận tiện nh−ng phải cài đặt phần mềm này mới chạy đ−ợc. - 21 -
11. Ch−ơng Ii. Tính toán Hệ thống phanh I. Đặt vấn đề 1.1. Tổng quát Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho xe. Do vậy phải chấp nhận những yêu cầu khắt khe, nhất là đối với xe cao tốc, chủ yếu thời gian hoạt động ở tốc độ cao. Các yêu cầu của nó nh− sau: - Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào. Khi phanh đột ngột, xe phải đ−ợc dừng sau quãng đ−ờng phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cực đại. Theo tiêu chuẩn của châu Âu ôtô con cần phải đạt hiệu quả phanh cao trong các điều kiện thử xe: + Đối với phanh chân, tốc độ lúc bắt đầu phanh 80km/h; quãng đ−ờng phanh phải nhỏ hơn 50,7m; gia tốc phanh phải lớn hơn 5,8m/s2, lực phanh chân lớn nhất đặt trên bàn đạp là 50kG. + Đối với phanh tay cũng với điều kiện vận tốc nh− trên, quãng đ−ờng phanh phải nhỏ hơn 93,4m, lực tác dụng của ng−ời lái vào cần phanh tay lớn nhất là 40kG. (Điều kiện thử đ−ợc xác định theo loại xe và tải trọng M1). - Hiệu quả phanh cao kèm theo sự phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần biến đổi đều đặn giữ ổn định chuyển động của xe. - Lực điều khiển không quá lớn, điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng kể cả điều khiển bằng chân hoặc bằng tay. Các giá trị nêu trên t−ơng ứng với việc điều khiển bằng một chân hoặc một tay ở t− thế ngồi của ng−ời lái. - Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi nhiều lần giữa các lần phanh. - Đảm bảo tránh hiện t−ợng tr−ợt lết của bánh xe trên đ−ờng vì khi tr−ợt lết trên mặt đ−ờng sẽ gây ra mòn lốp và làm mất khả năng dẫn h−ớng chuyển động của xe. - Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh h−ởng lẫn nhau. Phanh tay có thể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chức năng dự phòng. - Phanh tay dùng để giữ nguyên vị trí xe. Phải giữ đứng nguyên trên dốc nghiêng tối thiểu 18% (tức 160-200). - Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh h−ởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh (lốp xe, moay ơ ) phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế các chi tiết h− hỏng. - Ngoài các yêu cầu kể trên còn có các yêu cầu nh− chiếm ít không gian, trọng l−ợng nhỏ, độ bền cao, và các yêu cầu chung của cấu trúc cơ khí. 1.2. Phân loại hệ thống phanh Hệ thống phanh trên mỗi xe có đặc điểm kết cấu riêng của nó, vì thế ph−ơng pháp và cách thức tính toán chúng cũng có những điểm riêng biệt. Do đó để có thể hệ thống hoá đ−ợc các hệ thống phanh chúng ta phải tiến hành phân loại và tổng hợp chúng. * Phân loại theo cơ cấu điều khiển trên xe: - Phanh chân điều khiển bằng bàn đạp. - 22 -
12. - Phanh tay điều khiển bằng cần. * Ngày nay, xe con chỉ sử dụng hệ thống phanh thuỷ lực, trong đó bao gồm các dạng: - Phanh thuỷ lực đơn giản. - Phanh thuỷ lực có trợ lực. * Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh: - Cơ cấu phanh loại đĩa. - Cơ cấu phanh loại tang trống. * Phân lọai theo kết cấu truyền lực điều khiển: - Dẫn động điều khiển một dòng. - Dẫn động điều khiển hai dòng. Các dòng truyền lực này độc lập với nhau, nhằm tránh sự cố xảy ra cùng một lúc trên tất cả hệ thống phanh, nâng cao độ tin cậy, an toàn cho xe khi chuyển động. Theo qui chuẩn của quốc tế chỉ cho phép dùng loại dẫn động điều khiển hai dòng trở lên. Cấu trúc hai dòng có thể là: - Dòng độc lập. - Dòng song song (bố trí hỗn hợp). * Theo mức độ hoàn thiện chất l−ợng phanh có thể chia: - Hệ thống phanh có bộ điều chỉnh lực phanh. - Hệ thống phanh có bộ chống lãm cứng bánh xe (Anti-lock brake system) ABS. Trên xe con, phanh chân là hệ thống phanh cơ bản, còn phanh tay là phanh dự phòng. Hệ thống điều khiển của hai loại này độc lập với nhau, làm việc tin cậy, đồng thời phanh tay phải có cấu trúc tự khoá để ng−ời lái không phải liên tục tác động lực. * Ngoài ra còn có thể phân chia hệ thống phanh theo vị trí bố trí cơ cấu phanh: - Bố trí ở trong lòng bánh xe. - Bố trí ở cạnh cầu xe. Với sự đa dạng của từng cụm bộ phận trong hệ thống phanh nh− trên, chúng ta thấy rằng khi sử dụng phải phân loại khá phức tạp và với mỗi loại lại có các quá trình và công thức tính toán khác nhau, nh− vậy là khá phức tạp và tốn nhiều công sức, thời gian tính toán lâu và nh− vậy là hiệu quả công việc thấp. Hình 2.1.1. Sơ đồ cấu tạo các dạng cơ cấu phanh tang trống a) Đối xứng trục b) Đối xứng tâm - 23 -
13. Hình 2.1.2. Sơ đồ cấu tạo các loại phanh đĩa a) Loại có giá cố định b) Loại có giá di động Hình 2.1.3. Cấu tạo xy lanh chính một buồng 1.Lỗ xả khí; 2.Piston; 3.Lỗ thông bình dầu; 4.Cần đẩy; 5.Vành bao kín; 6.Bát cao su; 7.Lò xo hồi vị; 8.Van hồi dầu; 9.Lỗ thông với xy lanh bánh xe Hình 2.1.4. Cấu tạo xu lành chính 2 buồng (LADA 2105) 1.Nắp sau; 2.Vỏ xy lanh; 3.Piston thứ cấp; 4.Piston chính; 5.Vành bao kín; 6.ốc hạn chế; 7.Lò xo hồi vị; 8.Lò xo tì vành khăn; 9.Vành chặn Trong ch−ơng trình, chúng tôi tiến hành phân loại tính toán nh− sau: - Chọn loại cơ cấu phanh: Trống (loại 1 xi lanh tác dụng kép, loại 2 xi lanh bố trí đối xứng tâm) ; Đĩa (loại 1 xi lanh ép và loại 2 xi lanh ép) - Chọn loại dẫn động phanh theo từng b−ớc sau: - 24 -
14. + Dẫn động là dầu hoặc khí. + Dẫn động 1 dòng hay 2 dòng. Nếu là 2 dòng thì dùng bộ chia hay xilanh phanh chính loại tăngđem. + Có bộ trợ lực hay không, nếu có thì chọn loại trợ lực (thuỷ lực, khí nén, chân không, thuỷ khí, v.v ) + Có bộ điều hoà lực phanh không + Có ABS không. Sau khi đã chọn đầy đủ các cấu thành của toàn bộ hệ thống, ch−ơng trình sẽ tính toán cụ thể đối với mỗi loại hệ thống phanh. 1.3. Nhiệm vụ Ch−ơng trình tính toán thiết kế và kiểm nghiệm hệ thống phanh thực hiện những nhiệm vụ sau: a. Với bài toán thiết kế: - Tính toán các thông số cơ bản của hệ thống. - Kiểm tra bền các chi tiết quan trọng của hệ thống. b. Với bài toán kiểm nghiệm: - Kiểm tra các điều kiện làm việc của hệ thống (hành trình làm việc, áp suất trên bề mặt ma sát và nhiệt sinh ra ở trống phanh) - Kiểm tra bền các chi tiết quan trọng của hệ thống. - Đánh giá hệ thống theo các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh theo TCVN. - 25 -
15. II. Các b−ớc tính toán: 2.1. Với bài toán thiết kế: Yêu cầu đặt ra đối với bài toán thiết kế là cho các thông số kỹ thuật của xe, cho điều kiện làm việc, chúng ta tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống phanh, sau đó chọn và kiểm tra quá trình làm việc của hệ thống phanh đó thoả mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép để đảm bảo an toàn cho xe. Qui trình tính toán gồm các b−ớc sau: - Tính mô men phanh phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh - Tính lực tác dụng lên cơ cấu phanh - Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh - Xác định các thông số cơ bản của dẫn động phanh - Kiểm tra các điều kiện làm việc - Tính bền một số chi tiết của hệ thống 2.1.1. Tính mô men phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh Mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh cầu tr−ớc: G.b ⎛ j h ⎞ ' ⎜ max g ⎟ M P = ⎜1+ ⎟ϕ.rbx (Nm) (2.1.1) 2L ⎝ g.b ⎠ Mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh cầu sau: G.a ⎛ j h ⎞ '' ⎜ max g ⎟ M P = ⎜1− ⎟ϕ.rbx (Nm) (2.1.2) 2L ⎝ g.a ⎠ Trong đó: G: trọng l−ợng ôtô khi đầy tải (N) a,b,hg: toạ độ trọng tâm của ôtô (m) L: chiều dài cơ sở của ôtô (m) 2 jmax: gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh (jmax= 6ữ7m/s ) g: gia tốc trọng tr−ờng (g=9,81 m/s2) ϕ: hệ số bám của bánh xe với mặt đ−ờng rbx: bán kính lăn của bánh xe (m) Nếu đã biết trọng l−ợng của ôtô khi đầy tải phân ra trục tr−ớc là G1 và trục sau là G2 thì ta có thể tính toán các toạ độ a, b là: G L a = 2 (m) (2.1.3) G G L b = 1 (m) (2.1.4) G - 26 -
16. 2.1.2. Tính toán cơ cấu phanh: 2.1.2.1. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh Kích th−ớc của má phanh đ−ợc chọn dựa trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng [L], áp suất trên bề mặt má phanh [q] và tỷ số trọng l−ợng toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của phanh. * Bề rộng má phanh xác định để đảm bảo công ma sát riêng: G.V 2 L = 0 ≤ [L] (Nm/m2) (2.1.5) 2g.FΣ Trong đó: G : trọng l−ợng toàn bộ ôtô khi đầy tải (N) V0 : vận tốc của ôtô khi bắt đầu phanh (m/s) g : gia tốc trọng tr−ờng (m/s2) 2 FΣ : diện tích toàn bộ của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ôtô (m ) [L] : công ma sát riêng cho phép ([L] = 4000 - 10000 kNm/m2) * Bề rộng má phanh xác định để đảm bảo áp suất trên bề mặt ma sát: M p 2 q = 2 ≤ [q] (N/m ) (2.1.6) à.b.rt β0 [q] : áp suất cho phép trên bề mặt má phanh ([q] = 1,5 - 2 MN/m2) a. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh đĩa * Tính bán kính ngoài của má phanh 3,16 M R = p (m) (2.1.7) 2 2.100 C Trong đó: Mp : mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh (Nm) C : hệ số kinh nghiệm. Với ôtô du lịch C=4,7; ôtô vận tải C=3,6 * Tính bán kính trong của má phanh R1 = 0,53 R2 (m) (2.1.8) * Chọn sơ bộ góc ôm β0i của má phanh thứ i Khi đó diện tích toàn bộ của các má phanh ở các cơ cấu phanh đĩa m 2 2 β0i (R 2i − R1i ) 2 FΣ = ∑ (m ) (2.1.9) i=1 2 ở đây : m : số l−ợng má phanh β0i : góc ôm của má phanh thứ i (tính theo radian) R2i, R1i : bán kính trong và bán kính ngoài của cơ cấu phanh đĩa thứ i. - 27 -
17. Sau khi kiểm tra công ma sát riêng L, áp suất trên bề mặt má phanh q và tỷ số trọng l−ợng toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của phanh chúng ta xác định đ−ợc các kích th−ớc cơ bản của cơ cấu phanh đĩa. b. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh tang trống * Chọn sơ bộ góc ôm β0i và bề rộng bi của má phanh thứ i Khi đó diện tích toàn bộ của các má phanh ở các cơ cấu phanh tang trống: m 2 FΣ = ∑β0i .rt .bi (m ) (2.1.10) i=1 ở đây : m : số l−ợng má phanh β0i : góc ôm của má phanh thứ i (tính theo radian) rt : bán kính trống phanh (m) bi : chiều rộng má phanh thứ i (m) Sau khi kiểm tra công ma sát riêng L, áp suất trên bề mặt má phanh q và tỷ số trọng l−ợng toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của phanh chúng ta xác định đ−ợc các kích th−ớc cơ bản của cơ cấu phanh tang trống. 2.1.2.2. Tính toán lực tác dụng lên cơ cấu phanh: a. Cơ cấu phanh đĩa: * Lực tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa 1 xi lanh ép: M P = p (N) (2.1.11) K1 K1 = 2à.Rtb (m) (2.1.12) 3 3 2 (R 2 − R1 ) R tb = 2 2 (m) (2.1.13) 3 R 2 − R1 * Lực tác dụng lên cơ cấu phanh đĩa 2 xi lanh ép: M P = p (N) (2.1.14) K 2 K2 = 2à.Rtb (m) (2.1.15) 3 3 2 (R 2 − R1 ) R tb = 2 2 (m) (2.1.16) 3 R 2 − R1 à: hệ số ma sát của vật liệu làm má phanh R1, R2 : bán kính trong và ngoài của má phanh. b. Cơ cấu phanh tang trống: * Tính góc và bán kính của lực tổng hợp tác dụng lên guốc phanh: - 28 -