Xem mẫu

  1. Chương 27: xác định kích thước của má phanh (tấm ma sát) 1. Phanh guốc: Kích thước má phanh guốc chọn trên cơ sở đảm bảo công ma sát riêng, áp suất trên má phanh, tỉ số trọng lượng toàn bộ của ôtô trên diện tích toàn bộ của các má phanh và chế độ làm việc của phanh. Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động năng của ôtô chạy với tốc độ trước khi phanh như sau: (kNm/m2) (12.57) ở đây: G  trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải (kN). - vận tốc của ôtô khi bắt đầu phanh (m/s) g  gia tốc trọng trường (g=9,81m/s2) - diện tích toàn bộ của má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh của ôtô (m2). Trị số công ma sát riêng đối với các cơ cấu phanh hiện có khi phanh từ tốc độ cực đại đến khi dừng ôtô phải nằm trong giới hạn sau: Ôtô du lịch: kNm/m2 Ôtô vận tải: kNm/m2
  2. Thời hạn phục vụ của má phanh phụ thuộc ở công ma sát riêng. Công này càng lớn thì nhiệt độ phát ra khi phanh càng cao, trống phanh càng bị nóng nhiều và má phanh chóng bị hư hỏng. Một chỉ tiêu nữa để đánh giá thời hạn làm việc của má phanh là áp suất trên bề mặt của má phanh. Từ công thức (12.20) có thể rút ra áp suất trên bề mặt má phanh như sau: (12.58) áp suất cho phép trên bề mặt má phanh phụ thuộc bởi nguyên liệu má phanh và trống phanh. áp suất này thay đổi trong giới hạn rộng. Đối với các má phanh hiện nay dùng cho ôtô áp suất cho phép khi phanh với cường độ cực đại nằm trong giới hạn từ MN/m2. Hiệu quả phanh phụ thuộc khá nhiều bởi cách chọn góc ôm . Nếu quá lớn sẽ làm cho phân bố áp suất trên má phanh không đều. Khi phanh với từng thời gian ngắn một thì mômen phanh sẽ tăng khi tăng , nhưng nếu tăng quá thì hiệu quả phanh hầu như không tăng gì cả. Nếu phanh thường xuyên theo chu kỳ thì mômen phanh sẽ giảm khi tăng góc do nhiệt độ của trống phanh tăng nhiều.
  3. Đối với phanh guốc mà mỗi guốc có điểm cố định riêng rẽ góc ôm là thích hợp, do đó tăng hiệu quả phanh và giảm hao mòn cho má phanh. Nếu lấy góc ôm thì má phanh hao mòn rất nhanh. Thời hạn làm việc của má phanh còn được đánh giá bằng tỉ số p: (kg/m2) (12.59) M  khối lượng của ôtô (kg) - tổng số diện tích của bề mặt ma sát của các má phanh ở tất cả các cơ cấu phanh (m2). Tỷ số này cho phép như sau: Ôtô du lịch: kg/m2 Ôtô hành khách: kg/m2 Ôtô vận tải: kg/m2 Đối với ôtô du lịch và vận tải trọng tải nhỏ và trung bình má phanh thường được gắn vào guốc phanh bằng đinh tán, còn ở ôtô vận tải tải trọng lớn dùng bulông để gắn. Khi dùng các phương pháp gắn như vậy thì cho phép má phanh mòn đến một nửa chiều dày ban đầu mới phải thay. Hiện nay trên thế giới đ bắt đầu dùng nhựa dán để gắn má phanh vào guốc phanh. Ưu điểm của phương pháp này là có thể sử dụng má phanh cho đến khi mòn gần hết chiều dày mới phải thay. Khi gắn như thế mới đảm bảo độ bền không nhỏ hơn 5,0 MN/m2 với giới hạn nhiệt độ -500 đến +2000C.
  4. 2. Phanh đĩa: Tính toán phanh đĩa giống như phương pháp tính toán ly hợp và ly hợp chuyển hướng. V. tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh: Trong quá trình phanh động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng ở trống phanh, và một phần thoát ra môi trường không khí. Phương trình cân bằng năng lượng lúc ấy có dạng sau: (12.60) ở đây: G  trọng lượng của ôtô (N) g  gia tốc trọng trường (g=9,81m/s2) - tốc độ ban đầu và tốc độ cuối quá trình phanh (m/s) - khối lượng các trống phanh và các chi tiết liên quan với chúng bị nung nóng (kg) c  nhiệt dung riêng của chi tiết bị nung nóng (J/kg độ) đối với thép và gang c=500 J/kg độ, còn đối với xilumin c= 950 J/kg độ trong khoảng nhiệt độ từ 2730 đến 5730K.
  5. - sự tăng nhiệt độ của trống phanh so với môi trường không khí (0K) - diện tích làm mát của trống phanh (m2) K  hệ số truyền nhiệt giữa trống phanh và không khí (W/m210K) t  thời gian phanh (s). Số hạng thứ nhất bên vế bên phải chương trình (12.60) là phần năng lượng làm nung nóng trống phanh, còn số hạng thứ hai là phần năng lượng truyền ra ngoài không khí. Khi phanh ngặt ở thời gian ngắn, năng lượng truyền ra môi trường không khí coi như không đáng kể cho nên số hạng thứ hai có thể bỏ qua, trên cở sở đó có thể xác định sự tăng nhiệt độ trống phanh trong khi phanh như sau: (12.61) Sự tăng nhiệt độ của trống phanh với tốc độ của ôtô =8,33m/s cho đến khi dừng hoàn toàn ( = 0) không được quá 150K. Khi phanh ngặt do thời gian phanh quá ngắn cho nên nhiệt độ sinh ra trong khi phanh không kịp làm nóng đều toàn bộ trống phanh. Vì vậy nhiệt độ trên bề mặt tiếp xúc của trống phanh với má phanh có thể vượt khá nhiều nhiệt độ trung bình tính theo công thức (12.61).
  6. Nếu phanh nhiều lần liên tục thì số hạng thứ hai ở vế bên phải của phương trình (12.60) sẽ tăng lên. Thí nghiệm trong điều kiện chạy ở thành phố cho biết rằng nhiệt độ trung bình của trống phanh ôtô du lịch là 3230K và khi phanh ngặt liên tục có thể lên đến 4230K. Để đảm bảo điều kiện làm việc bình thường của cơ cấu phanh và để má phanh ít mòn cần đảm bảo thoát nhiệt tốt khi phanh. Muốn thoát nhiệt tốt cần phải tăng diện tích làm mát của trống bằng cách làm các gân tản nhiệt. Thí nghiệm chứng tỏ rằng nhiệt độ của trống phanh có gân tản nhiệt thấp hơn khoảng so với trống không có gân. Khi thiết kế cơ cấu phanh phải đảm bảo thông gió tốt cho trống phanh. Điều này rất quan trọng để hạ nhiệt độ trống phanh vì trống phanh thường đặt ở trong lồng bánh. Để cho má phanh không bị nung nóng quá mức khi phanh, ở các dốc xuống dài nên dùng phương pháp phanh bằng động cơ.