Đồ Án Kết Cấu Ô Tô.docx

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 ơ tơ 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 mơi trường…trong đó vấn đề an tồn được đặt
lên hàng 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, em quyết định thực hiện đề tài: “Khai thác kỹ thuật hệ thống
phanh trên xe Toyota Vios 2018”
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.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy: Nguyễn Hữu Quân cùng các thầy
cô giáo trong bộ mơn cùng các bạn đã giúp em hồn thành đồ án này.
Phú Thọ,ngày.......tháng.....năm 2022
Sinh viên thực hiện
Lê Khánh Hoàng


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA VIOS
2018
1.1. Nhiệm vụ:
Hệ thống phanh dùng để:
- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó.

- Ngồi ra hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ơ tô máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với nhiệm vụ như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng. Nó
đảm bảo cho ơ tơ máy kéo chuyển động an tồn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế
ơ tơ máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và
năng suất vận chuyển.
1.2. Yêu cầu:
Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu sau:
- 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 ô tô khi phanh.
Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp phanh không lớn.
- Phanh phải nhạy. Nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn.
1.3. Phân loại:
1.3.1. Phân loại theo hệ thống.

Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính
a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải.

- Phanh chính.


- Phanh đỗ.
- Phanh chậm dần.
1.3.2. Phân loại theo kết cấu.
a. Phanh tang trống.
Các bố phanh từ việc được bố trí bên ngồi đã được đặt vào bên trong trống
phanh.
Điều này đã khắc phục được các khuyết điểm cơ cấu phanh thế hệ trước.
- Đảm bảo được cách ly bề mặt ma sát với bụi bẩn, nước.

- Không ảnh hưởng đến khoảng sáng gầm xe.
b. Phanh đĩa.
Trong quá trình phanh, má phanh sẽ ép vào đĩa hay rotor. Áp suất ở má phanh tỷ
lệ thuận với lực đạp phanh.
Các ưu điểm của phanh đĩa so với phanh tang trống:
- Ở phanh đĩa phần lớn bề mặt ma sát đĩa lộ ra ngồi, tiếp xúc trực tiếp với
khơng khí nên được làm mát tốt hơn so với bề mặt ma sát của phanh tang trống.
- Khi đĩa phanh quay, các tạp chất, bụi bẩn được văng ra khỏi đĩa nhờ lực ly
tâm, trong khi ở phanh trống các bụi bẩn này có khuynh hướng bị tích tụ bên
trong tang trống.
- Áp lực phanh lớn, vì diện tích má ma sát nhỏ.
Chiếm một khoảng khơng gian trong bánh xe, nên khó bố trí tạo ra mơ men
phanh lớn.
- Kích thước của xi lanh bị giới hạn theo hướng kính.
- Chỉ dùng được trong hệ thống phanh dẫn động thủy lực.
1.3.3. Phân loại theo hệ thống dẫn động phanh.
- Lực tác dụng từ pedal đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các đường ống.
- Đặc điểm phanh dầu là các bánh xe bị phanh cùng một lúc vì áp suất trong
đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào trống phanh.
- Hiệu suất dẫn động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
- Các chi tiết trong hệ thống cần độ chính xác cao. Độ chính xác của piston và xi
lanh có thể tới 8 - 15.


- Đối với một hệ thống phanh thủy lực cụ thể chỉ có thể sử dụng một loại dầu
phanh, khơng sử dụng loại dầu phanh khác, nếu khơng có thể làm hỏng cuppen.
1.4. Mục đích, ý nghĩa của đề tài.
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.
Đối với sinh viên ngành cơ khí ơ tơ việc khai thác, khảo sát, thiết kế, nghiên cứu

về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Đó là lý do em chọn đề
tài “Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh trên xe Toyota Vios 2018”. Để giải
quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về kết cấu, nguyên lý hoạt
động các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh. Từ đó, tạo tiền đề cho việc thiết
kế, khai thác, bảo dưỡng và sửa chữa 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 ô tô.
1.5 Thông số kỹ thuật xe TOYOTA VIOS 2018.

STT

THỐNG SỐ KỸ THUẬT

ĐƠN VỊ

KT/TL

1

Chiều dài toàn thể

mm

4300

2

Chiều dài cơ sở

mm

2550

3

Chiều rộng toàn thể

mm

1700

4

Chiều rộng cơ sở

mm

1480

5

Chiều cao xe

mm

1460

6

Khoảng sáng gầm

mm

150

7

Trọng lượng đầy tải

KG

1520

7

Trọng lượng không tải

KG

10551110

8

Sức chở

Người

4 người

9

Kiểu động cơ

1NZ-FE 4 xy lanh

10

Dung tích xy lanh cơng tác

cc

11

Kí hiệu lốp

185/60R15

1497


12

Dung tích bình nhiên liệu

Lít

42

13

Cơng suất cực đại

ML/v

107/6000

14

Momen xoắn cực đại

KG.m/v

14,4/4200

15

Khoảng sáng gầm

mm

150

16

Bán kính quay vịng tối thiểu

m

4,9

17

Phanh trước

Đĩa thơng gió

18

Phanh sau

Đĩa
FM/AM,CD
player,MP3,WMA ,6
loa

19

Hệ thống âm thanh

20

Vỏ và mâm xe

185/60R15 Mâm đúc

21

Dung tích khoang chứa hành lý

Lít

22

Tiêu chuẩn khí thải

Euro Step 4

23

Cửa khóa điều chỉnh từ xa

24

Kính cửa sổ điều chỉnh điện

25

Chất liệu ghế

575

Da
Trượt và ngả

26

Ghế trước

Chỉnh độ cao mặt ghế

(Ghế người lái)

27

Ghế sau

Gập 60:40

28

Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)

29

Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD)

30

Hổ trợ lực phanh khẩn cấp (BA)

31

Đèn báo phanh trên cao

32

Túi khí (người lái và hành khách phía trước)

33

Hệ thống chống trộm


1.6 Kết cấu hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS 2018.

Hình 1.2: Cấu tạo phanh xe Toyota vios 2018
- Hệ thống phanh trước (phanh đĩa).
- Hệ thống phanh sau (phanh tang trống).
- Dẫn động phanh.
+ Thủy lực có bầu trợ lực chân khơng.
+ Bàn đạp phanh.
+ Xy lanh phanh chính.
- Hệ thống phanh có ABS.
+ Cảm biến tốc độ bánh xe.
+ Khối điều khiển điện tử.
+ Khối thủy lực điện tử.


6
1

2

3

4

5

Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.

1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn năng
lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh bánh xe hoặc bầu
phanh.

1.6.1: Kết cấu phanh trước.
Đặc điểm kết cấu các chi tiết và bộ phận chính.
Cơ cấu phanh trước sử dụng phanh đĩa có xẻ rãnh thơng gió.
* Cấu tạo:

Hình 1.4: cấu tạo phanh đĩa( phanh trước)
Đĩa phanh (roto): Đĩa phanh được gắn trực tiếp lên cụm may ơ bánh xe. Đĩa
phanh được đục lỗ hoặc xẻ rãnh để gia tăng khả năng tản nhiệt (giúp làm giảm
thiểu tối đa khả năng mài mòn của đĩa phanh). Đĩa phanh thường được làm bằng
vật liệu chịu lực rất tốt, có độ bền cao, thường ít bị hư hỏng. Đĩa phanh sẽ bị cào
xước trong trường hợp má phanh đã q mịn hoặc má phanh khơng đạt tiêu
chuẩn. Đĩa phanh cũng có thể bị cong, vênh, nứt vỡ nếu chịu tác động của một
lực lớn như tai nạn xe cộ...


Má phanh: Hệ thống má phanh là một khối thống nhất, gồm hai má phanh kẹp
hai mặt bên của đĩa phanh và kẹp chặt lấy đĩa phanh khi sử dụng. Trên má
phanh được xẻ rãnh nhằm thoát nhiệt, thoát bụi trong q trình làm việc. Má
phanh có thể chế tạo từ gốm, hợp kim, kevlar...
* Ưu nhược điểm:
Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu, ta thấy phanh đĩa có một
loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống - guốc như sau:
- 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.
- Bảo dưỡng đơn giản do khơng phải điều chỉnh khe hở.

Tuy vậy, phanh đĩa cịn một số 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 mòn nhanh.
- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước.
2.2.2. Kết cấu phanh sau.
Phanh sau là phanh tang trống có sử dụng hệ thống phanh đỗ.
* Cấu tạo:

Hình 1.5:Cấu tạo phanh tang trống( phanh sau)
+ Xi lanh bánh xe hay còn gọi là xi lanh phụ: là buồng chứa piston, dầu, cuppen.
+ Piston: được nối với guốc phanh, khi có áp suất dầu sẽ đẩy ra làm cho má
phanh ép vào tang trống phanh giúp giảm tốc độ xe hoặc dừng xe.


+ Cuppen: làm kín xi lanh khơng có khí lọt vào cũng như rị rỉ dầu. Ngồi ra nó
cịn có tác dụng hồi vị piston.
2.2.3. Dẫn động phanh.
2.2.3.1. Bàn đạp phanh.

Hình 1.6: Bàn đạp phanh
Gồm: Giá đỡ cụm bàn đạp phanh; cơng tắc phanh; lị xo hồi vị; chốt ngang; bàn
đạp phanh.
Bàn đạp phanh nằm ở phía bên trái của bàn đạp ga. Đặt chân vào bàn đạp này
bắt đầu quá trình làm xe chạy chậm lại hoặc dừng xe. Các bàn đạp được gắn
chặt vào thành khoang động cơ và làm việc như một tay đòn bẩy. Nếu mất trợ
lực bàn đạp phanh được thiết kế để vẫn cho phép lái xe có thể tạo ra áp lực.
2.2.3.2. Bầu trợ lực chân khơng.

Hình 1.7: Bầu trợ Lực chân khơng
Trợ lực phanh được dùng là loại trợ lực chân không. Nó là bộ phận rất quan

trọng, giúp người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao.
Trong bầu trợ lực có các piston và van dùng để điều khiển sự làm việc của hệ
thống trợ lực và đảm bảo sự tỉ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
2.2.3.3. Xi lanh phanh chính.


Hình 1.8:Hệ thống xy lanh phanh chính
Là loại xi lanh kép được thiết kế sao cho nếu một mạch dầu bị hỏng thì mạch
dầu khác vẫn tiếp tục làm việc nhằm cung cấp một lượng dầu tối thiểu cho
phanh xe. Đây là một trong những thiết bị an toàn nhất của xe.
Ở vị trí chưa làm việc, các piston (3) bị đẩy về vị trí ban đầu bởi các lị xo hồi vị,
các khoang phía trước piston được nối thơng với bình chứa qua lỗ cung cấp dầu.
Khi phanh, piston (3) bị đẩy sang trái ép dầu phía trước piston (6) đi đến xi lanh
bánh xe.
Khi nhả phanh đột ngột dầu phía sau piston chui qua lỗ bù (2), bù vào khoảng
khơng gian phía trước của đầu piston.
2.2.4. Hệ thống phanh có ABS.
Hệ thống phanh ABS là hệ thống phanh chống bó cứng: Cảm biến tốc độ bánh
xe, khối điều khiển điện tử ECU, khối thủy lực - điện tử, phân phối lực phanh
điện tử, hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp.
Như vậy, định nghĩa hệ thống chống bó cứng phanh là cơ cấu phanh điều khiển
điện tử, có tác dụng ngăn ngừa việc hãm cứng bánh xe ô tơ Toyota Vios trong
tình huống cần giảm tốc khẩn cấp, tránh hiện tượng văng trượt và duy trì khả
năng kiểm sốt hướng lái. Khi được kích hoạt bằng cách đạp phanh dứt
khốt, hệ thống chống bó cứng phanh ABS sẽ tự động nhấp nhả phanh liên
tục, giúp các bánh xe khơng bị bó cứng, cho phép người lái duy trì khả năng
điều khiển xe tránh chướng ngại vật và đảm bảo ổn định thân xe. Nếu khơng
có hệ thống ABS, trong trường hợp người lái nhấn chân phanh đột ngột, bánh
dẫn hướng sẽ bị cứng nên không thể điều khiển được, dẫn đến mất lái và có thể
gây tai nạn đáng tiếc.

2.2.4.1. Cảm biến tốc độ bánh xe.


Là 4 cảm biến riêng biệt cho từng bánh xe, nhận và truyền tín hiệu tốc độ của
bánh xe về cho khối điều khiển điện tử ECU.
Cảm biến tốc độ bánh xe thực chất là một máy phát điện cỡ nhỏ. Cấu tạo của nó
gồm:
- Roto: Có dạng vịng răng, được dẫn động quay từ trục bánh xe hay trục truyền
lực nào đó.
- Stato: Là một cuộn dây quấn trên thanh nam châm vĩnh cửu.
2.2.4.2. Khối điều khiển điện tử ECU.

Hình1.9: Hệ thống điều khiển ECU
ECU là não bộ, trung tâm điều khiển của hệ thống, gồm hai bộ vi xử lý và các
mạch khác cần thiết cho hoạt động của nó.
ECU nhận biết được tốc độ quay của bánh xe, cũng như tốc độ chuyển động tịnh
tiến của xe nhờ tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ bánh xe. Trong khi
phanh sự giảm tốc độ xe tùy theo lực đạp phanh, tốc độ xe lúc phanh, và điều
kiện mặt đường. ECU giám sát điều kiện trượt giữa bánh xe và mặt đường nhờ
bộ kiểm tra sự thay đổi tốc độ bánh xe trong khi phanh. Nó xử lý và phát tín
hiệu điều khiển cho khối thuỷ lực cung cấp những giá trị áp suất tốt nhất trong xi
lanh bánh xe để điều chỉnh tốc độ bánh xe, duy trì lực phanh lớn nhất từ 10 30%
tỷ lệ trượt.
Các tín hiệu truyền về từ các cảm biến tốc độ đến ECU được chuyển đổi thành
tín hiệu sóng vuông bằng bộ khuyếch đại trên đường vào.
Tần số của các tín hiệu này cung cấp phù hợp với giá trị tốc độ, sự gia tốc hoặc
sự giảm tốc của mỗi bánh xe đến ECU. Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp
phanh, các bánh xe có thể giảm tốc đến giá trị khác nhau: Bằng việc so sánh tốc
độ mỗi bánh xe với tốc độ tham khảo (reference speed) hệ thống có thể ln
ln kiểm tra độ trượt của mỗi bánh xe.

2.2.4.3. Khối thuỷ lực - điện tử.


Gồm có 2 hai phần gắn liền nhau: Khối điện tử và khối thủy lực - điện tử.
ECU điều khiển khối thủy lực - điện tử theo các tín hiệu truyền về từ các cảm
biến và được so với các bản đồ mà chương trình đã được nạp sẵn trong bộ nhớ
của nó. Khối thủy lực được nối đến xi lanh chính và các chi tiết hệ thống phanh
ABS bằng các ống dẫn chính của hệ thống phanh. Như vậy, khối thủy lực điện
tử có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất bên trong dẫn dộng phanh theo tín hiệu điều
khiển ECU, tránh cho các bánh xe khỏi bị hãm cứng khi phanh.
2.2.4.5. Hệ thống hỗ trợ lực phanh khẩn cấp BA.
Cấu tạo của hệ thống phanh BA bao gồm: cảm biến kiểm soát trạng thái bàn
đạp phanh, bộ phận khuếch đại lực phanh bằng khí nén và các van điện được
điều khiển bởi ECU trung tâm.


CHƯƠNG 3
TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE TOYOTA VIOS
2018
3.1. Các thông số của hệ thống phanh xe Toyota Vios 2018.
Trọng lượng toàn bộ

Ga = 1520 [KG]

= 15200[N]

Phân bố cầu trước

G1 = 820 [KG]

= 8200 [N]

Phân bố cầu sau

G2 = 700 [KG]

= 7000 [N]

Chiều dài cơ sở

Lo = 2550 [mm]

Chiều rộng cơ sở

S = 1480 [mm]

3.2. Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh xe TOYOTA VIOS 2018.
v
Pw
Pj

O

P1

1

b P2

a

Z1

hg

Ga

L

Hình 3-1 Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh
Tải trọng phân bố lên cầu trước và cầu sau: m1, m2.
G1
m1 = Ga

G2
m2 = G a

Trong đó: m1, m2 – Hệ số phân bố tải trọng.
G1, G2 - Trọng lượng phân bố lên cầu trước và sau.
Ga - Trọng lượng không tải của xe.

O2

Z2


a, b - Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc.
Theo sơ đồ trên hình 3.1 ta quy ước chiều dương là chiều ngược chiều kim đồng
hồ.
Lấy mô men tại điểm O1 ta có:

Ga .a
 Z2 = L0

G2.a – Z2.L0 = 0

(3.1)

Mặt khác Z2 = G2
G2
Z2
Ga .a
a
 m2 = Ga = Ga = L0 .Ga = L0
G2 .L0
 a = m2.L0 = Ga

(3.2)

7000. 2550
=1174
Thay số vào ta được: a = 15200

(mm)=1,17(m)

Từ sơ đồ hình 3.1 ta thấy:
a + b = L0
 b = L0 – a = 2550 – 1170= 1380 (mm)=1,38(m)

Từ hình 3.1 ta viết được phương trình cân bằng mô men như sau:
+ Đối với cầu trước:

Z2.L0 – Ga.a + Pj.hg = 0

(3.3)

+ Đối với cầu sau:
Z1.L0 – Ga.b + Pj.hg = 0

(3.4)

Mặt khác ta có:
Pj = Jp.ma = Jp.

Ga
g

(3.5)

Trong đó: Pj – Lực qn tính.
ma – Khối lượng của ôtô
g – Gia tốc trọng trường.
Thay (3.5) vào (3.3) và (3.4) ta được:
Z1 =

Ga
L0

j .h 

 b  p g 
g 



(3.6)

Z2 =

Ga
L0

j .h 

 b  p g 
g 


(3.7)

+ Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường:


P p1

Z1
= φ. 2

(3.8)

+ Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường:
Z2
Pp2 = φ. 2

(3.9)

Trong đó: φ là hệ số bám giữa lốp và mặt đường.
Thay (3.6) vào (3.8) ta được lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường
là:
j .h 
Ga 
Ga
 b  p g 
b  .hg 
2.L0 
g 
2
.
L
0
Pp1= φ.
=φ.

(3.10)

Thay (3.7) vào (3.9) ta được lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường
là:
Pp2= φ.

j .h
Ga 
 b  p g
2.L0 

g


Ga

a  .hg 
 =φ. 2.L0

(3.11)

Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước:
M p1  Pp1 .rbx

M p1 

(3 - 12)

z1
G .
.rbx  a b   .hg .rbx
2
2.L0

(3 - 13)

Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau:
M p 2  Pp 2 .rbx

M p 2 

(3 - 14)

z2
G .
.rbx  a  a   .hg .rbx
2
2.L0

(3 - 15)

Trong đó:
Mp1 - Mơmen phanh mỗi bánh xe ở cầu trước.
P1 - Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước với mặt đường.
Mp2 - Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau.
P2 - Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau với mặt đường.
Z1 - Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu trước.
Z2 - Phản lực của mặt đường tác dụng lên cầu sau.
r bx - Bán kính làm việc của bánh xe.Theo tài liệu [1] ta có:
rbx = λ.r0 [mm].
r0: Bán kính thiết kế của bánh xe.
d
r0 = (B + 2 ).25,4 [mm].


Với:
d - Đường kính của vành bánh xe được tính theo đơn vị Anh (inch).
B – Bề rộng của lốp được tính theo đơn vị (mm)
Ta có kí hiệu lốp: 185/60R15.
λ – Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp.
Theo [1] đối với xe du lịch ta chọn lốp có áp suất thấp λ = 0.93 ÷ 0.935.

Chọn λ = 0,93
d
Do vậy: rbx = (B+ 2 .25,4).λ
15
rbx = (185+ 2 .25,4).0,93 = 349,215 [mm].

hg - Tọa độ trọng tâm theo chiều cao. Theo tài liệu [2] ta có:
hg = 0,5.S
Vậy:

với S = 1480 [mm].

hg = 0,5.1480 = 735 [mm].

Thay các giá trị vào các công thức (3-13) và (3.15) ta được:
Mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước Mp1:
15200
Mp1 = 2.2,55 .(1,3 +  .0,735).0,349215

Mp1 = 1436,301 + 764,9863.2

(3.16)

Mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu sau Mφ2:
Mp2 = 1217,33 -764,9863.2

(3.17)

Từ hai phương trình (3.16) và (3.17) ta thấy mô men phanh của các bánh xe ở
cầu trước và cầu sau là một hàm số bậc hai theo hệ số bám φ.

Theo tài liệu [4] ta có quan hệ giữa hệ số bám φ và độ trượt λ theo đồ thị:
x y
0.8

x max
x

0.6

0.4

0.2

0

y

20

40

60

80

100



Hình 3-2 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ
trượt tương đối λ của bánh xe.
Để lập được mối quan hệ giữa mô men phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước và
cầu sau theo độ trượt λ, dựa vào đồ thị giả sử các giá trị của hệ số bám dọc φx
theo độ trượt tương đối λ như trong bảng 3.1.
Bảng 3-1 Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt λ.
λ

0% 10% 20% 30%

40% 50% 60% 70% 80%

φx

0

0.68 0.64 0.62 0.6

0.61 0.72 0.71
5

0.58
5

90
100
%
%
0.57 0.53

Ứng với các giá trị của φx ta xác định được mô men phanh Mp trên các cầu
như trong bảng 3.2, và đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh Mp và độ
trượt λ khi phanh như hình 3.3.
Bảng 3-2 Quan hệ giữa mô men phanh Mp và độ trượt λ.
λ
10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90 100
0%
% %
φx
0 0.61 0.72 0.71 0.68 0.64 0.62 0.6 0.58 0.5 0.53
5
5
7
Mp1(
N.m
1160 1430 1418 1330 1232 1184 1137 1102 106
)
0
.8
.7
.0
.4
.6
.6
.2
.0
7.2 976.1
Mp2(
N.m
458. 480. 479. 474. 466. 460. 455. 450. 445.

)
0
1
1
5
3
0
9
24
57
56 430.5


M p1

M p2

M p1
(N.m)
M p2

1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0

0

20

40

60

80

100

120



Hình 3-3 Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men phanh của mỗi bánh xe
ở cầu
trước và cầu sau theo độ trượt λ.
3.2. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra.
3.2.1. Đối với cơ cấu phanh trước.
Giả sử rằng có lực P tác dụng lên vịng ma sát với bán kính trong là R1 và
bán kính ngồi là R2 . lúc đó áp suất trên vịng ma sát sẽ là :
P
P

2
2
q = F  ( R2  R1 )

Góc ơm α =70o nên áp suất làm việc thực tế của má phanh là
P
P.360 o

2
2
o
q = F  .( R2  R1 ).70

Trên vòng ma sát ta xét một vòng phần tử nằm cách tâm O bán kính R với
chiều dày dR. Mơmen lực ma sát tác dụng trên vịng phần tử đó là :
70 0
70 0
0
0
dMms = .q. 180 ..R.dR.R = 180 ..q. .R2.dR


70°

Hình 3-4 Sơ đồ để tính tốn bán kính trung bình của đĩa ma sát
Mơmen các lực ma sát tác dụng trên tồn vịng ma sát là :
R2

R

2
70 0
70 0
P.360 0

2
dM

.

.
q
.

.
R
dR

.

.
 ms R180 0
180 0  ( R22  R12 )70 0
R1
1

R2

R

2

dR

R1

Cuối cùng ta có mơ men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là :
3

Mpt

3

2 R2  R1

3 R2 2  R1 2
= .P.

(3.18)

Trong đó :
 -hệ số ma sát.  = 0,35 .
Trong quá trình khảo sát ta đo được:
R1-bán kính trong của má phanh đĩa. R1 = 0,075 [m]
R2-bán kính ngồi của má phanh đĩa. R2 = 0,143[m]
P -lực ép lên đĩa má phanh [N]
Xác định lực ép lên đĩa má phanh:
.d

2

. p.i

P= 4
(3.19)

Với :
i - số lượng xi lanh, i = 1.
d - đường kính xi lanh bánh xe, d =62 [mm ] .
p - áp suất dầu, [N/m2].
Vậy mô men phanh mà cơ cấu phanh trước có thể sinh ra là:
Mpt = .

3

3

2 R2  R1
. p.i 3  2
2
4
. R2  R1

.d

2

2 0,1433  0,075 3
3,14.0,062 2

2
2
3
4
= 0,35.
p.1. 0,143  0,075

Mpt
Mpt = 1,2.10-4.p
(3.20)
Mpt Từ phương trình (3.20) ta thấy tỷ lệ bậc nhất với áp suất dầu làm việc
trong hệ thống. Để các bánh xe không bị hãm cứng khi phanh thì mơ men phanh
ở mỗi cơ cấu phanh ln thay đổi tùy thuộc vào sự thay đổi áp suất trong dòng


dẫn động theo chu trình đóng mở các cửa van của van điện từ được điều khiển
từ ECU.
Trong khi phanh mô men phanh thay đổi tương ứng với độ trượt λ. Giả sử
các giá trị mô men ở các giai đoạn tăng áp suất, giảm áp suất, giữ áp suất, và
tăng áp suất tiếp theo tương ứng với độ trượt λ như trong bảng 3.3, 3.4, 3.5, và
được biểu diễn trên đồ thị ở hình 3.5.
Bảng 3-3 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng
áp
suất:
λ
Mpt(N.m)
p(N/m2)

0%
0
0

5%
10%
15%
20%

25%
831
1410.2
1520.5
1575.2
1585.8
6
6
6
6
6,93.10 11,75.10 12,67.10 13,13.10 13,22.106

Khi đạp phanh áp suất tăng lên đến giá trị p1=13,13.106 (N/m2), thì ECU điều
khiển giảm áp suất, do có độ chậm tác dụng của hệ thống giả sử thời gian chậm
tác dụng là 0.5s, áp suất vẫn còn tăng đến giá trị p2=13,22.106 (N/m2) mới thật sự
giảm xuống. Giai đoạn tăng áp suất được biễu diễn bằng đoạn O-1-2 trên đồ thị
hình 3.5.
Bảng 3-4 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giảm
áp
suất:
λ
25%
30%
27,5%
Mpt(N.m) 1585,8
1418,03 1305
2
6
p(N/m ) 13,22.10 11,82.106 10,88.106
Áp suất giảm từ giá trị p2=13,22.106 đến giá trị cực tiểu không đổi p4=

10,86.106. Giai đoạn này được biểu diễn bằng đoạn 2-3-4 trên đồ thị hình 3.5.
Bảng 3-5 Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giữ
áp
suất:
λ
27,5%
22,5%
Mpt(N.m) 1305
1305
2
6
p(N/m ) 10,88.10 10,88.106
Ở giai đoạn này áp suất được giữ không đổi, được biểu diễn bằng đoạn 4-5 trên
đồ thị hình 3.5.
Bảng 3-6 Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước Mpt với độ
trượt λ
ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo:
λ
22,5%
17%
18%