ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG
PHANH TRÊN XE MAZDA CX5

Sinh viên thực hiện: PHẠM TRỌNG KHÁNH

Đà Nẵng – Năm 2019


Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo
mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa
nên địi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó
song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì cơng nghệ ơtơ cũng có sự
thay đổi khá lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện
nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … trong đó vấn đề an toàn được
đặt lên hang đầu. Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà
sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những tính
năng ưu việt: chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng, … nhằm hạn
chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của
giáo viên hướng dẫn thầy Lê Văn Tụy, em quyết định thực hiện đề tài: “Khảo
sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thơng phanh trên xe MAZDA CX5”.
Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức cịn hạn
chế nên trong q trình thực hiện khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất
định. Em rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các

bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Đà Nẵng, ngày 17/12/2019
Sinh viên thực hiện

PHẠM TRỌNG KHÁNH

ii


Đồ án tốt nghiệp

CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp “Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống
phanh Mazda Cx5” là kết quả làm việc của bản thân và dưới sự hướng dẫn của tiến sĩ
Lê Văn Tụy. Những phần sử dụng tài liệu tham khảo trong đồ án đã được nêu rõ trong
phần tài liệu tham khảo. Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án là hồn tồn trung
thực, nếu sai tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi kỷ luật của bộ môn và nhà
trường đề ra.
Đà Nẵng, Ngày 17 tháng 12 năm 2019
Sinh viên

Phạm Trọng Khánh

iii


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC


Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn
Lời cam đoan liêm chính học thuật
Mục lục
Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ

i
ii
iii
vii

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................... 1
1.1. Mục đích, ý nghĩa và tính thực tiễn của đề tài ............................................ 1
1.1.1. Mục đích ..................................................................................................... 1
1.1.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 1
1.2. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh ...................................... 1
1.2.1. Công dụng .................................................................................................. 1
1.2.2. Yêu cầu ....................................................................................................... 2
1.2.3. Phân loại hệ thống phanh ........................................................................... 2
iv


Đồ án tốt nghiệp

1.2.3.1. Phân loại theo kết cấu của các cơ cấu phanh ........................................... 3
1.2.3.2. Phân loại theo hình thức dẫn động phanh ...............................................10

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ XE Ô TÔ MAZDA CX5 .........................20
2.1. Giới thiệu tổng quan về xe Mazda CX5 .....................................................20

2.2. Đặc tính kỹ thuật của xe Mazda CX5 ........................................................21
2.2.1. Giới thiệu về động cơ .................................................................................21
2.2.2. Hệ thống truyền lực – hộp số .....................................................................22
2.2.3. Khung gầm ................................................................................................22
2.2.4. Hệ thống phanh..........................................................................................23
2.2.4.1. Hệ thống phanh ABS ...............................................................................23
2.2.4.2. Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA ..................................................24
2.2.4.3. Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD ............................................24
2.2.5. Đặc điểm kết cấu hệ thống phanh trên xe Mazda CX5 ................................25
2.2.5.1. Cơ cấu phanh chính ................................................................................26
2.2.5.2. Dẫn động phanh .....................................................................................28

CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT..........................................................32
3.1. Sơ đồ và nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS ....................................32
3.1.1. Sơ đồ và cấu tạo chung hệ thống phanh ABS ..............................................32
3.1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS khi phanh......................................33
3.2. Cấu tạo của các bộ phận chính của hệ thống phanh ABS .........................36
3.2.1. Các cảm biến .............................................................................................36
3.2.2. Hộp điều khiển điện tử (ECU) ....................................................................38
3.3. Cở sở tính tốn hệ thống phanh .................................................................40

v


Đồ án tốt nghiệp

3.3.1. Lực phanh sinh ra ở bánh xe ......................................................................40
3.3.2. Điều kiện đảm bảo sự phanh tối ưu ............................................................41
3.3.3. Momen phanh yêu cầu ...............................................................................44
3.3.4. Hệ số lực phanh tác dụng lên các trục bánh xe ..........................................46

3.3.5. Moment phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu .........................47
3.3.6. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của q trình phanh ...............................47
3.3.7. Cơ sở về điều hịa lực phanh và chống bó cứng bánh xe khi phanh ............52
3.4. Mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt ...................................................62
3.5. Sự thay đổi của Mp, Mφ, và εb khi phanh có chống hãm cứng bánh xe ..64

CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN, KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ....66
4.1. Xác định momen phanh yêu cầu ................................................................66
4.2. Xác định mômen mà cơ cấu phanh có thể sinh ra .....................................71
4.2.1. Đối với cơ cấu phanh trước........................................................................71
4.2.2. Đối với cơ cấu phanh sau...........................................................................72
4.3. Xác định lực tác dụng lên bàn đạp .............................................................73
4.3.1. Xác định đặc tính áp suất phanh sau theo áp suất phanh ...........................73
4.3.2. Xác định lực và hành trình bàn đạp phanh .................................................74
4.4. Tính toán các chỉ tiêu phanh ......................................................................76
4.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.......................................................................77
4.4.2. Thời gian phanh .........................................................................................77
4.4.3. Quãng đường phanh ..................................................................................78

vi


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 5. BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHƯA HƯ HỎNG THỐNG
PHANH XE MAZDA CX5 ...........................................................................79
5.1. Một số tiêu chuẩn cơ bản trong điểm kiểm tra hiệu quả nhanh ...............79
5.2. Bảo dưỡng kỹ thuật.....................................................................................79
5.2.1. Các dạng bảo dưỡng ..................................................................................79
5.2.1.1. Kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên ..........................................................79

5.2.1.2. Bảo dưỡng cấp 1 .....................................................................................79
5.2.1.3. Bảo dưỡng cấp 2 .....................................................................................79
5.2.3. Quy trình bảo dưỡng một số chi tiết hệ thống phanh ..................................80
5.2.3.1. Bảo dưỡng xy lanh phanh chính ..............................................................80
5.2.3.2. Thay má phanh........................................................................................81
5.2.3.3. Kiểm tra hệ thống ABS ............................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................83

vii


Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe Mazda Cx5 ...................................... 20
Bảng 4.1. Các thông số cơ bản dùng để tính tốn ...................................................... 66
Bảng 4.2. Mối quan hệ momen phanh với hệ số bám ................................................ 70
Bảng 4.3: Mối quan hệ giữa áp suát phanh trước và phanh sau ................................. 74
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Cơ cấu phanh trống loại 1 ............................................................................ 3
Hình 1.2: Cơ cấu phanh trống loại 2 ............................................................................ 4
Hình 1.3. Cơ cấu phanh trống loại 3(cường hóa) .......................................................... 5
Hình 1.4: Cơ cấu phanh trống loại 4(cam ép) ............................................................... 6
Hình 1.5: Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định ................................................ 7
Hình 1.6: Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xi lanh cố định.................... 8
Hình 1.7: Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xylanh trên má kẹp ............. 9
Hình 1.8: Các sơ đồ dẫn động phanh thủy lực ............................................................ 10
Hình 1.9: Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp .......................................................... 12

Hình 1.10: Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng ...................................................... 13
Hình 1.11: Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén ............................................................ 15
Hình 1.12: Sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lực bằng bơm thủy lực.................................. 16
viii


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.13: Dẫn động phanh bằng thủy lực dùng bơm và các bộ tích năng ................. 17
Hình 1.14: Sơ đồ dẫn động phanh khí nén.................................................................. 18
Hình 1.15: Dẫn động phanh liên hợp thủy khí ............................................................ 19
Hình 2.1: Động cơ Skyactiv-G trên Mazda Cx5 ......................................................... 22
Hình 2.2: Quá trình phanh có và khơng có ABS trên đoạn đường cong ...................... 23
Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống phanh trên xe Mazda Cx5 .................................................. 25
Hình 2.4: Kết cấu phanh trước xe Mazda Cx5............................................................ 27
Hình 2.5: Cơ cấu phanh sau vàdừng Mazda Cx5 ........................................................ 28
Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo xilanh phanh chính ............................................................... 29
Hình 2.7: Bầu trợ lực chân khơng .............................................................................. 30
Hình 3.1: Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe .............................. 32
Hình 3.2: Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất .................................................................... 34
Hình 3.3: Giai đoạn giảm áp ...................................................................................... 35
Hình 3.4: Giai đoạn tăng áp ....................................................................................... 36
Hình 3.5: Cấu tạo cảm biến tốc độ ............................................................................. 37
Hình 3.6: Hoạt động của cảm biến tốc độ bánh xe ..................................................... 37
Hình 3.7: Sơ đồ lực và mơmen tác dụng lên bánh xe khi phanh ................................. 40
Hình 3.8: Lực tác dụng lên ơ tơ khi phanh ................................................................. 42
Hình 3.9: Sơ đồ lực tác dụng lên ơtơ khi phanh.......................................................... 44
Hình 3.10: Đồ thị thể hiện sự thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt
dầu phanh V1 và hệ số bám ....................................................................................... 51
Hình 3.11: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa mơmen phanh .............................................. 53

Hình 3.12: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh sau và trước
để đảm bảo sự lý tưởng .............................................................................................. 54
Hình 3.13: Đường đặc tính của bộ điều hịa lực phanh ............................................... 54
Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hệ số bám dọc ............................................. 56
Hình 3.15: Giản đồ phanh .......................................................................................... 58
Hình 3.16: Sơ đồ lực tác dụng lên ơ tô khi phanh mà bị quay ngang .......................... 60
ix


Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.17: Sơ đồ biểu diễn hệ số trượt trên các loại đường ........................................ 63
Hình 3.18. Sự thay đổi các thơng số khi phanh có ABS ............................................ 64
Hình 4.1: S Sơ đồ lực tác dụng lên xe Mazda khi phanh ............................................ 66
Hình 4.2: Đồ thị mối quan hệ giữa momen phanh của cơ cấu phanh bánh xe trước
và sau với hệ số bám .................................................................................................. 71
Hình 4.3: Đồ thị mối quan hệ giữa áp suất của dẫn động phanh trước và sau ............. 74

x


Đồ án tốt nghiệp

xi


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.

Chương 1:


TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ơ TƠ

1.1. Mục đích, ý nghĩa và tính thực tiễn của đề tài.
1.1.1. Mục đích
Ngày nay ơ tơ trở thành phương tiện quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống
hiện nay. Ơ tơ là phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và vận chuyển
hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao
thơng tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. Trên sự phát triển của ô tơ hiện nay
vấn để về tính an tồn ln được đặt lên hàng đầu và trong đó hệ thống phanh là hệ
thống an toàn quan trọng nhất của xe.
Hệ thống phanh ABS là một trong những công nghệ bổ sung cho hệ thống phanh
hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô hiện nay. Vai trò chủ yếu của ABS là giúp
tài xế duy trì khả năng kiểm sốt xe trong những tình huống phanh gấp. Cũng vì thế
mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và
sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thơng việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ
thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Mục đích của việc chọn đề tài “Khảo sát
hệ thống phanh abs và phát triển hệ thống phanh trên xe MAZDA CX5” là để có thể
tìm hiểu sâu về hệ thống phanh ABS và những công nghệ phát triển hệ thống phanh
hiện nay của xe Mazda trên dòng xe Mazda CX5.
Hệ thống phanh xe MAZADA CX5 là hệ thống phanh dẫn động thủy lực sử dụng
ABS, đang sử dụng rộng rải cho các đời xe hiện nay.
1.1.2. Ý nghĩa và tính thực tiễn
Hệ thống phanh ABS đã trở thành tiêu chuẩn cho tất cả xe ô tô hiện nay. Thực
hiện đề tài nay sẽ giúp em có thể hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động cụ thể của hệ
thống ABS. Từ đó có thể nâng cấp, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh,
tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với
mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của xe.
Ngồi ra, tìm hiểu những phát triển hệ thống phanh mới hiện nay của hãng
Mazda cho dòng xe CX5 giúp em có thể cập nhật được những cơng nghệ hiện đại hiện

nay đang được sử dụng và xu hướng phát triển của các xe hiện nay.

1.2. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh.
1.2.1. Công dụng
Hệ thống phanh dùng để:
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

1


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
- Giảm tốc độ của ô tô cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào
đó.
- Ngồi ra hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ trên
các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng.
Nó đảm bảo cho ơ tơ chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế ơ tơ mới có
thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển.
1.2.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp
nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an tồn
cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ơ tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian khơng hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh.
- Khơng có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi

quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều
kiện sử dụng.
- Có khả năng thốt nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
nhỏ.
1.2.3. Phân loại hệ thống phanh
- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh: phanh bánh xe và phanh truyền lực.
- Theo kết cấu của cơ cấu phanh gồm có:
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc.
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải.
- Theo dẫn động phanh gồm có:
+ Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí.
+ Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực.
+ Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén.
+ Hệ thống phanh dẫn động liên hợp khí nén- thủy lực.
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

2


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
+ Hệ thống phanh điện từ.
- Theo công dụng:
+ Hệ thống phanh dừng (phanh tay).
+ Hệ thống phanh chính (phanh chân).
1.2.3.1. Phân loại theo kết cấu của các cơ cấu phanh

1.2.3.1.1. Cơ cấu phanh trống guốc
a. Cơ cấu phanh trống guốc loại 1 (loại trống guốc có cơ cấu ép bằng xy lanh kép
và có hai điểm tựa cố định của guốc được bố trí cùng phía):
* Cấu tạo:

Hình 1.1 Cơ cấu phanh trống loại 1
Chú thích: 1- Guốc phanh; 2- Má phanh; 3- Lo xo; 4- Xylanh cơng tác
* Cơ cấu phanh loại 1 có các đặc điểm về kết cấu đáng chú ý:
- Hai guốc của cơ cấu phanh có điểm tựa tâm quay cố định của guốc được bố trí về
cùng một phía đối với cơ cấu phanh.
- Hai guốc sử dụng chung một cơ cấu ép là xy lanh kép (một xy lanh với hai piston
thường có cùng đường kính nhưng chiều tác dụng là trái chiều nhau), nên mô-men ma
sát do hai guốc tạo ra cho tang trống là khác nhau do tính chất tách/siết mặc dầu lực
ép do xy lanh kép tạo ra là giống nhau hồn tồn.
* Phân tích ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

3


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
+ Cơ cấu tang trống đơn giản nhất.
+ Có tính đối xứng thẳng đứng về phương tiện kết cấu.
- Nhược điểm:
+ Momen ma sát tạo ra bởi các guốc có giá trị khác nhau do tính chất tách siết của các
guốc đối với tang trống phụ thuộc vào chiều quay bánh xe.
* Phạm vi ứng dụng:

- Trên cơ cấu phanh sau của các loại xe oto du lịch, xe tải nhỏ.
b. Cơ cấu phanh trống guốc loại 2 (loại trống guốc có cơ cấu ép bằng xy lanh đơn và
có hai điểm tựa cố định của tâm quay guốc được bố trí khác nhau):
* Cấu tao:

Hình 1.2 Cơ cấu phanh trống guốc loại 2
Chú thích: 1- xylanh; 2-Má phanh; 3-lò xo; 4- Guốc phanh.
* Cơ cấu phanh loại 2 có các đặc điểm về kết cấu đáng chú ý:
- Cơ cấu phanh này có moment ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau. Trị số
moment không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này có cường độ ma sát
ở các tấm ma sát là như nhau và được gọi là cơ cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại
cơ cấu này là do profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dịch 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 dặt cố định.
* Phân tích ưu, nhược điểm
- Ưu điểm:
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

4


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
+ Đây là loại tang trống có tính đối xứng hồn tồn về phương diện kết cấu và tâm
quay bánh xe.
+ Momen ma sát của tang trống có giá trị hồn tồn giống nhau.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp hơn.

+ Giá thành cao hơn.
+ Bão dưỡng sữa chữa phức tạp hơn.
* Phạm vi sử dụng:
- Trên cơ cấu phanh trước của các loại xe oto du lịch, xe tải nhỏ.
c. Cơ cấu phanh trống guốc loại 3 – cường hóa (loại trống guốc có cơ cấu ép bằng
xylanh kép và thanh cường hóa):
* Cấu tao:

Hình 1.3 Cơ cấu phanh trống guốc loại 3 (loại cường hóa)
Chú ý: 1- xylanh; 2- Guốc phanh; 3- Má phanh; 4- lị xo; 5- thanh cường hóa.
* Cơ cấu phanh loại 3 này có các đặc điểm như sau:
- Đầu trên của hai guốc sử dụng chung một xy lanh kép để tạo lực ép chính cho hai
guốc.
- Đầu dưới của hai guốc được nối với nhau bằng thanh cường hóa tùy động.
- Mỗi guốc của cơ cấu phanh đều có thêm một tâm quay tùy động cùng được bố
trí cùng phía với xy lanh kép.
- Do tính chất của thanh cường hóa song song với phương lực ép P nên các lực
tác dụng lên các guốc là cùng song song nhau.
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

5


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
* Phân tích ưu, nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Đây là loại tang trống có tính đối xứng hoàn toàn về phương diện kết cấu và tâm
quay bánh xe.

+ Momen ma sát của tang trống được tạo bởi hai guốc phanh có giá trị lớn hơn.
- Nhược điểm:
+ Kết cấu phức tạp hơn.
+ Giá thành cao hơn.
+ Bão dưỡng sữa chữa phức tạp hơn.
* Phạm vi sử dụng:
- Trên cơ cấu phanh sau của các loại xe oto du lịch, xe tải nhỏ và tải trung bình.
d. Cơ cấu phanh trống guốc loại 4 (loại trống guốc với cam ép):
* Cấu tạo:

Hình 1.4 Cơ cấu phanh trống guốc loại 4 (loại cam ép)
Chú thích: 1-cam ép; 2-guốc phanh; 3-má phanh;4-lị xo.
* Cơ cấu phanh loại 4 này có các đặc điểm như sau:
- Hai guốc có tâm quay của điểm tỳ cùng bố trí về một phía.
- Hai guốc sử dụng chung một cam ép cùng kiểu và hành trình nâng để tạo lực
ép cho hai guốc.
* Phân tích ưu, nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Đây là loại tang trống có tính đối xứng hồn tồn về phương diện kết cấu và tâm
quay bánh xe.
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

6


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
+ Momen ma sát của tang trống được tạo bởi hai guốc phanh có giá trị bằng nhau.
+ Kết cấu phức đơn giản.

- Nhược điểm:
+ Cần lực bàn đạp phanh lớn, nhanh hỏng.
+ Lực ép từ cm lên các guốc là khác nhau do tính chất siết tách của guốc phụ thuộc
vào chiều quay.
* Phạm vi sử dụng:
- Trên cơ cấu phanh sau trên các loại xe tải lớn, tại trọng nặng.
1.2.3.1.2. Cơ cấu phanh đĩa.
a) Đặt điểm chung:
- Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch (chủ yếu ở các
bánh trước) và máy kéo. Gần đây loại phanh này bắt đầu được sử dụng trên một số ôtô
vận tải và chở khách.
- Phanh đĩa có các loại: kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay, vòng
ma sát quay.
-Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rãnh thơng gió, đĩa một lớp kim loại hay
ghép hai kim loại khác nhau.
- Trên ôtô sử dụng chủ yếu loại một đĩa quay dạng hở, ít khi dùng loại vỏ quay.
- Trên máy kéo còn dùng loại vỏ và đĩa cố định, vòng ma sát quay.
b) Phân loại:
* Loại má kẹp cố định:
- Ưu, nhược điểm: Phương án lắp cố định có độ cứng vững cao, cho phép sử
dụng lực dẫn động lớn. Tuy vậy điều kiện làm mát kém, nhiệt độ làm việc của cơ cấu
phanh cao hơn.
- Cấu tạo:

SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

7



Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.

Hình 1.5. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định.
Chú thích:1- Má phanh; 2- Má kẹp; 3- Piston; 4- Vịng làm kín; 5- Đĩa phanh.
* Loại má kẹp tùy động:
- Ưu, nhược điểm: Để khắc phục kiểu lắp má kẹp cố định có thể dùng kiểu má
kẹp tuỳ động. Má kẹp có thể làm tách rời hay liền với xi lanh bánh xe và trượt trên các
chốt dẫn hướng cố định. Kết cấu như vậy có độ cứng vững thấp. Khi các chốt dẫn
hướng bị biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mịn khơng đều, hiệu qủa phanh
giảm và gây rung động. Tuy vậy nó chỉ có một xi lanh thủy lực với chiều dài lớn gấp
đôi, nên điều kiện làm mát tốt hơn, dầu phanh ít nóng hơn, nhiệt độ làm việc có thể
giảm được 30  50 oC. Ngồi ra nó cịn cho phép dịch sâu cơ cấu phanh vào bánh xe.
Nhờ đó giảm được cánh tay địn tác dụng của lực cản lăn đối với trụ quay đứng của
các bánh xe dẫn hướng.
- Cấu tạo :
+ Kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xi lanh cố định.

SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

8


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.

Hình 1.6. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xi lanh cố định.
Chú thích:1- Đĩa phanh; 2- Má kẹp; 3- Đường dầu; 4- Piston; 5- Thân xi lanh; 6- Má
phanh

+ Kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xylanh bố trí trên má kẹp

Hình 1.7. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xylanh bố trí trên má kẹp.
Chú thích:1- Má kẹp; 2- Piston; 3- Chốt dẫn hướng; 4- Đĩa phanh; 5- Má phanh.
c) Ưu, nhược điểm so với cơ cấu phanh trống - guốc:
* Ưu điểm:
+ Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,05  0,15 mm nên rất nhạy, giảm
được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động.
+ Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mịn đều.
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

9


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
+ Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở.
+ Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị
của chúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến
dạng của kết cấu. Vì thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.
+ Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn.
+ Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với loại đĩa quay.
* Nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:
+ Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín.
+ Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mịn nhanh.
+ Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước.
+ Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên
khi động cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng để
kết hợp làm phanh dừng.

d) Phạm vi sử dụng:
- Cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch (chủ yếu ở các bánh trước)
và máy kéo. Gần đây loại phanh này bắt đầu được sử trên một số vận tải và chở khách
1.2.3.2 Phân loại theo hình thức dẫn động phanh
1.2.3.2.1. Dẫn động cơ khí
* Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẫy và dây cáp. Dẫn động
cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời các cơ cấu phanh vì :
- Khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn
động phanh khơng như nhau.
- Khó đảm bạo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu.
* Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí khơng được sử dụng ở hệ thơng
phanh chính mà chỉ được sử dụng ở hệ thống phanh dừng.
- Ưu điểm :
+ Độ tin cậy làm việc cao
+ Độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài
- Nhược điểm :
+ Hiệu suất truyền lực không cao
+ Thời gian phanh lớn
1.2.3.2.2. Dẫn động thủy lực
a) Các sơ đồ dẫn phân dòng
SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

10


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.

Hình 1.8. Các sơ đồ dẫn động phanh thủy lực.

Chú thích:1- Xylanh cơng tác bánh xe trước; 2- Xylanh chính; 3- Xylanh cơng tác
bánh xe sau.
- Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít
nhất là hai dịng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dịng
cịn lại vẫn được ơtơ máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó. Hiện nay phổ biến
nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dịng như trên Hình 1.9.
-Thường sử dụng nhất là sơ đồ phân dịng theo các cầu (Hình 1.9a). Đây là sơ đồ
đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước.
- Khi dùng các sơ đồ b,c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn. Hiệu quả phanh đảm
bảo khơng thấp hơn 50% khi hỏng một dịng nào đó. Tuy vậy khi dùng sơ đồ b và d,
lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dịng
bị hỏng. Điều này cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái.
- Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất.
* Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn động phanh
phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:
- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mô men phanh sinh ra với lực tác dụng lên bàn đạp và
hành trình của nó;
- Thời gian chậm tác dụng khi phanh không được vượt quá 0,6s, khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2s;

SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

11


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
- Phải có ít nhất hai dịng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải
cịn tối thiểu là 50%;
- Khi kéo mc, nếu mc tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại.

b) Ưu nhược điểm của dẫn động thủy lực
* Ưu điểm:
- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2  0,4 s)
- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dẫn động chỉ
bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh đã ép sát trống phanh
- Hiệu suất cao (=0,8  0,9)
- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành nhỏ
* Nhược điểm:
- Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào đó bị dị rỉ thì cả dịng dẫn động
khơng làm việc được.
- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường phải sử dụng các bộ trợ lực
để giảm lực đạp, làm cho kết cấu phức tạp
- Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bị
rung động và mô men phanh không ổn định
- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp.
c) Các loại dẫn động phanh dầu:
- Dẫn động tác dụng trực tiếp: Cơ cấu được điều khiển trực tiếp bằng lực tác
dụng của người lái.
- Dẫn động tác dụng gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực
người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp.
- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên các cơ cấu phanh là
áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực. Người lái chỉ điều
khiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến các cơ cấu
phanh tùy theo cường độ phanh yêu cầu.
d) Phân tích các sơ đồ dẫn động phanh dầu
* Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:

SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy


12


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.

Hình 1.9. Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp.
Chú thích:1,8-Bánh xe; 2, 7- Ống dẫn; 3- Piston; 4- Piston;
5-Xilanh chính; 6- Bàn đạp phanh.
* Nguyên lí làm việc của sơ đồ dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:
- Khi người lái tác dụng lên bàn đạp 6, Piston 4 trong xilanh chính 5 sẽ dịch
chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy Piston 3 dịch chuyển sang trái. Do đó áp
suất trong khoang B cũng tăng theo. Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống dẫn 2 và 8
đi đến các bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh.
* Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng:

Hình 1.10. Dẫn động thủy lực trợ lực chân không

SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

13


Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe Mazda CX5.
Chú thích:1- Xylanh chính; 2- Piston; 3- Bình dầu phụ; 4- Bầu trợ lực;5- Màng cao su; 6Màng cao su ở cơ cấu tỷ lệ; 7- Van khơng khí; 8- Phần tử lọc; 9- Bàn đạp; 11- Van chân
không; 12- Đường ống nạp;13-Van một chiều; 14,15- Đường dầu đi đến các cơ cấu phanh
trước/sau.


* Nguyên lý làm việc của sơ đồ dẫn động thủy lực trợ lục chân không :
- Khi nhả phanh: van chân không 11 mở, do đó khoang A sẽ thơng với khoang B
qua van này và có cùng áp suất chân khơng.
- Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần dịch chuyển sang phải làm
van chân khơng 11 đóng lại cắt đường thơng hai khoang A và B, cịn van khơng khí 7
mở ra cho khơng khí qua phần tử lọc 8 đi vào khoang A. Độ chênh lệch áp suất giữa
hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực,
và qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xi
lanh chính 1, ép dầu theo các ống dẫn (dịng 14 và 15) đi đến các xi lanh bánh xe để
thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên màng cao su 5 tăng thì biến dạng của
màng cao su của cơ cấu tỷ lệ 6 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so
với cần đẩy làm cho van khơng khí 7 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi tức lực
trợ lực không đổi. Muốn tăng lực phanh người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần đẩy
lại dịch chuyển sang trái làm van khơng khí 7 mở ra cho khơng khí đi thêm vào
khoang A. Độ chênh áp tăng lên, màng cao su 6 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi
dịch về phía trước so với cần đẩy, van khơng khí lại đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp
hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt cực đại thì van khơng
khí mở hồn tồn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị lớn nhất.
- Trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường
nạp động cơ để tạo lực phụ, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho người lái. Vì vậy để đảm
bảo đủ hiệu quả trợ lực, kích thước các bộ trợ lực chân khơng thường phải lớn và thích
hợp với các xe có động cơ xăng cao tao tốc.
- Đối với động cơ diesel, độ chân không cần được tạo ta bởi các bơm nên kết cấu
phức tạp hơn.
* Hiện nay, bộ trợ lực chân khơng có nhiều dạng và sơ đồ kết cấu khác nhau. Tuy
vậy, tất cả chúng đều có chung một ngun lý làm việc và ln ln phải có ba phần
tử kết cấu chính là:
- Buồng hay xi lanh sinh lực để tạo lực tác dụng lên dẫn động
- Cơ cấu tỷ lệ: để đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dngj lên bàn đạp,
hành trình bàn đạp và lực phanh.

SVTH: Phạm Trọng Khánh

Hướng dẫn: TS. Lê Văn Tụy

14