MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................ 4
PHẦN I .................................................................................................... 5
THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG PHANH XE DU LỊCH 7 CHỖ 5
Chương 1 ................................................................................................. 5
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH............................................... 5
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại ..................................................... 5
1.1.1. Công dụng ..................................................................................... 5
1.1.2. Phân loại ........................................................................................ 5
1.1.3. Yêu cầu .......................................................................................... 6
1.2. Kết cấu hệ thống phanh .................................................................... 6
1.3. Một số cơ cấu phanh ........................................................................ 7
1.3.1. Cơ cấu phanh guốc ........................................................................ 7
1.3.2. Cơ cấu phanh đĩa ........................................................................... 8
1.3.4. Phanh dải ....................................................................................... 9
1.4. Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh ......................... 9
1.4.1. Dẫn động cơ khí ............................................................................ 9
1.4.2. Dẫn động thủy lực ......................................................................... 10
1.4.3. Dẫn động khí nén .......................................................................... 11
Chương 2 ................................................................................................. 13
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ................................................ 13
2.1. Phân tích chọn phương án thiết kế ................................................... 13
2.2. Lựu chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau ........................ 13
2.3. Lựu chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước ..................... 14
2.3.1. Cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh cố định ........................................ 14
2.3.2. Cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh di động ........................................ 14
2.3.3. Ưu, nhược điểm của phanh đĩa ..................................................... 15
2.4. Phân tích chọn phương án dẫn động ................................................ 16
2.4.1. Sơ đồ dẫn động thủy lực ............................................................... 16
2.4.2. Nguyên lý hoạt động ..................................................................... 16
2.4.3. Ưu điểm dẫn động thủy lực ........................................................... 17

2.4.4. Nhược điểm dẫn động thủy lực ..................................................... 17
2.5. Một số phương án dẫn động ............................................................. 17
1


2.5.1. Phương án 1: dẫn động thủy lực một dòng ................................... 17
2.5.2. Phương án 2: dẫn động thủy lực hai dòng .................................... 18
2.6. Các yêu cầu đề tài ............................................................................ 19
2.7. Các tính tốn bền .............................................................................. 20
Chương 3 ................................................................................................. 21
THIẾT KẾ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN .......................... 21
3.1. CƠ CẤU PHANH ............................................................................ 22
3.1.1. Các thông số kỹ thuật xe tham khảo ............................................. 22
3.1.2. Cơ cấu phanh xe tham khảo .......................................................... 23
3.1.3. Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe ......................... 24
3.1.4. Với phương án thiết kế phanh cầu sau sử dụng là phanh guốc .... 25
3.1.5. Với phương án thiết kế phanh cầu trước là phanh đĩa .................. 31
3.2. TÍNH TỐN DẪN ĐỘNG PHANH ............................................... 36
3.2.1. Tính tốn đường kính xilanh các xilanh ....................................... 36
3.2.2. Hành trình làm việc của các piston trong xilanh........................... 37
3.2.3. Cấu tạo xilanh chính loại tăng đem hai buồng .............................. 38
3.2.4. Tính bền đường ống dẫn động phanh ........................................... 40
3.3. Thiết kế trợ lực phanh ...................................................................... 41
3.3.1. Phân tích phương án trợ lực chân không ...................................... 41
3.3.2. Thiết kế bộ trợ lực chân khơng ..................................................... 43
3.4. Tính bền một số chi tiết .................................................................... 47
3.4.1. Tính bền guốc phanh ..................................................................... 47
3.4.2. Tính bền trống phanh .................................................................... 54
3.5. Điều hòa lực phanh .......................................................................... 55
3.5.1. Cơ sở lý thuyết điều hòa lực phanh............................................... 55

3.5.2. Một số điều hịa lực phanh trên ơ tơ.............................................. 56
3.5.3. Tính tốn bộ điều hịa lực phanh ................................................... 59
PHẦN II……………………………………………………………………..66
QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA VÀ LẮP RÁP HỆ THỐNG
PHANH ................................................................................................... 66
Chương 1 ................................................................................................. 66
CHẨN ĐOÁN CÁC HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG PHANH .............. 66
1.1. Đặc điểm kết cấu và các thơng số chẩn đốn, một số tiêu chuẩn cơ bản
trong kiểm tra hiệu quả phanh ................................................................. 66
2


1.1.1. Đặc điểm kết cấu .......................................................................... 66
1.1.2. Các thông số chuẩn đoán và một số tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra
hiệu quả phanh. ....................................................................................... 66
1.2. Phương pháp và thiết bị chẩn đoán .................................................. 68
1.2.1. Xác định hiệu quả phanh ............................................................... 68
1.2.2. Đo lực phanh và mô men phanh trên bệ thử ................................. 69
1.2.3. Đo lực phanh và hành trình bàn đạp phanh .................................. 71
1.2.4. Đo lực phanh tay và hành trình cần kéo phanh tay ....................... 72
1.2.5. Xác định sự không đồng đều của lực (hay mô men phanh).......... 72
1.3. Chuẩn đoán cơ cấu phanh ................................................................ 73
1.3.1. Chuẩn đoán theo đặc điểm chung ................................................. 73
1.3.2. Chuẩn đoán theo đặc diểm riêng ................................................... 73
1.3.3. Đặc điểm chẩn đoán các loại hệ thống phanh ............................... 74
Chương 2 ................................................................................................. 76
CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG HỆ THỐNG PHANH ....... 76
2.1. Các hư hỏng thường gặp trong hệ thống phanh .............................. 76
2.1.1. Các thông số sửa chữa và mômen xiết tiêu chuẩn của hệ thống phanh
................................................................................................................. 76

2.1.2. Các hư hỏng thường gặp ở hệ thống phanh .................................. 80
Chương 3 ................................................................................................. 83
QUY TRÌNH THÁO LẮP ...................................................................... 83
3.1. Bàn đạp phanh .................................................................................. 83
3.1.1. Bàn đạp phanh gồm có các cụm.................................................... 83
3.1.2. Các hư hỏng thường xảy ra ........................................................... 84
3.2. Bộ trợ lực và xy lanh chính .............................................................. 86
3.2.1. Bộ trợ lực....................................................................................... 86
3.2.2. Cụm xy lanh chính ........................................................................ 87
3.3. Phanh trước ...................................................................................... 90
3.4. Phanh sau.......................................................................................... 95
3.5. Phanh tay .......................................................................................... 101
KẾT LUẬN CHUNG………………………………………………………104
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 105
LỜI NÓI ĐẦU
3


Trong những năm gần đây, nền công nghiệp ôtô đã có sự phát triển mạnh
mẽ, hịa nhịp với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ôtô trên
thế giới. Việc Việt Nam gia nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ
tùng từ nước ngoài, cũng như mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có
nền cơng nghiệp ôtô phát triển hàng đầu thế giới như Đức, Mỹ, Nhật
Bản,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ôtô Việt Nam phát triển với việc
tiếp thu các dây chuyền công nghệ, ứng dụng các phát minh thiết kế vào sản
xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo dưỡng
và nâng cấp… ôtô tại Việt Nam, đóng góp khơng nhỏ vào thu nhập quốc dân
của đất nước.
Xxx là một trong những nơi nghiên cứu, giảng dạy hàng đầu về ôtô tại
Việt Nam. Sau quá trình học tập x năm tại xxx, chúng em đã được tìm hiểu

về hầu hết các hệ thống trên ơtơ. Trong các hệ thống đó thì hệ thống phanh là
một hệ thống rất quan trọng với vai trò đảm bảo tính an tồn chuyển động của
ơtơ, giúp giảm thiểu đáng kểtai nạn trên các tuyến đường giao thông. Với các
lý do như vậy, em đã quyết định chọn hệ thống phanh để tìm hiểu và nghiên
cứu khi làm đồ án tốt nghiệp, em đi sâu vào tìm hiểu hệ thống phanh xe con
với đề tài tốt nghiệp là:“ Thiết kế hệ thống phanh xe con 7 chỗ ngồi’’. Trong
quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy
giáo Xxx đồng thời em cũng nhận được ý kiến đóng góp trong bộ mơn ô tô và
xe chuyên dụng. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do kiến thức có hạn và thời
gian làm đồ án tốt nghiệp cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi những sai sót,
kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để đề tài của em được
hoàn thiện hơn trong tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện:
Xxx

4


PHẦN I
THIẾT KẾ TÍNH TỐN HỆ THỐNG PHANH XE DU LỊCH 7 CHỖ
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
1.1.1. Công dụng
− Hệ thống phanh ơ tơ có cơng dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ
nào đó hoặc dừng hẳn;
− Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc;
− Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn
được kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe;

− Ngày nay hệ thống phanh cịn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao
hiệu quả phanh.
1.1.2. Phân loại
a) Theo công dụng
− Hệ thống phanh chính (phanh chân);
− Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
− Hệ thống phanh dự phòng;
− Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện
từ).
b) Theo kết cấu của cơ cấu phanh
− Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
− Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa;
− Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải.
c) 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 khí nén - thủy lực;
− Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa;
5


− Hệ thống phanh dẫn động điện từ.
1.1.3. Yêu cầu
Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
− Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh
ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;
− Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô
khi phanh;
− Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay địn điều

khiển khơng lớn;
− Dẫn động phanh có độ nhạy cao, sự chậm tác dụng nhỏ;
− Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng
hồn tồn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào;
− Khơng có hiện tượng tự siết phanh khi ơtơ chuyển động tịnh tiến hoặc
quay vịng;
− Cơ cấu phanh thốt nhiệt tốt;
− Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao, ổn
định trong điều kiện sử dụng;
− Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với
lực phanh trên bánh xe;
− Có khả năng phanh ơtơ khi dừng trong thời gian dài;
− Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa.
1.2. Kết cấu hệ thống phanh
Thực chất của q trình làm giảm vận tốc của xe, đó là hệ thống phanh
phải tạo ra một lực cản lại sự chuyển động của xe ta gọi đó là lực phanh.
Trong quá trình chuyển động, xe chỉ tiếp xúc với khơng khí và mặt đường nên
chỉ chịu các lực tác dụng từ trong môi trường này. Lực cản của không khí
trong q trình chuyển động của xe là khơng đủ để phanh xe có hiệu quả. Do
vậy lực cản lại chuyển động của xe (tức lực phanh) chỉ có thể là lực ma sát
giữa bánh xe và mặt đường. Khi bánh xe lăn không trượt trên mặt đường (lăn
tinh) lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường chính là lực cản lăn, thực tế lực
này rất nhỏ trên mặt đường tốt hệ số cản lăn f chỉ bằng 0,02. Để tạo ra một lực
ma sát lớn giữa bánh xe và mặt đường đủ để phanh bánh xe có hiệu quả phải
6


chống lại sự lăn tinh của bánh xe tức là phải cản lại chuyển động quay của
bánh xe. Khi bánh xe không quay được bánh xe sẽ trượt lết trên mặt đường,
khi đó lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường đạt giá trị cực đại, hệ số ma sát

giữa bánh xe và mặ đường lúc này được gọi là hệ số bám (trên thực tế khi
trượt lết hoàn tồn, hệ số bám bị suy giảm chút ít (do có sự nóng lên giữa các
bề mặt tiếp xúc, vật liệu chế tạo lốp và tình trạng mặt đường)). Như vậy để
cản lại chuyển động quay của bánh xe sẽ phải tạo ra một mơmen cản. Từ đó ta
thấy thực chất của quá trình làm giảm vận tốc của xe đó là q trình mà hệ
thống phanh phải sinh ra một mômen cản để cản lại chuyển động quay của
bánh xe. Mômen này được gọi là mômen phanh. Trên hệ thống phanh bộ
phận sinh ra mômen cản lại chuyển động quay của bánh xe được gọi là cơ cấu
phanh. Bộ phận truyền lực điều khiển từ người lái (hoặc một nguồn năng
lượng nào đó) đến cơ cấu phanh để điều khiển cơ cấu phanh sinh ra mômen
phanh được gọi là dẫn động phanh. Như vậy về cơ bản, hệ thống phanh gồm
hai bộ phận là: cơ cấu phanh và dẫn động phanh.
Nhận xét: Kết cấu chung của cơ cấu phanh dùng trên ơtơ tùy thuộc vào
vị trí đặt nó (phanh ở bánh xe hoặc hệ thống truyền lực), loại chi tiết quay và
chi tiết tiến hành phanh. Có loại phanh guốc và phanh đĩa được sử dụng rộng
rãi trên các ôtô hiện nay.
1.3. Một số cơ cấu phanh
1.3.1. Cơ cấu phanh guốc
a) Cơ cấu phanh kiểu tang trống

Hình 1.1: Cấu tạo cơ cấu phanh kiểu tang trống

b) Nguyên lý hoạt động
7


Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh. Mâm phanh được bắt cố
định trên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch
tâm, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của
xi lanh phanh làm việc gần nhau. Các má phanh ln tì sát vào cam lệch tâm.

Cam lệch tâm cùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má
phanh và trống phanh. Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát.
Giữa các piston của xi lanh có lị xo để ép các piston ln tì sát vào các guốc
phanh.
Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh
mịn đều nhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn.
Khi tác dụng vào bàn đạp chất lỏng với áp suất cao truyền đến xi lanh
tạo nên áp lực ép trên piston đẩy các guốc phanh, các má phanh được ép vào
trống phanh tạo nên sự phanh.Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu
phanh và lò xo giữa các piston sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu,
q trình phanh kết thúc.
Trong q trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mịn, do đó khe hở
giữa má phanh và trống phanh sẽ tăng lên. Muốn cơ cấu phanh hoạt động hiệu
quả, phải điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cách xoay
cam lệch tâm và xoay chốt lệch tâm.
1.3.2. Cơ cấu phanh đĩa
a) Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.2: Cơ cấu phanh đĩa

b) Nguyên lý hoạt động
Khi tác dụng lực vào bàn đạp, qua các cơ cấu dẫn động, dầu có áp suất
cao được bơm vào trong các xi lanh công tác tại cơ cấu phanh đẩy các piston
8


ép vào má phanh. Đầu piston có gắn các tấm ma sát. Các tấm ma sát ép sát
vào má phanh tiến hành quá trình phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, do sự hồi
dầu về bình dầu nên các tấm ma sát tách khỏi má phanh, có khe hở nên kết
thúc quá trình phanh.

1.3.4. Phanh dải
a) Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.3: Cơ cấu phanh dải

b) Nguyên lý hoạt động
Khi tác dụng lên bàn đạp, qua cơ cấu dẫn động làm cho đai phanh căng
lên và áp sát vào trống phanh, quá trình phanh được thực hiện. Khi nhả bàn
đạp phanh, khơng có lực P tác dụng vào đai phanh nữa, cơ cấu phanh trở về vị
trí ban đầu. Kết thúc quá trình phanh.
c) Ưu nhược điểm
Lực hướng kính lớn nên phanh khơng êm dịu, khó điều chỉnh khe hở
giữa đai và trống phanh. Phanh không bền vững.Cơ cấu phanh bơi chủ yếu
lắp trên hệ thống phanh truyền lực.
1.4. Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh
1.4.1. Dẫn động cơ khí
a) Sơ đồ cấu tạo

9


Hình 1.4: Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí

b) Đặc điểm: Chủ yếu dùng cho phanh tay.
c) Nguyên lý hoạt động
Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển. Thanh
dẫn 2 nối liền với dây cáp. Các con lăn 3 và 5 dẫn hướng cho dây cáp. Dây
cáp 4 bắt vào mút thanh dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với
thanh cân bằng 9. Thanh dẫn 6 lắp với bản lề trên giá đỡ, thanh cân bằng 9
phân bố đều lực phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới cơ cấu phanh bánh xe

trái và phải phía sau. Địn dây cáp nối với đòn bẩy ép, tác động lên guốc
phanh thơng qua tấm đỡ, địn bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12.Khi kéo phanh
1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện q trình
phanh.Khi nhả phanh, địn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lị xo
hồi vị, kết thúc quá trình phanh.
1.4.2. Dẫn động thủy lực
a) Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.5: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực
1.Bànđạp; 2.Xi lanh phanh chính; 3.Đường dẫn dầu;
4.Xi lanh phanh bánh xe ; 5.Má phanh.

b) Nguyên lý hoạt động
Khi đạp phanh, qua thanh đẩy piston nằm trong xi lanh chính 2, dầu bị
épvới áp suất cao sẽ qua đường ống dẫn 3 tác dụng lên bề mặt của các piston
4. Hai piston này thắng lực lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh sẽ đẩy hai má
phanh 5 ép sát vào trống phanh và tiến hành phanh. Khi nhả bàn đạp, do có sự
10


hồi dầu và lực của lò xo hồi vị nên hai má phanh sẽ tách khỏi trống phanh, kết
thúc quá trình phanh.
c) Đặc điểm
Áp suất truyền đến các xi lanh làm việc là như nhau. Lực phanh trên các
bánh xe phụ thuộc vào đường kính piston của xi lanh cơng tác. Muốn có
mơmen ở cầu trước khác cầu sau chỉ cần làm đường kính các piston của xi
lanh cơng tác khác nhau. Lực tác dụng lên cơ cấu phanh phụ thuộc vào tỷ số
truyền động.
Các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt
đầu tăng khi tất cả các má phanh áp sát đĩa phanh. Khơng phụ thuộc vào

đường kính xi lanh và khe hở giữa trống phanh và má phanh.
1.4.3. Dẫn động khí nén
a) Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.6: Sơ đồ dẫn động khí nén

1.Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 4.Lị xo hồi vị;
3.Bình khí nén; 5.Bầu phanh; 6.Tổng van phanh

b) Nguyên lý hoạt động
Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh một lực thì tổng van 6
sẽ được mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ống dẫn đến
các bầu phanh 5. Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy
11


làm xoay cam của cơ cấu phanh. Do đó ép má phanh vào trống phanh. Bộ
điều chỉnh áp suất 2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạn xác định.
Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa bình chứa
khí với đường ống dẫn để ống dẫn mở thơng với khí quyển. Khí nén từ các
bầu phanh được thoát ra và guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúc
phanh.
c) Đặc điểm
Cấu tạo đơn giản, lắp ráp dễ dàng nhưng độ an toàn thấp, độ tin cậy
không cao. Độ nhạy của hệ thống không cao, do vậy thời gian chậm tác dụng
lớn. Các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước và trọng lượng lớn nên thường
dùng trên xe tải.

12



Chương 2
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Phân tích chọn phương án thiết kế
Thiết kế hệ thống phanh xe con 7 chỗ ngồi, đây là loại xe du lịch có 2
cầu trên thực tế hầu hết cầu sau chủ động, cầu trước dẫn hướng.
2.2. Lựu chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau
Hệ thống phanh chính (phanh chân) của loại xe này cơ cấu phanh phanh
sau là cơ cấu phanh guốc. Trong cơ cấu phanh guốc có các loại khác nhau
như: cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục, cơ cấu phanh guốc đối xứng qua
tâm, cơ cấu phanh guốc loại bơi, cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa… Qua
phân tích kết cấu các cơ cấu phanh loại guốc chúng ta thấy rằng tùy theo sự
bố trí các guốc phanh và điểm tựa mà sẽ đạt được hiệu quả phanh (momen
phanh) là khác nhau mặc dù kích thước guốc phanh là như nhau.
So với cơ cấu phanh guốc loại đối qua trục các cơ cấu phanh đối xứng
qua tâm, loại bơi hay loại tự cường hóa có ưu điểm hơn là hiệu quả phanh khi
ô tô chuyển động tiến tăng hơn từ 1,6 đến 3,6 lần (khi chuyển động lùi có thể
hiệu quả phanh giảm tùy theo kết cấu nhưng khơng làm ảnh hưởng nhiều vì
khi ơ tơ lùi thường có tốc độ thấp nên u cầu momen phanh ít hơn) nhưng
nhược điểm của chúng là kết cấu khá phức tạp nên thường chỉ được bố trí ở
cầu sau của ô tô du lịch, ô tô tải nhẹ, trung bình .Do yêu cầu cần đạt momen
phanh lớn với kích thước cơ cấu phanh nhỏ. Nên trong trường hợp này khi
thiết kế phanh xe con 7 chỗ ngồi ta chọn cơ cấu phanh cầu sau là loại phanh
guốc đối xứng qua trục.

Hình 2.1: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

13



Phanh dừng (phanh tay) được dẫn động bằng cơ khí và điều khiển bằng
tay được bố trí kết hợp trên cơ cấu phanh của bánh xe phía sau.
2.3. Lựu chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước
Phanh đĩa được dùng phổ biến cho các xe có vận tốc cao đặc biệt hay
gặp trên xe con. Cơ cấu phanh đĩa thường được bố trí ở cầu trước, ngày nay
trên ô tô hiện đại phanh đĩa được bố trí trên cả 2 cầu: cầu trước và cầu sau.
Trên các loại xe hiện nay thường có 2 loại cơ cấu phanh đĩa thường được sử
dụng:
2.3.1. Cơ cấu phanh đĩa có giá xi lanh cố định
Khi có lực phanh, dầu cao áp sẽ dồn tới xi lanh đẩy piston ép các má
phanh vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh. Số lượng xi lanh cơng tác có
thể là 2 hoặc 4 xi lanh đặt đối xứng nhau, hoặc 3 xilanh với 2 xi lanh nhỏ
được bố trí một bên cịn 1 xilanh lớn bố trí một bên.

a)

b)

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo phanh đĩa
a) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh đặt cố định
b) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh di động

2.3.2. Cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh di động
Phanh đĩa có giá xilanh di động chỉ bố trí xi lanh thủy lực 1 bên. Giá
xilanh có thể di động được trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay ơ. Khi
phanh, dầu cao áp đẩy piston ép một bên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng
thời đẩy giá đặt xilanh trượt trên trục dẫn hướng đến ép má phanh còn lại áp
sát vào đĩa phanh. Khi cả 2 má phanh ép sát vào đĩa phanh thì quá trình phanh
mới được thực hiện. Phanh đĩa có giá di động được dùng trên đa số các ô tô
14



du lịch ngày nay. Do chỉ bố trí một bên xi lanh vì vậy mà tăng diện tích làm
mát cho đĩa phanh có thể tránh được hiện tượng sơi dầu khi phanh với cường
độ cao.
2.3.3. Ưu, nhược điểm của phanh đĩa
a) Ưu điểm
Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản.
Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn có khả năng giảm giá thành trong sản
xuất.
Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định hơn cơ cấu phanh
kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều này giúp cho các bánh xe bị
phanh làm việc ổn định hơn nhất là khi phanh với vận tốc cao.
Khối lượng các chi tiết nhỏ, số lượng ít, kết cấu gọn cho nên tổng khối
lượng các chi tiết không được treo sẽ giảm nâng cao tính êm dịu và sự bám
đường của xe.
Khả năng thốt nhiệt của cơ cấu phanh ra bên ngồi dễ dàng.
Thốt nước bám vào bề mặt đĩa phanh tốt: do nước bám vào bề mặt đĩa
phanh sẽ bị lực li tâm loại bỏ rất nhanh nên khả năng phục hồi tính năng
phanh nhanh chóng.
Khơng cần điều chỉnh phanh.
b) Nhược điểm
Khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh khơng được che đậy kín,
bụi bẩn sẽ loạt vào khe hở giữa má phanh và đĩa phanh khi ô tô đi vào chỗ lầy
lội làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh cho nên làm giảm hiệu quả
khi phanh.
Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn. Gây tiếng ồn khi
phanh: có tiếng rít khi phanh do sự tiếp xúc giữa má phanh và đĩa phanh khi
phanh.
Lực phanh nhỏ hơn.

Kết luận: Với ưu điểm lớn nhất đó là kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh
cao và với phân tích so sánh ở trên ta chọn cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động
làm cơ cấu phanh đĩa.
15


2.4. Phân tích chọn phương án dẫn động
Trên xe con hiện nay chủ yếu sử dụng phương án dẫn động bằng thủy lực:
2.4.1. Sơ đồ dẫn động thủy lực

Hình 2.3: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực
1.Bàn đạp phanh; 2.Xilanh phanh chính; 3.Xilanh phanh bánh ;
4.Guốc phanh ; 5.Đường ống dẫn dầu ; 6. Phanh đĩa; 7. Cụm má phanh

2.4.2. Ngun lý hoạt động
Khi khơng phanh lị xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp
suất thấp nằm chờ trên đường ống. Khi người lái tác động vào bàn đạp 1, qua
thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằm trong xilanh 2, ép dầu trong xilanh
phanh chính 2 đi đến các đường ống dẫn 5. Chất lỏng với áp suất cao sẽ tác
dụng vào các piston ở xilanh bánh xe 3 và piston ở cụm má phanh 7. Hai
piston này sẽ thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh 4 ép sát vào trống phanh
thực hiện q trình phanh.
Khi thơi phanh người lái thơi tác dụng lên bàn đạp phanh lò xo hồi vị sẽ
ép dầu từ xilanh bánh xe 3 và xilanh phanh đĩa về xilanh chính 2.
Q trình làm việc của dẫn động phanh thủy lực dựa trên quy luật áp
suất thủy tĩnh. Áp suất trong sơ đồ dẫn động được truyền đến xilanh các bánh
xe là như nhau, khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xilanh
công tác tại mỗi bánh xe đó. Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh cũng
chính là lực tác dụng lên xilanh phanh chính do vậy áp suất trong dẫn động và
lực tác động lên má phanh sẽ tăng lên. Do vậy dẫn động phanh thủy lực tác

dụng bảo đảm được sự làm việc đồng của các cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ lệ
16


giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh hay má phanh ở cơ
cấu phanh đĩa.
2.4.3. Ưu điểm dẫn động thủy lực
− Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh trên bánh xe
hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu;
− Hiệu suất cao;
− Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản;
− Có khả năng ứng dụng trên nhiều loại ô tô khác nhau khi chỉ cần thay
đổi cơ cấu phanh.
2.4.4. Nhược điểm dẫn động thủy lực
− Tỷ số của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên
cơ cấu phanh;
− Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
2.5. Một số phương án dẫn động
2.5.1. Phương án 1: dẫn động thủy lực một dịng

Hình 2.4: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực một dòng
1.Bánh xe ;2.Đĩa phanh ;3.Xilanh bánh trước ;4. Xilanh chính ;
5. Bàn đạp ;6. Xilanh bánh sau;7. Má phanh sau

Dẫn động một dịng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một
đường duy nhất dẫn đến tất cả các xilanh công tác của các bánh xe. Dẫn động
một dịng có kết cấu đơn giản nhưng độ an tồn khơng cao. Vì một lý do nào
đó bất kỳ một đường ống dẫn dầu tới các xilanh bánh xe bị rị rỉ thì dầu trong
hệ thống phanh cũng bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.
17



2.5.2. Phương án 2: dẫn động thủy lực hai dòng
a) Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt khơng có trợ lực

Hình 2.5: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng
1.Bánh xe; 2.Đĩa phanh; 3.Xilanh bánh trước; 4. Xilanh chính;
5. Bàn đạp; 6. Xilanh bánh sau; 7. Má phanh.

Dẫn động hai dịng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh có hai đường dầu
độc lập dẫn tới các bánh xe ơ tơ. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử
dụng một xilanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dịng hoặc sử dụng xi
lanh chính kép (loại tăng đem).
b) Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân
khơng

Hình 2.6: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dịng có trợ lực
1.Bánh xe; 2.Đĩa phanh ; 3.Xi lanh bánh trước; 4. Xilanh chính;
5. Bàn đạp; 6. Xilanh bánh sau ; 7. Má phanh sau;8. Trợ lực phanh

18


Ưu điểm: Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dịng nào đó vẫn phanh được
ở cầu xe của dòng còn lại.
Nhược điểm: Nếu như hỏng đường dẫn động cầu trước thì có thể xảy ra
hiện tượng quay ngang xe khi phanh. Nếu hỏng đường dầu dẫn động cầu sau
thì có thể mất tính ổn định khi phanh gấp.
c) Dẫn động thủy lực hai dịng chéo nhau có trợ lực chân khơng
Ưu điểm: Khi bị hỏng hay rị rỉ dầu ở một dịng thì ơ tơ vẫn được phanh

ở một bánh trước và một bánh sau ở phía so le. Chất lượng phanh vẫn được
đảm bảo tốt cả khi trên đường có hệ số bám dọc ở hai vết bánh xe khác nhau
nhiều.
Nhược điểm: Khi một dòng bị hư hỏng thì có thể làm quay ngang xe
hoặc mất ổn định hướng khi phanh xe.

Hình 2.7: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dịng chéo nhau có trợ lực
1.Bánh xe ;2.Đĩa phanh ;3.Xilanh bánh trước; 4. Xilanh chính ;
5. Bàn đạp;6. Xilanh bánh sau ;7. Má phanh sau;8. Trợ lực phanh

Kết luận: Sau khi phân tích các phương án dẫn động thủy lực trên thì có
thể thấy rằng phương án dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu độc lập có
trợ lực chân khơng vừa đảm bảo an toàn vừa phanh nhẹ nhàng đồng thời hiệu
quả phanh cao.
2.6. Các u cầu đề tài
Tính tốn hệ thống phanh dựa trên các tính tốn lý thuyết cơ bản của hệ
thống bao gồm việc tính tốn các thơng số cơ bản của các cụm, chi tiết liên
quan đến hệ thống phanh:
19


− Xác định phương án thiết kế;
− Thiết kế tính tốn các bộ phận của hệ thống phanh;
− Mơmen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh;
− Tính tốn cơ cấu phanh;
− Tính tốn dẫn động phanh;
− Tính tốn bộ điều hịa lực phanh;
− Tính tốn các bộ phận khác của hệ thống phanh;
− Kết luận.
2.7. Các tính tốn bền

Với các hệ thống thiết kế, tính tốn, việc kiểm tra bền các chi tiết rất
quan trọng trong quá trình đánh giá chất lượng các chi tiết cũng như tuổi thọ
của chúng. Hệ thống phanh được tạo ra từ các chi tiết nên ngồi tính tốn,
thiết kế các thơng số cơ bản chúng ta phải kiểm bền các chi tiết. Thông
thường chúng ta chỉ kiểm bền một số chi tiết thuộc cơ cấu phanh:
− Guốc phanh;
− Trống phanh;
− Đường ống dẫn động phanh.

20


Chương 3
THIẾT KẾ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN
3.1. CƠ CẤU PHANH
3.1.1. Các thông số kỹ thuật xe tham khảo
– Trọng lượng xe không tải

: 15750

N

+ Phân bố tải trọng ra cầu trước

: 8700

N

+ Phân bố tải trọng ra cầu sau


: 7050

N

: 21700

N

+ Phân bố tải trọng ra cầu trước

: 9900

N

+ Phân bố tải trọng ra cầu sau

: 11800

N

Công suất động cơ
Mômen xoắn động cơ
Chiều dài cơ sở (L)
Chiều dài
Chiều rộng cơ sở (B)
Chiều cao (H)
Chiều cao trọng tâm(hg)
Kiểu lốp sử dụng

:

:
:
:
:
:
:
:

– Trọng lượng xe khi đầy tải

–
–
–
–
–
–
–
–

134/5600 Hp/rpm
18,6/4000 kg.m/rpm
2750
mm
4585
mm
1760
mm
1750
mm
800

mm
205/65 R15

21


3.1.2. Cơ cấu phanh xe tham khảo
Sơ đồ cấu tạo
1. Bàn đạp
2. Bộ trợ lực
3. Xi lanh chính
4. Đĩa phanh
5. Giá đỡ đĩa phanh
6. Má phanh
7. Guốc phanh
8. Má phanh
9. Xi lanh bánh xe
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí chung

a) Ở cầu trước (cơ cấu phanh trước)

1. Giá cố định
2. Lò xo lá
3. Chốt trượt
4. Giá di động
5. Má phanh
6. Đĩa phanh

Hình 3.2: Cơ cấu phanh đĩa


Cơ cấu phanh đĩa có giá đặt xi lanh di động bố trí một xi lanh. Giá
xilanh được bố trí di động trên các giá nhỏ dẫn hướng. Khi phanh xi lanh đẩy
piston và má phanh vào đĩa phanh, sau đó đẩy giá đặt xi lanh trượt trên trục
dẫn hướng để ép nốt má bên kia vào đĩa phanh.
Loại này có kết cấu các tấm má phanh tự lựa được điều khiển bằng một
xi lanh lực đặt trên giá quay.
22


b) Ở cầu sau (cơ cấu phanh sau)

Hình 3.3: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục nghĩa là gồm
hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng. Cơ cấu phanh
kiểu này dùng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào tang trống, loại này
thường được dùng trên xe tải nhỏ và các loại xe du lịch. Cấu tạo chung của
loại này gồm một mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu, trên mâm phanh
có hai chốt định vị để lắp ráp đầu dưới của hai guốc phanh. Hai chốt cố định
này có thể bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở má phanh và tang trống
phía dưới. Đầu trên của hai guốc phanh được lò xo guốc phanh kéo vào ép sát
với piston xi lanh. Khe hở của hai má phanh và tang trống phía trên được điều
chỉnh bằng hai cam lệch tâm. Ở hình trên trống phanh quay theo chiều kim
đồng hồ thì guốc trái là guốc xiết cịn guốc phải là guốc nhả, chính vì vậy mà
má phanh bên guốc xiết thường được làm dài hơn má phanh bên guốc nhả với
mục đích để hai má phanh có hao mịn như nhau trong q trình sử dụng.
c) Cơ cấu phanh dừng
Phanh dừng dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng. Nói
chung hệ thống phanh này được dùng khi ô tô đứng yên, không di chuyển trên
các loại đường khác nhau.

Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe
phía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.
23


Dẫn động của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được
bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động của hệ thống phanh chính và được
điều khiển bằng tay vì vậy được gọi là phanh tay.
3.1.3. Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe
Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc
độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp tại các bánh xe thì mơmen phanh tính
tốn cần sinh ra ở bánh xe mỗi cơ cấu phanh:

Ở cầu trước:

M '=

jmax hg 
Gb 
1 +
r
2L 
gb  bx

Ở cầu cầu sau:

M '' =

jmax hg 

Ga 
1 −
r
2 L 
ga  bx

Trong đó:
G: Trọng lượng ơtơ khi đầy tải. G = 21700 (Kg)
L: Chiều dài cơ sở của ôtô. L = 2750 (mm)
a, b, hg : Tọa độ trọng tâm ơtơ
Ta có:
G.b
= G 1 - Phân bố tải trọng ra cầu trước G1 = 9900 (Kg)
L
G.a
= G 2 - Phân bố tải trọng ra cầu sau G2= 11800 (Kg)
L

a=

LG 2 2750.11800
=
= 1495 (mm )
G
21700

b=

LG1 2750.9900
=

= 1255
G
21700

(mm)

jmax : Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh.
Để tận dụng hết lực phanh thì lực phanh sinh ra phải bằng với lực bám
của xe với đường.
24


PPmax = Pφmax
m.jmax = G.φ = m.g.φ
jmax = g.φ = 9,81.0,6= 5,886≈ 5,9 m/s2
φ : Hệ số bám của bánh xe với mặt đường. Chọn φ = 0,6
rbx: Bán kính làm việc trung bình của bánh x
g :gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)
Bán kính làm việc trung bình được tính:
rbx = λ.ro
λ: Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp λ = 0,93÷0,95 chọn λ = 0,93
ro : Bán kính thiết kế, ro = D/2
Với xe tham khảo, kiểu lốp sử dụng là 205/65 R15 ta có:
d1 = 15 inch = 381 (mm)
B = 205

(mm)

H/B = 65%
D = d1 + 2.B.H/B = 381 + 2.2085.0,65 = 647,5 (mm)

ro = D/2 = 647,5/2 = 323,75 (mm)
rbx = 0,93.323,75 = 301 (mm) = 0,301 (m)
Vậy ta có:
G
21700
b +  hg ) rbx =
(1,255 + 0,6.0,8).0,6.0,301
(
2L
2.2,75
M ' =1236 ( Nm)

M '=

G
21700
a −  hg ) rbx =
(1,945 − 0,6.0,8).0,6.0,301
(
2L
2.2,750
M '' = 723 ( Nm)

M '' =

3.1.4. Với phương án thiết kế phanh cầu sau sử dụng là phanh guốc
a)Xác định góc δ, bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

tg =


cos 21 − cos 2 2
20 + sin 21 − sin 2 2

25