TIỂU LUẬN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Ô TÔ THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE HYUNDAI SANTA FE 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN MƠN HỌC: TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ô TÔ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE HYUNDAI
SANTA FE 2020

Ngành:

Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ

Lớp:

19DOTA1

Giảng viên hướng dẫn: Đỗ Minh Triết
Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Ánh Em

MSSV:1911250057

Lớp: 19DOTA1

Sinh viên thực hiện: Lê Hoàng Lâm

MSSV:1911250404

Lớp: 19DOTA1

Sinh viên thực hiện: Phan Thanh Hưng

MSSV:1911250092

Lớp: 19DOTA1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trần Cơng Trí MSSV: 1911250236 Lớp: 19DOTA1
Sinh viên thực hiện:Võ Minh Tân

MSSV: 1911250190 Lớp: 19DOTA1

Tp.HCM, ngày 30 tháng 8 năm 2021
1


VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI
BÀI TIỂU LUẬN HỌC PHẦN TÍNH TỐN THIẾT KẾ Ơ TƠ
1.Họ và tên sinh viên (Nhóm gồm 5 SV):
(1) Nguyễn Trần Cơng Trí

MSSV: 1911250236

Lớp: 19DOTA1

(2) Phan Thanh Hưng

MSSV: 1911250092

Lớp: 19DOTA1

(3) Lê Hoàng Lâm

MSSV: 1911250404

Lớp: 19DOTA1

(4) Bùi Thị Ánh Em

MSSV: 1911250057

Lớp: 19DOTA1

(5) Võ Minh Tân

MSSV: 1911250190

Lớp: 19DOTA1

2.Tên đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE HYUNDAI SANTA FE
3.Dữ liệu đầu vào:
Bảng 1: Các số liệu cơ bản của xe HYUNDAI Santa Fe 2020 sử dụng để tính tốn.
STT
THƠNG SỐ
SỐ LIỆU
ĐƠN VỊ
1
Chiều dài tồn bộ
4770
Mm
2

Chiều dài cơ sở
2765
Mm
3
Khối lượng toàn bộ
1680 - 1830
kg
4
Loại động cơ
Theta II 2.4 GDI
5
Công suất tối đa
188/6.000
PS/rpm
6
Mô men xoắn cực đại
241/4.000
Nm/rpm
7
Thông số lốp xe
235/55 R19
8
Kiểu dẫn động
HTRAC
AWD
9
Kiểu loại hộp số
6
AT
10

Nhiên liệu sử dụng
Xăng
lít
11
Dung tích động cơ
2.359
cc
12
Dung tích bình nhiên liệu
71
lít
13
Khoảng sáng gầm xe
185
Mm
14
Hệ số cản gió
0.33
Cd
15
Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cẩu trước
1030
Mm
16 Khoảng cách từ tâm trọng xe tới cẩu sau
785
Mm
17 Chiều cao trọng tâm xe
800
Mm
18

Trọng lượng toàn tải
21750
N
19
Trọng lượng phân bố ra cầu sau
9900
N
20
Trọng lượng phân bố ra cầu trước
11850
Mm
1.Nội dung nhiệm vụ:
Câu 1: Giới thiệu hệ thống (truyền lực, phanh, treo, lái, hộp số) của xe HYUNDAI Santa
Fe
2


Câu 2: Tính tốn thiết kế hệ thống HYUNDAI Santa Fe
2.Kết quả tối thiểu phải có:
1) Bản báo cáo file word theo yêu cầu;
2) File PDF báo cáo;
Ngày giao đề tài: 09/08/2021

Ngày nộp báo cáo: 30/08/2021
TP. HCM, ngày 09 tháng 08 năm 2021

Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Bùi Thị Ánh Em

Lê Hoàng Lâm

Phan Thanh Hưng

3


LỜI CẢM ƠN


Để hoàn thành bài đồ án này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Đỗ Minh Triết đã
tận tình, hướng dẫn trong suốt quá trình viết bài tiểu luận.
Mỗi chiếc xe ngày nay, với hàng loạt các chi tiết khác nhau được lắp thành để tạo
thành một chiếc xe hoàn chỉnh cần sự đo đạt kỹ lưỡng và chuẩn xác để các chi tiết có thể
khớp với nhau và giúp xe vận hành một cách hiệu quả nhất. Điển hình như các chi tiết
khung gầm, xylanh – piston trong động cơ,...Trong đó khơng thể hiểu hệ thống phanh xe
ơtơ giúp cho phương tiện có thể giảm vận tốc hoặc dừng xe khi cẩn thiết và cũng là bộ
phận không thể thiếu trên mỗi chiếc xe ngày nay. Từ đó nhóm em quyết định thực hiện
đề tài: “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE HYUNDAI SANTA FE ”.
Trong q trình làm đồ án khó tránh khỏi sai sót rất mong Thầy bỏ qua, đồng thời
do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên bài báo cáo không
thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp Thầy, để nhóm
em học thêm được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn các bài luận sắp tới.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Minh Triết đã giúp chúng em hoàn

thành bài tiểu luận này, chúc thầy dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao
quý.
Em xin chân thành cảm ơn!

4


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN..............................................................................................................2
MỤC LỤC BẢNG........................................................................................................4
MỤC LỤC HÌNH ẢNH...............................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH XE TRÊN Ô TÔ..............5
1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHANH...............5
1.1.1. Nhiệm vụ..........................................................................................................5
1.1.2. Yêu cầu.............................................................................................................5
1.1.3. Phân loại...........................................................................................................5
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH............................................................................6
1.2.1. Cơ cấu phanh....................................................................................................6
1.2.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của dẫn động phanh..............................10
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ PHANH XE HYUNDAI
SANTA FE.................................................................................................................15
2.1. GIỚI THIỆU CƠ SỞ VỀ HYUNDAI SANTA FE................................................15
2.2. TÍNH TỐN CƠ CẤU PHANH...........................................................................15
2.2.1. Tính tốn động lực học của ơ tơ khi phanh....................................................15
2.2.2. Xác định mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh..............................................18
2.2.3. Cơ cấu phanh trước.........................................................................................19
2.2.4. Cơ cấu phanh sau............................................................................................20
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.........................................21
3.1.KẾT LUẬN............................................................................................................21

3.2.HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI............................................................................21

5


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1. So sánh phanh đĩa và phanh tang trống........................................................9
Bảng 2.1.Thông số kỹ thuật xe Hyundai Santa Fe.......................................................15

MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.Cơ cấu phanh đĩa..............................................................................................6
Hình 1.2.Sơ đồ hoạt động cơ cấu phanh đĩa...................................................................7
Hình 1.3.Cơ cấu phanh guốc...........................................................................................8
Hình 1.4.Nguyên lý làm việc phanh guốc.......................................................................9
Hình 1.5.Sơ đồ dẫn động bằng cơ khí...........................................................................10
Hình 1.6.Sơ đồ phanh thủy lực......................................................................................11
Hình 1.7.Ngun lý làm việc phanh thủy lực...............................................................11
Hình 1.8.Sơ đồ trợ lực phanh chân khơng...................................................................12
Hình 1.9.Cách hoạt động khi đạp chân phanh.............................................................12
Hình 1.10.Sơ đồ phanh hơi............................................................................................13
Hình 1.11.Sơ đồ hoạt động phanh hơi..........................................................................13
Hình 1.12.Sơ đồ phanh thủy – khí....................................................................14
Hình 2.1.Sơ đồ mơmen và lực tác dụng lên bánh xe khi phanh..................................16
Hình 2.2.Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh...........................................................17

6


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH XE TRÊN Ô TÔ
1.1. NHIỆM VỤ, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI ĐỐI VỚI HỆ THỐNG PHANH

1.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống phanh là một trong các cụm đảm bảo an tồn chuyển động cho ơ tô,
dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc giảm đến một tốc độ nào đó
theo u cầu của người lái. Trong q trình phanh, động năng của xe được chuyển hóa
thành nhiệt năng do ma sát giữa trống phanh (đĩa phanh) với má phanh. Nhờ vậy có thể:
- Giảm được tốc độ của xe, dừng xe hoặc đỗ xe.
- Duy trì vận tốc của ô tô một giá trị nhất định khi xe chuyển động xuống dốc.
- Đảm bảo cho ô tô đứng yên trên đường kể cả trên đường dốc cũng như khi có mặt
người lái.
- Đối với xe bánh xích hệ thống phanh còn giúp cho việc quay vòng xe.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất ở bất kì chế độ chuyển động nào, ngay cả khi
dừng xe tại chỗ, đảm bảo thoát nhiệt tốt.
- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm nhẹ cường độ lao động của người lái xe.
- Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
- Đảm bảo mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn
trọng lượng bám khi phanh đối với mọi cường độ.
- Các chi tiết phải có trọng lượng nhỏ, tuổi thọ cao, dễ sử dụng và chăm sóc, bảo
dưỡng bảo quản. Thời gian bảo dưỡng sửa chữa phải ngắn.
- Khơng có hiện tượng tự xiết, thốt nhiệt tốt, có hệ số ma sát cao và ổn định. Giữ
được tỉ lệ thuận lực đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh.
- Lực phanh sinh ra phải ổn định trong suốt quá trình phanh.
1.1.3. Phân loại
Hệ thống phanh được phân loại tùy vào từng loại xe và mục đích sử dụng khác
nhau. Hiện nay đa số các hãng xe sử dụng các cơ cấu phanh được phân loại sau đây:
a. Theo công dụng
- Hệ thống phanh chính (phanh chân);
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);

- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ).
7


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 kết hợp cả hai loại cơ cấu phanh trên.
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.
d. Theo các cơ cấu bổ trợ cho hệ thống phanh
- Hệ thống phanh có chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock brake system);
- Hệ thống phanh có phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic brake-force
distribution);
- Hệ thống phanh có điều hịa lực phanh;
- Hệ thống phanh có cường hóa;
- Hệ thống phanh có hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake assist).
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH
1.2.1. Cơ cấu phanh
a. Cơ cấu phanh đĩa
* Cấu tạo:
Kếu cấu cơ cấu phanh được chỉ ra hình 1.1

Hình 1.1.Cơ cấu phanh đĩa
8

- Đĩa phanh: Được chế tạo từ vật liệu chịu lực rất tốt,bền bỉ và ít bị hư hỏng. Bề mặt
làm việc thường được mài phẳng, trên đĩa phanh được đục lỗ và xẻ rãnh để tạo
thành bề mặt có các lỗ thoát nhiệt. Đĩa phanh được lắp đặt cố định với moay ơ
bánh xe.
- Xi lanh phanh bánh xe: Có bề măt làm việc phía trong dạng hình trụ. Thơng từ
phía ngồi vào trong. Xi lanh phanh bánh xe được bố trí hai lỗ dầu, một lỗ dầu dẫn
từ xi lanh chính đến và một lỗ để xả khí trong dầu.
- Má phanh: Có dạng phẳng, được chế tạo bằng vật liệu ma sát cao, má phanh và
xương phanh được dán với nhau bằng một loại keo đặc biệt. Piston tác dụng vào
xương của má phanh thông qua một tấm lót bằng kim loại.
* Nguyên lý làm việc:
Người lái khi đạp và bàn đạp phanh sẽ làm tăng áp suất dầu trong các đường ống
dầu và xi lanh của bánh xe, đẩy piston và tấm má phanh ép vào đĩa phanh, tạo nên lực ma
sát làm cho đĩa phanh và moayer bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc dừng lại theo yêu
cầu của người lái.

Hình 1.2.Sơ đồ hoạt động cơ
cấu phanh đĩa
a) Trạng thái thôi phanh
b) Trạng thái phanh

b. Cơ cấu phanh guốc (phanh tang trống)
* Cấu tạo:

9


Hình 1.3.Cơ cấu phanh guốc

- Guốc phanh: Được chế tạo bằng thép, có hai guốc là loại chốt tựa cùng phía đầu

trên dựa vào cơ cấu nhả, đầu dưới dựa vào cơ cấu điều chỉnh, trên mặt có gia cơng
các lỗ để gá lò xo hồi vị của guốc phanh và cơ cấu điều chỉnh.
- Lò xo điều chỉnh : Lị xo hồi có độ cứng lớn, giúp cố định guốc phanh khi khơng
sử dụng phanh. Ngồi ra, khe hở giữa má phanh và trống phanh phải có tiêu chuẩn
là 0,12mm, vừa đủ để không ma sát khi không sử dụng phanh và khơng q xa
nhau hạn chế hành trình phanh của người lái.
- Má phanh: Có độ cong của guốc phanh. Được chế tạo bằng vật liệu ma sát. Má
phanh được gắn với guốc phanh bằng một loại keo đặc biệt.
- Mâm phanh: Được thiết kế để gắn cụm phanh, mâm phanh được gắn bằng bu lông
vào trục bánh sau. Trên mâm phanh có các lỗ, vấu lồi để gắn xi lanh thủy lực, lò
xo giữ guốc phanh và cáp phanh tay.
- Trống phanh: Được gắn vào trục bánh xe, ở ngay bên trong bánh xe và quay cùng
bánh xe. Trống phanh được chế tạo từ gang xám,trên trống phanh có gia cơng các
lỗ để định vị má phanh. Trống phanh quay cùng với bánh xe, guốc phanh sẽ ép
vào với bánh xe từ bên trong.
* Nguyên lý làm việc: Phanh tang trống sẽ làm lốp ngừng quay bằng áp suất thủy lực.
Truyền từ xi lanh chính đến xi lanh phanh để ép guốc phanh vào trống phanh. Trống
phanh này sẽ quay cùng với lốp. Khi áp suất đến xi lanh phanh của bánh xe khơng xuất
hiện. Lực lị xo phản hồi đẩy guốc rời khỏi mặt trong của trống trở về vị trí ban đầu của
nó. Do trống phanh bao quanh quốc phanh nên khó tiêu tán nhiệt phát sinh.

10


Hình 1.4.Nguyên lý làm việc phanh guốc
Bảng 1.1. So sánh phanh đĩa và phanh tang trống
Phanh đĩa
Ưu điểm

Phanh tang trống

- Hiệu quả phanh cao hơn nhiều so với - Chi phí lắp đặt, sửa chữa thấp
phanh tang trống.

hơn so với phanh đĩa.

- Thiết kế hở nên tản nhiệt tốt hơn, - Kết cấu đơn giản, tồn bộ thành
giúp duy trì hiệu quả phanh sau thời phần được tích hợp bên trong
gian dài.

tang trống, tạo thuận lợi cho việc

- Thiết kế hở cũng giúp tạo thuận lợi bảo dưỡng, sửa chữa.
cho khâu chẩn đốn hư hỏng và sửa - Thiết kế bao kín nên phù hợp
chữa hệ thống.

nhiều điều kiện khí hậu, khó hỏng

- Thiết kế hở giúp các bụi kim loại hơn.
thoát ra ngồi khỏi hệ thống phanh.

- Thiết kế bao kín cũng giúp các

- Trọng lượng thấp hơn phanh tang bụi, cát lọt vào bên trong.
trống.
- Có cơ chế tự làm sạch đĩa phanh mỗi - Có khả năng cường hố (phù
khi phanh

hợp với ơ-tơ tải có khối lượng
lớn).

Nhược điểm - Chi phí lắp đặt cũng như thay thế và - Hiệu quả phanh thấp hơn so với
sửa chữa cao hơn so với phanh tang phanh đĩa.
trống.

- Thiết kế bao kín nên làm mát

- Thiết kế hở nên các bề mặt ma sát dễ kém hơn phanh đĩa -> sử dụng
11


bị hỏng do bám bụi, cát,... khi vận trong thời gian dài gây giảm khả
hành.

năng phanh do sự giãn nở nhiệt

- Khơng có khả năng cường hố (phù của các thành phần trong cơ cấu
hợp với ô tô con)

phanh.
- Trọng lượng lớn hơn so với
phanh đĩa.

1.2.2. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của dẫn động phanh.
a. Dẫn động cơ khí
* Sơ đồ nguyên lý dẫn động hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí

Hình 1.5.Sơ đồ dẫn động bằng cơ khí
1 – Tay phanh; 2 – Thanh dẫn; 3,5 – Cơn lăn của dây cáp; 4 – Dây cáp phía trước; 6 –
Thanh dẫn trung gian; 7 – Trục; 9 – Thanh cân bằng; 8,10 – Dây cáp dẫn động phanh; 12

– Trục lệch tâm của thanh ép
* Nguyên lý làm việc: Thanh dẫn cũng với phanh 1 ở dưới vùng bẳng điều khiển.
Thanh dẫn 2 nối liền với dây cáp. Các con lăn 3,5 dẫn hướng cho dây cáp. Dây cáp 4 bắt
vào mút thanh dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn 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. Đòn 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.
12


b. Dẫn động thủy lực (hệ thống phanh dầu)
* Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh dẫn động thủy lực:

Hình 1.6.Sơ đồ phanh thủy lực
1 – Bàn đạp phanh; 2 – Trợ lực phanh; 3 – Xilanh phanh chính; 4 – Càng phanh đĩa; 5 –
Má phanh đĩa; 6 – Đĩa phanh; 7 – Phanh trống; 8 – Má phanh guốc
* Nguyên lý làm việc: Khi phanh người ta đạp phanh lên bàn đạp phanh qua hệ thống
đòn bẩy piston của xilanh phanh chính dịch chuyển đẩy dầu trong buồng xilanh, dầu bị ép
có áp suất cao trong xilanh và được dẫn động qua đường ống. Dầu áp suất cao được đưa
tới buồng xilanh của cơ cấu phanh sau đó dầu đẩy piston chuyển động và đẩy 2 guốc
phanh, má phanh (thông qua piston với phanh đĩa) vào trống phanh (đĩa phanh) gây ma
sát và phanh bánh xe do trống phanh (đĩa phanh) gắn liền với moayơ bánh xe. Khi dừng
phanh lò xo sẽ kéo về hai bên má phanh trở lại vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lị xo các
piston về vị trí lúc đầu ép dầu trở lại buồng dầu của xilanh phanh chính. Đối với những
xe cần lực phanh từ người lái lớn hơn, xe sẽ được trang bị bộ trợ lực phanh chân không,
lợi dụng lực hút từ động cơ để tạo ra chân khơng sinh ra lực phanh lớn hơn

Hình 1.7. Ngun lý làm việc phanh thủy lực

13


* Cấu tạo, ngun lý trợ lực phanh chân khơng:

Hình 1.8.Sơ đồ trợ lực phanh chân không
*Nguyên lý làm việc : Buồng chân không được liên kết cùng với đường hút của động
cơ, khi động cơ hoạt động sẽ hút hết phần khơng khí ở buồng bên trái tạo nên buồng chân
không. Khi người lái đạp phanh, cần điều khiển van sẽ được đẩy vào trong, thân van sẽ
được mở ra và piston bầu trợ lực sẽ được đóng lại để lọt khơng khí vào lắp đầy trong
buồng làm việc. Cùng với lực hút chân không từ động cơ sẽ tạo ra một lực cường hóa lực
phanh từ bàn đạp của người lái và truyền đến cần đẩy nối với xi lanh phanh chính. Khi
người lái nhả bàn đạp phanh, thân van sẽ được đóng lại, piston bầu trợ lực sẽ được mở ra
để lại buồng làm cả hai buồng đều ở mơi trường chân khơng, trong lúc đó lị xo sẽ đẩy
đĩa phản lực về vị trí ban đầu.

Hình 1.9.Cách hoạt động khi đạp chân phanh
14


c. Dẫn động khí nén
* Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh dẫn động khí nén:

Hình 1.10.Sơ đồ phanh hơi
1 – Máy nén khí; 2 – Buồng chứa; 3 – Van phân phối; 4 – Bầu phanh; 5 - Ống dẫn hơi; 6
– Bàn đạp phanh; 7 – Đồng hồ kiểm tra áp suất
* Nguyên lý làm việc: Dẫn động phanh khí nén thường được sử dụng nhiều trên ơ tơ
vận tải cỡ lớn và trung bình, đặc biệt lớn. Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua

dẫn động tổng van 3 mở cho khí nén từ bình chứa khí nén 2 theo đường ống tới đầu
phanh 4 để tiến hành phanh. Khi thả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt liên hệ giữa
bình chứa khí nén với đường ống dẫn và mở đường ống của bầu phanh thơng với khơng
khí bên ngồi, khí nén thốt ra ngồi và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh.

Hình 1.11.Sơ đồ hoạt động phanh hơi
15


d. Dẫn động thủy – khí kết hợp
* Sơ đồ ngun lý hệ thống phanh thủy – khí:

Hình 1.12.Sơ đồ phanh thủy – khí
1 – Van phân phối chính; 2 – Dẫn động phanh rơmóc; 3 – Đường ống; 4,6 – Xilanh chính
thủy lực; 5,7 – Bầu hơi sinh lực; 8,10 – Xilanh công tác thủy lực; 9,11 – Cơ cấu phanh
* Nguyên lý làm việc: Dẫn động phanh kết hợp thủy khí nén bao gồm phần dẫn động
thủy lực mắc nối tiếp với phần dẫn động khí nén. Lực đạp tác dụng lên phanh của người
lái làm mở van phân phối của phần dẫn động khí nén, nối liền hệ thống bình chứa với bầu
sinh lực, áp suất tác dụng lên piston khí nén liên động với piston thủy lực làm cho dầu
được đẩy tới các xilanh công tác ở cơ cấu phanh tạo ra lực ép lên các piston tác dụng lên
guốc phanh sinh ra lực phanh ở các bánh xe.

16


CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ PHANH XE HYUNDAI
SANTA FE
2.1. GIỚI THIỆU CƠ SỞ VỀ HYUNDAI SANTA FE
Hyundai Santa Fe được xem là mẫu xe thành công nhất mọi thời đại tại thị trường Việt
Nam. Với doanh số bán ra từ đầu năm tới nay mẫu xe này liên tục bỏ xa các đối thủ cùng

phân khúc. Điển hình vào tháng vừa rơi Hyundai Santa Fe doanh số đạt 1.313 xe được
bán ra gấp 3,5 lần Ford Everest; gấp 2,72 lần Toyota Fortuner;…
Các thông số kỹ thuật của xe:
Bảng 2.1.Thơng số kỹ thuật xe Hyundai Santa Fe
STT
THƠNG SỐ
1
Chiều dài toàn bộ
2
Chiều dài cơ sở
3
Khối lượng toàn bộ
4
Loại động cơ
5
Công suất tối đa
6
Mô men xoắn cực đại
7
Thông số lốp xe
8
Kiểu dẫn động
9
Kiểu loại hộp số
10
Nhiên liệu sử dụng
11
Dung tích động cơ
12
Dung tích bình nhiên liệu

13
Khoảng sáng gầm xe
14
Hệ số cản gió
15
Khoảng cách từ trọng tâm xe tới cẩu trước
16 Khoảng cách từ tâm trọng xe tới cẩu sau
17 Chiều cao trọng tâm xe
18
Trọng lượng toàn tải
19
Trọng lượng phân bố ra cầu sau
20
Trọng lượng phân bố ra cầu trước
2.2. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

SỐ LIỆU
4770
2765
1680 - 1830
Theta II 2.4 GDI
188/6.000
241/4.000
235/55 R19
HTRAC
6
Xăng
2.359
71
185

0.33
1030
785
800
21750
9900
11850

ĐƠN VỊ
Mm
Mm
kg
PS/rpm
Nm/rpm
AWD
AT
lít
cc
lít
Mm
Cd
Mm
Mm
Mm
N
N
Mm

2.2.1. Tính tốn động lực học của ơ tơ khi phanh
a. Lực phanh sinh ra ở bánh xe

Mp : momen phanh tác dụng lên bánh xe
Pp: lực phanh tác dụng tạI điểm tiếp xúc giữa bánh xe vớI mặt đường

17


Rb: Bán kính làm việc của bánh xe
Mà lực phanh của ô tô lại bị giới hạn bởi lực bám giữa bánh xe với mặt đường, nghĩa
là:

Trong đó:
Ppmax – Lực phanh cực đại có thể sinh ra từ khả năng bám của bánh xe với mặt
đường;
Zb – phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe;
φ – Hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường;
Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên bánh xe (Hình 2.1):

G

Mjb

ωb

Mp

b

P
rb

Mf
Zb

P

p

Trong quá trình phanh, do bánh xe chuyển động chậm dần nên bánh xe sẽ có mơmen
Hình 2.1.Sơ đồ mơmen và lực tác dụng lên bánh xe khi phanh.
qn tính Mjb tác dụng, mơmen này có chiều cùng chiều với chuyển động của bánh xe.
Ngồi ra cịn có mơmen cản lăn tác dụng ngược chiều với chuyển động có tác dụng hãm
bánh xe lại. Lực phanh tổng cộng lúc phanh xe là:ppo

18


Trong q trình phanh ơ tơ, động năng hoặc thế năng (khi ô tô chuyển động xuống
dốc) của xe bị tiêu hao do ma sát giữa má phanh và trống phanh, giữa lốp và mặt
đường, cũng như để khắc phục lực cản lăn, lực cản khơng khí, ma sát trong động cơ….
Năng lượng bị tiêu hao trong quá trình phanh phụ thuộc vào chế độ phanh của ô tô.
b. Lực tác dụng lên ô tô khi phanh

Xét trường hợp ô tô chuyển động trên đường bằng (α = 0), ta có sơ đồ lực tác dụng lên
ơ tơ khi phanh

P
w

P

Z1
Pf
1

PP

hg

j

G

1

a

b

Z2
Pf

PP
2

2

L

Hình
Hình2.2.Sơ

2.2.Sơđồ
đồlực
lựctác
tácdụng
dụnglên
lênơơtơtơkhi
khiphanh.
phanh.
Trong đó:
G: là trọng lượng tồn tải của ơ tơ đặt tại trọng tâm xe.
G = 21750 N
Z1, Z2: Phản lực thẳng góc lên bánh xe phía trước và bánh xe sau của ô tô khi
phanh.
Z1 = 0,4.G = 0,4.21750 = 8700 N
Z2 = 0,6.G = 0,6.21750 = 13050 N
Pf1, Pf2 : lực cản lăn ở bánh xe phía trước và bánh xe sau của ô tô.
Pf1 = Z1.f (N)
Pf2 = Z2.f (N)
Trong đó: f: là hệ số cản lăn của bánh xe với mặt đường.
Pp1, Pp2: lực phanh ở các bánh xe trước và bánh xe sau của ô tô, ngược
chiều với chiều chuyển động của xe.

19


Pj: lực quán tính đặt tại trọng tâm và cùng chiều với chiều chuyển động của
ô tô.

Jp: gia tốc chậm dần khi hãm phanh.
g: gia tốc trọng trường. g =9,81(m/s2).

Pω: lực cản của khơng khí.
Pω = K.F.v

2

L: chiều dài cơ sở của ô tô.
L = 2765 mm
a, b: là khoảng cách từ tâm xe tới cầu trước và cầu sau.
a=

b=

=

= 1659mm

=

= 1106mm

hg: là khoảng cách từ trọng tâm xe đến mặt đường
Khi phanh xe, tốc độ ô tô sẽ chậm dần cho nên P ω rất nhỏ và Pf1, Pf2 cũng rất nhỏ so
với lực phanh nên ta có thể bỏ qua các lực này.
2.2.2. Xác định mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh
Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hay dừng
hẳn được ô tô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mơmen phanh tính tốn cần
cho cơ cấu phanh cầu trước là :
=

(N.m)

Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mơmen phanh tính tốn cần cho
cơ cấu phanh cầu sau là:

=

(N.m)

Trong đó :
20


Rb: là bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
Xe Hyundai Santa Fe sử dụng lốp 235/55 R19
Vậy bán kính thiết kế r0 của bánh xe ơ tơ Hyundai Santa Fe :
=
Bán kính làm việc của bánh xe được tính theo cơng thức:

= λ.
Với λ là hệ số kể đến sự biến dạng chiều cao của lốp. Chọn λ = 0,935
= λ.

= 0,935 . 370 = 346 mm

là hệ số phân bố lại trọng lượng khi phanh ở cầu trước và cầu sau.

=1+

=1+

Jpmax: Gia tốc phanh lớn nhất của ô tô. Chọn Jpmax=6,3 (m/s2).
G1,G2 là tải trọng phân bố lên cầu trước và cầu sau:
Z1 = 8700 N
Z2 = 13050 N
a: Là khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu trước. a = 1659mm
b: Là khoảng cách từ trọng tâm của xe tới cầu sau. b = 1106mm
hg: Là chiều cao trọng tâm xe. Đối với ô tô con chọn hg = 0,5(m).
Thay các thông số vào các cơng thức, ta có
=1+

= 1,29

=1+

= 1.19

Thay m1 và m2 vào các công thức

và

21


=

=

0,346 = 1942 (N.m)

=

=

0,346 = 2686(N.m)

2.2.3. Cơ cấu phanh trước
a. Bán kính đĩa phanh Rd
Rd =Rv -

-

(mm)

Trong đó:
Rv: Bán kính vành bánh xe; Rv =
: Độ dày vành bánh xe, lấy

=

. 25,4 = 241,3 (mm)

= 5 (mm)

: Khoảng cách khe hở giữa vành bánh xe và đĩa phanh. Chọn

= 48 (mm

 Rd = 241,3 – 5 – 48 = 188,3 (mm)
Chọn bán kính đĩa phanh là: Rd = 180 (mm)
b. Bán kính trung bính của tấm ma sát Rtb

Gọi R1: Bán kính trong của vịng ma sát
R2: Bán kính ngồi của vịng ma sát
Ta có:
R2 = Rd = 180 (mm)
R1 = (0,53

0,85) R2

Lấy R1 = 0,6.R2 = 0,6 . 180 = 108 (mm)
Lúc này Rtb sẽ được tính:
Rtb =

x

=

x

= 147 (mm)

2.2.4. Cơ cấu phanh sau
a. Bán kính đĩa phanh Rd
Vì kích thước bánh trước và sau của xe giống nhau nên Rd = 188,3 (mm)
Vậy ta chọn bán kính của phanh đĩa là :
Rd = 170 (mm)
22


b. Bán kính trung bình của tấm ma sát
Gọi R1 : là bán kính trong của vịng ma sát

R2 : là bán kính ngồi của vịng ma sát
Ta có : R2 = Rd = 170 (mm)
R1 = (0,53

0,85).R2

Lấy R1 = 0,7.R2 = 0,7 . 170 = 119 mm
 Rtb =

x

=

x

= 146 (mm)

23


CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
3.1.KẾT LUẬN 
- Hiểu được cấu tạo và nguyên lý làm việc của phanh xe ô tô.
- Đo đạt và đọc hiểu các thông số kỹ thuật về các kích thước.
3.2.HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
- Khắc phục sự thiếu sót và kiến thức kỹ năng của cả nhóm.
- Mở rộng thêm phần tính tốn chi tiết cấu thành nên bộ phận.
- Lắp các chi tiết thành một bộ phận hoàn chỉnh.

24