04C4B huynhvanthan

Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
MỤC LỤC
Trang
LỜI NĨI ĐẦU.........................................................................................................3
1. Mục đích ý nghĩa đề tài.......................................................................................4
2. Giới thiệu chung về hệ thống phanh..................................................................5
2.1.Công dụng, yêu cầu và phân loại...................................................................5
2.1.1. Công dụng...............................................................................................5
2.1.2.Yêu cầu.....................................................................................................5
2.1.3. Phân loại...............................................................................................11
2.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh............................................................12
2.2.1. Cơ cấu phanh........................................................................................12
2.2.2. Dẫn động phanh...................................................................................19
2.2.3. Phanh dừng và hệ thống phanh phụ....................................................30
3. Tổng thể về ôtô bus THACO KINGLONG KB120SE....................................31
3.1. Sơ đồ tổng thể về ôtô THACO KINGLONG KB120SE..............................31
3.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản......................................................................31
4. Hệ thống phanh trang bị ABS trên ôtô THACO KINGLONG KB120SE... .33
4.1. Sơ lược về ABS............................................................................................33
4.1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................33
4.1.2. Công dụng, yêu cầu ABS......................................................................34
4.1.3. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS......................................36
4.2. Hệ thống phanh trên ôtô KB120SE............................................................41
4.2.1. Sơ đồ nguyên lý.....................................................................................41
4.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên ôtô KB120SE................42
4.3. Kết cấu các cụm chi tiết chính.....................................................................45
4.3.1. Cơ cấu phanh........................................................................................45
4.3.2. Bầu phanh.............................................................................................48
4.3.3. Dần động phanh...................................................................................50
5. Tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh khí nén trên ơtơ bus THACO
KINGLONG KB120SE.........................................................................................53

5.1. Xác định momen phanh yêu cầu.................................................................53
5.1.1. Số liệu đã biết........................................................................................53
5.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm a, b.............................................................54
5.1.3. Xác định momen phanh theo yêu cầu..................................................55
5.2. Xác định momen phanh mà cơ cấu phanh sinh ra.....................................59
5.2.1.Các số liệu cơ bản..................................................................................59
1


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
5.2.2. Xác định momen phanh do cầu trước sinh ra.....................................59
5.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra.......................63
5.3. Xác định áp suất phanh...............................................................................64
5.4. Xây dựng quy luật thay đổi của các thơng số khi phanh có ABS...............67
5.4.1. Xác định quan hệ giữa mơmen phanh, mơ men bám ,gia tốc góc với
hệ số trượt.......................................................................................................67
5.4.2. Đối với cầu trước..................................................................................70
5.4.3. Đối với cầu sau.....................................................................................71
5.5. Tính tốn kiểm tra cơ cấu phanh................................................................72
5.5.1. Kiểm tra điều kiện tự siết.....................................................................72
5.5.2. Tính cơng ma sát riêng.........................................................................73
5.6. Tính toán các chỉ tiêu phanh.......................................................................73
5.6.1. Gia tốc chậm dần khi phanh................................................................74
5.6.2. Thời gian phanh...................................................................................74
5.6.3. Quãng đường phanh.............................................................................75
5.7. Kiểm tra phần cung cấp khí nén.................................................................76
6. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh khí nén trên ơtơ bus
THACO KINGLONG KB120SE..........................................................................78
6.1. Khí nén khơng tiếp được hoặc tiếp chậm vào các bình chứa của hệ thống
khí nén................................................................................................................78

6.2. Khơng tiếp được khí nén vào các bình chứa...............................................79
6.3. Các van của máy nén khí bị hở...................................................................79
6.4. Bầu phanh khơng kín..................................................................................79
6.5. Phanh yếu....................................................................................................79
6.6. Phanh bị ăn đột ngột (Phanh giật)..............................................................81
7. Kết luận..............................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................82

2


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
LỜI NĨI ĐẦU
Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng tăng cao, 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. Ơtơ dần dần đáp ứng đ ược về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm
thiểu ô nhiễm môi trường, … trong đó vấn đề an tồn được đặt lên hang đầu.
Ơtơ THACO KINGLONG KB120SE là ôtô bus hàng đầu Việt Nam hiện nay,
phần nào đáp ứng đuợc những chỉ tiêu trên. Hệ thống phanh trên ôtô này khá
hiện đại đem lại sự an toàn cho hành khách và hàng hố.
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: “KHẢO SÁT, KIỂM
NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ BUS THACO KINGLONG
KB120SE”.
Trong quá trình thực hiện đề tài, do thời gian có hạn và kiến thức cịn hạn
chế nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong sự giúp
đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiện
hơn.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Phan Minh Đức, các thầy
trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2009.
Sinh viên thực hiện:
Huỳnh Văn Thân

3


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
1. Mục đích ý nghĩa đề tài.
Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ơ tơ và kỹ thuật điện tử thì tất cả
các hệ thống trên ơ tơ nói chung và hệ thống phanh nói riêng ngày được hồn thiện
hơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn.
Hiện nay, với lượng xe tham gia giao thông rất lớn nên việc đảm bảo cho ôtô
chuyển động an toàn ở tốc độ cao là vô cùng cần thiết. Nó khơng chỉ đơn thuần an
tồn cho ôtô mà còn cho cả ngưòi lái, hành khách, hàng hóa, mơi trường xung
quanh ơtơ chuyển động và cả về mặt kinh tế. Vì thế, trên ơtơ một trong những bộ
phận có tính quyết định đến khả năng đó là hệ thống phanh.
Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu
về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Bên cạnh đó cần phải khẳng định
một ý nghĩa tương đối trong thực tiễn, hiện tại, chẳng hạn như là: Giúp cho người
thiết kế chế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo.
Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý có thể khai thác
tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể. Giúp cho người
sử dung có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi trong việc bảo
dưỡng, bảo trì ơ tơ. Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chống
phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và biện pháp
khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống phanh ô tô.
Vì vậy em chọn đề tài “ KHẢO SÁT, KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH

ÔTÔ BUS THACO KINGLONG KB120SE”.
THACO KINGLONG KB120SE là sản phẩm hợp tác giữa công ty SX & LR ô
tô Chu Lai - Trường Hải và hãng KingLong, nó có nhiều sự nổi bật vượt trội so với
các dịng xe bus thơng thường, đang được sử dụng rộng rãi góp phần nâng cao
thương hiệu của Trường Hải.
Với đề tài KHẢO SÁT, KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ THACO
KINGLONG KB12OSE sẽ giúp cho em hiểu rõ được kết cấu và nguyên lý của các
bộ phận, cụm chi tiết, đến từng chi tiết cụ thể trong hệ thống phanh. Từ đó, em có
thể xác định được kết quả các thông số kết cấu của hệ thống phanh thông qua từ
phương pháp tính tốn hệ thống phanh. Ðồng thời, được nghiên cứu sâu những vấn
đề chưa thực sự ổn định, hiệu quả làm việc chưa cao của một số chi tiết, từ cơ sở cơ
bản mà phân tích đề xuất khắc phục cải tiến phù hợp.
Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự
tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm
sử dụng và bảo dưỡng hệ thống phanh một cách tốt nhất để đảm bảo an toàn cho
người và tài sản.
4


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
2. Giới thiệu chung về hệ thống phanh.
2.1.Công dụng, yêu cầu và phân loại.
2.1.1. Công dụng.

Hệ thống phanh ô tô được dùng để giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho
đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó, nghĩa là điều khiển tốc độ ô
tô theo chiều giảm. Ngồi ra, hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo
đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hoặc trên các mặt đường ngang với thời
gian khơng hạn chế. Với các máy kéo xích, hệ thống phanh còn phối hợp với bộ
phận chuyển hướng, tham gia làm nhiệm vụ điều khiển và quay vòng máy kéo.


Ðối với ô tô, hệ thống phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng vì nó đảm
bảo cho ơ tơ - máy kéo chuyển động an toàn trong mọi chế độ làm việc và nhờ đó
mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển
của xe.
2.1.2.Yêu cầu.
Hệ thống phanh chính cần đảm bảo các yêu cầu chính sau :
 Ðảm bảo tính ổn định và điều khiển của ơ tơ - máy kéo khi phanh.
 Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hay đòn
điều khiển phải nhỏ.
 Giữ cho ô tô - máy kéo đứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế.

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 toàn cho hành khách và hàng hóa.

Khơng có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng
đứng và khi quay vòng.

Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọi
điều kiện sử dụng.

Có khả năng thốt nhiệt tốt.

Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an tồn chuyển động trong mọi trường
hợp, hệ thống phanh của ôtô - máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh,

là :
 Phanh làm việc : Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở
tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là
phanh chân.

5


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
 Phanh dự trữ : Dùng để phanh ô tô - máy kéo trong trường hợp phanh chính
bị hỏng.
 Phanh dừng : Cịn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ ô tô - máy kéo đứng yên tại
chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng
tay nên gọi là phanh tay.
 Phanh chậm dần : Trên các ô tô tải trọng lớn như xe tải có trọng lượng tồn
bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng tồn bơ lớn hơn 5 tấn hoặc xe làm việc
ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, cịn phải có
phanh thứ tư là phanh chậm dần. Phanh chậm dần được dùng để phanh liên tục, giữ
cho tốc độ ô tô - máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc hoặc là
để giảm dần tốc độ của ô tô - máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh dùng trên có thể có bộ phận chung và kiểm nghiệm chức năng
của nhau. Nhưng phải có ít nhất là hai bộ điều khiển và dẫn động độc lập.
Để có hiệu quả phanh cao:
 Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
 Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn
bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ
lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng.
 Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng
tồn bộ lớn.

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng người ta sử dụng hai chỉ tiêu
chính là. Gia tốc chậm dần và qng đường phanh. Ngồi ra cũng có thể dùng các
chỉ tiêu khác như. Lực phanh hay thời gian phanh.
Giá trị các yêu cầu này có thể tham khảo trong bảng 2-1, 2-2 và 2-3.
Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng
hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố như. Nguồn gốc và chủng loại ô tô
đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang
thiết bị kiểm tra....
Bảng 2-1 : Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép
ơ tơ lưu hành trên đường- Do Bộ giao thông Vận tải Việt Nam quy định năm 1995.

6


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Quãng đường Gia tốc chậm dần
phanh
ổn định
Sp [ m ] ( )
Jp [ m/s ] (  )

Stt

Chủng loại ơ tơ

1

Ơ tơ du lịch và các loại ô tô khác 7,2
thiết kế trên cơ sở ơ tơ du lịch

2

Ơ tơ vận tải trọng lượng tồn bộ 
9,5
8 tấn và ơ tơ khách có chiều dài
tồn bộ  7,5 m

3

Ơ tơ vận tải hoặc đồn ơ tơ có 11
trọng lượng tồn bộ > 8 tấn và ơ tơ
khách có chiều dài tồn bộ > 7,5 m

5,8

5,0

4,2

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng 2-1 trên được cho ứng với chế độ thử:
Ơ tơ khơng tải, chạy trên đường nhựa khô, nằm ngang.
Vận tốc bắt đầu phanh là 30 [ Km/h ] ( 8,33 [ m/s ] ).
Do yêu cầu về tốc độ ô tô ngày càng tăng, cho nên có xu hướng tăng vận tốc thử
phanh để cho phép lưu hành trên đường. Tuy vậy thử phanh ở tốc độ cao là rất nguy
hiểm, nhất là trong điều kiện chưa cho phép có những bãi thử chuyên dùng. Vì thế ở
nước ta vẫn đang áp dụng tốc độ thử phanh là 30 [ Km/h ].
Số liệu cho ở bảng 2-1 chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm cho phép ô
tô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động. Đối với các cơ sở nghiên
cứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn.
Bảng 2-2 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính

( Tiêu chuẩn của Liên Xơ cũ )
Stt

Chủng loại ô tô

Tốc độ
trước
khi
phanh
Vo
[Km/h]

Lực tác
dụng lên
bàn đạp
Pbđ [ N ]
( )

Dạng
thử

Quãng
đường
phanh
Sp [ m ]
( )

Gia tốc
chậm dần
ổn định

Jp [ m/g ]
( )

7


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
(1) (2)
1
Ơ tơ du lịch và
Microbuys với số chỗ
ngồi  8
2
Ơ tơ bt > 8 chỗ
ngồi và trọng lượng
tồn bộ  5 tấn
3
Ơ tơ bt với trọng
lượng tồn bộ > 5 tấn
4

5

6

7

8

(3)

(4)

80

500

60

700

60

700

Ơ tơ tải với trọng
lượng tồn bộ < 3,5 70
tấn
Ơ tơ tải với trọng
lượng tồn bộ từ 3,5 50
tấn  12 tấn
Ơ tơ tải với trọng
lượng > 12 tấn
40

(5)
O
I
II
O

I
II
O
I
II
O
I
II
O
I
II
O
I
II
O
I
II
O
I
II

700

700

700

Đồn ơ tơ với tải
trọng tồn bộ từ 3,5 50
tấn  12 tấn

Đồn ơ tơ với trọng
lượng toàn bộ > 12 40
tấn

700

700

(6)
43,2
54,0
57,5
25,8
32,3
34,3
32,1
40,1
42,7
44,8
56,0
59,6
25,0
31,3
33,3
17,2
21,5
22,9
26,5
33,1
35,2

18,4
23,0
24,5

(7)
7,0
5,4
5,0
7,0
5,3
4,9
6,0
4,5
4,1
5,5
4,1
3,8
5,5
4,0
3,7
5,5
4,0
3,6
5,5
4,0
3,7
5,5
3,9
3,6

Bảng 2-3 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh dự trữ
( tiêu chuẩn Liên Xô cũ )
Stt Chủng loại ô tô

(1) (2)

Tốc độ Lực tác dụng lên Quãng
trước
bàn đạp Pbđ [ N ]
đường
khi thử ( )
phanh
Vo
Sp [ m ]
[Km/h]
( )

(3)

Tay đòn

Bàn đạp

(4)

(5)

(6)

Gia

tốc
chậm dần
ổn định
Jp [ m/s2 ]
( )

(7)
8


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
1

2

3

4

5

6
7

8

Ơ tơ du lịch và
Microbuys với số
chỗ ngồi  8
Ơ tơ bt > 8 chỗ

ngồi và trọng
lượng tồn bộ  5
tấn
Ơ tơ bt với
trọng lượng tồn
bộ > 5 tấn
Ơ tơ tải với trọng
lượng tồn bộ <
3,5 tấn
Ơ tơ tải với trọng
lượng tồn bộ từ
3,5 tấn  12 tấn
Ơ tơ tải với trọng
lượng > 12 tấn
Đồn ơ tơ với tải
trọng tồn bộ từ
3,5 tấn  12 tấn
Đồn ơ tơ với
trọng lượng tồn
bộ > 12 tấn

80

400

500

90,1

3,0

60

600

700

52,2

3,0

60

600

700

52,2

3,0

70

600

700

79,0

2,8

50

600

700

42,5

2,8

40

600

700

28,4

2,8

50

600

700

44,0

2,8

40

600

700

29,6

2,8

Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng ba dạng
thử khác nhau là.
Thử " O ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh
cịn nguội và thường tiến hành hai trường hợp: động cơ được tách và không tách ra
khỏi hệ thống truyền lực.
Thử " I ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh
đã làm việc nóng lên. Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:
. Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên
. Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh.
Thử " II ": Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ơ tơ, máy kéo chuyển động
xuống dốc dài.

9


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiện các
chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 [ m/s 2 ] đối với ô tô
khách và 2,8 [ m/s2 ] đối với ô tô tải.

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực
phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra. Khi thử ( theo cả hai chiều:
đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc ) phanh dừng cần phải giữ
được ô tô- máy kéo chở đầy tải và động cơ tách ra khỏi hệ thống truyền lực, đứng
n trên dốc có độ nghiêng khơng nhỏ hơn 25%.
Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ô tô - máy kéo, khi chuyển
động xuống các dốc dài 6 [ Km ], độ dốc 7 %, tốc độ không vượt quá 302 [
Km/h ] ( 8,330,6 [ m/s ]), mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi
phanh bằng phanh này, gia tốc của ô tô, máy kéo thường đạt khoảng 0,62,0 [ m/
s2 ].
Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúng
cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tác
dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe, đồng thời
không có hiện tượng tự siết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô, máy kéo khi phanh, sự phân bố
lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện chính
sau:
Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt
đường tác dụng lên chúng.
Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau.
Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất.
Khơng xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: Các
bánh xe trước trượt trước sẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển. Các bánh xe sau
trượt trước sẽ bị quay đầu, mất tính ổn định. Ngoài ra các bánh xe bị trượt sẽ gây
mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo các yêu cầu này, trên ô tô, máy kéo hiện đại, người ta sử dụng các
bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe ( Antilook Braking
System - ABS ).
Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn nhất
cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay địn điều khiển và hành trình tương ứng của

chúng. Giá trị quy định của chúng được cho dưới bảng 2-4.
Bảng 2- 4 : Giá trị tối đa cho phép của lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều
khiển và hành trình tương ứng của chúng đối với hệ thống phanh ô tô
10


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )
Phương
pháp Hệ thống phanh
Chủng loại ô tô
điều khiển
Bằng bàn đạp
Làm việc, dự trữ Du lịch
và phanh dừng
Vận tải và khách
Bằng tay đòn
Dự trữ và dừng
Du lịch
Vận tải và khách

Pbđ max
[N]
500
700
400
600

Sbđ max [
mm ]

150
180
160
220

2.1.3. Phân loại.
Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các
bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn
động cơ cấu phanh.
Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực,
phanh chia ra các loại: Phanh bánh xe và phanh truyền lực.
Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra:
Phanh đĩa: Theo số lượng đĩa quay còn chia ra :Một đĩa quay và nhiều đĩa quay.
Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Phanh cân bằng và
phanh không cân bằng.
Phanh dãi.

(a)

(b)
(c)
Hình 2-1 Sơ đồ ngun lý các loại phanh chính.
a- Phanh trống- Guốc: b- Phanh đĩa: c- Phanh dải
Theo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực (phanh dầu),
phanh khí nén (phanh hơi), phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác
nhau).
Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh chân ở
một số ô tô trước đây. Nhược điểm của loại phanh này là đối với phanh chân, lực
tác động lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điều khiển nặng nề, nên hiện

11


Ket-noi.com diễn đàn cơng nghệ, giáo dục
nay ít sử dụng. Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử dụng khi ô tô dừng hẳn và hổ trợ
cho phanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết, nên hiện nay nó vẫn được sử dụng
phổ biến trên ô tô.
Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến trên ơ tô du lịch và xe
ô tô tải trọng nhỏ.
Phanh truyền động bằng khí nén thì được dùng trên ơ tơ tải trọng lớn và ơ tơ
hành khách. Ngồi ra nó cịn dùng trên ơ tơ vận tải tải trọng trung bình có động cơ
diesel cũng như trên các ơ tơ kéo đồn xe.
Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên các đồn ơ tơ, ơ tơ kéo nhiều
rơmc.
Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ơ tơ và đồn ơ tơ có
tải trọng lớn và rất lớn.
2.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh.
Ðể thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu
chính sau
Cơ cấu phanh : Là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản. Trong quá trình phanh
động năng của ôtô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán
ra môi trường bên ngoài.
Dẫn động phanh : Ðể điều khiển cơ cấu phanh.
2.2.1. Cơ cấu phanh.
Cơ cấu phanh là một bộ phận trực tiếp tạo ra lực phanh cũng chính là lực cản,
trong q trình phanh khi ơ tơ chuyển động, động năng của ô tô sẽ được biến thành
nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường.
Cơ cấu phanh trên ô tô chủ yếu làm việc theo nguyên lý ma sát. Do vậy kết cấu
của nó gồm có hai phần chính: cơ cấu ép và phần tử ma sát. Bên cạnh đó cịn có
thêm các phần tử phụ như cơ cấu điều khiển khe hở giữa má phanh và trống phanh

của loại phanh trống - guốc, bộ phận xả khí của phanh dẫn động thủy lực...
Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống - Guốc, Đĩa hay Dải.
Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt.
Kết cấu cơ cấu phanh trên ô tô có đặc trưng tùy thuộc bởi vị trí đặt nó ở bánh xe
hoặc ở truyền lực, bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến phanh.
Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại trống - guốc và gần đây sử dụng nhiều
loại đĩa ở các bánh xe trước.

2.2.1.1. Loại trống - guốc.
a. Thành phần cấu tạo:
Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:
12


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
+ Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe.
+ Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh).
+ Mâm phanh: Là một đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp đặt và định vị
hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh.
+ Cơ cấu ép: Khi phanh cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động, sẽ
ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ra
lực ma sát để phanh bánh xe lại.
+ Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần
phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,20,4)mm để cho phanh nhả được
hồn tồn. Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mịn, làm tăng hành trình
của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ khơng khí
nén, tăng thời gian chậm tác dụng,... Để tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu
để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.
Có hai phương pháp để điều chỉnh: Bình thường bằng tay và tự động
b. Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá.

số bậc tự
do của
guốc

Số lượng
cơ cấu ép

Loại cơ cấu ép
Xy lanh thủy lực

1

I

2

III

II

Cam
XII

XIII

Chêm
XIV

XV

Một

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

X

XVI

1
Hai

2

XVII

Hình 2-2 Các sơ đồ phanh trống guốc.
Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (hình 2.2). Các sơ đồ
này khác nhau ở chổ

+ Dạng và số lượng cơ cấu ép.
+ Số bậc tự do của các guốc phanh.

13


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
+ Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép và
do vậy khác nhau ở:
- Hiệu quả làm việc.
- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc.
- Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe.
- Mức độ phức tạp của kết cấu.

Hình 2-3 Các cơ cấu phanh thơng dụng và sơ đồ lực tác dụng
a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xylanh thủy lực; c- Hai xylanh ép, guốc phanh
một bậc tự do; d- Hai xylanh ép, guốc phanh hai bậc tự do.
Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhấtlà các
sơ đồ trên hình 2.3a và 2.3b. Tức là sơ đồ với guốc phanh một bậc tự do, quay
quanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép. Sau đó đến các sơ đồ 2.3c
và 2.3d.
Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sử
dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là: Tính thuận
nghịch (đảo chiều), tính cân bằng và hệ số hiệu quả.
Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mơmen phanh do
nó tạo ra khơng phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức là chiều chuyển động của
ơtơ- máy kéo.
Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từ guốc
phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụng lên
cụm ổ trục bánh xe.

14


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra và tích của
lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh. (hay cịn gọi một cách quy ước là
mômen của lực dẫn động).
Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh trên hình 2.3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơn
giản hóa nhờ các giả thiết sau:
+ Các má phanh được bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu.
+ Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vịng
cung của má phanh trên bán kính r.
Từ sơ đồ ta thấy rằng:+ Lực ma sát tác dụng lên guốc trước (tính theo chiều
chuyển động của xe) có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động ép guốc phanh vào
trống phanh, nên các guốc này gọi là guốc tự siết.
+ Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc
này được gọi là guốc tự tách. Hiện tượng tự siết, tự tách này là một đặc điểm đặt
trưng của cơ cấu phanh trống- guốc.
Sơ đồ hình 2.3a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng. Vì thế độ dịch
chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau. Và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc
và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:
N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 = Mp
Do hiện tượng tự siết nên khi N 1 = N2 thì P1< P2. Đây là cơ cấu vừa thuận nghịch
vừa cân bằng. Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp cho các
ơtơ tải và khách cỡ trung bình và lớn.
Sơ đồ trên hình 2.3b dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động của hai guốc
bằng nhau P1 = P2 = P. Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N 1 > N2 và Mp1 >
Mp2. Cũng do N1 > N2 nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn
guốc sau, làm cho các guốc mịn khơng đều. Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số

kết cấu đôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xylanh ép
có đường kính làm việc khác nhau: Phía trước tự siết có đường kính nhỏ hơn.
Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng khơng cân bằng. Nó
thường sử dụng trên các ôtô tải cở nhỏ và vừa hoặc các bánh sau của ôtô du lịch.
Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ số hiệu quả của sơ đồ hình 2.3a:
Khq = Mp/(P1+ P2).rt = 100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu
ép thủy lực hình 2.3b sẽ là 116% 122%, khi có cùng kích thước chính và hệ số ma
sát giữa má phanh và trống phanh: f = 0,30  0,33.
Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu phanh với
hai xylanh làm việc riêng rẽ. Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí
khác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết (hình.2.3c). Hiệu quả
15


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
phanh trong trường hợp này có thể tăng được 1,6 1,8 lần so với cách bố trí bình
thường. Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp, tức là cơ cấu phanh
không có tính thuận nghịch.
Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thường đặt ở các bánh sau, cho
phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết P pt > Pps trong khi
nhiều chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước. Vì thế nó thường được
sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ.
Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta dùng
cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 2.3d. Các guốc phanh
của sơ đồ này có hai bậc tự do và khơng có điểm quay cố định. Cơ cấu ép gồm hai
xylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của các guốc phanh. Với
kết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều
nào. Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp.

Hình 2-4 Các cơ cấu phanh tự cường hố.

Để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta cịn dùng các cơ cấu phanh tự
cường hóa. Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát
giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa - tăng lực ép, tăng hiệu quả phanh
cho má kia.
Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số có thể đạt
đến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép. Nhưng mômen phanh
kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc khơng êm nên ít được
sử dụng. Xu hướng hiện nay là: sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với các
guốc có điểm quay cố định, cùng phía. Trường hợp cần thiết thì dùng thêm các bộ
trợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh.

16


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

2.2.1.2. Loại đĩa.
Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch.
Phanh đĩa có các loại: Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay và
vòng ma sát quay.
Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rảnh thơng gió, đĩa một lớp kim loại hay ghép
hai kim loại khác nhau.

Hình 2-5 Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa
Phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau:
- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mịn đều và ít phải
điều chỉnh.
- Bảo dưỡng đơn giản do khơng phải điều chỉnh khe hở.
- 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.

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng, nên cho phép tăng giá trị của
chúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến
dạng của kết cấu. Vì thế phanh đĩa có kết cấu 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 dạng đĩa quay.
Tuy vậy phanh đĩa cịn có 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 ơxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn 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 phanh dẫn động thấp và khó sử dụng chúng để
kết hợp làm phanh dừng.

17


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục

2.2.1.3. Loại dải.
Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích. Vì nó dùng phối hợp
với ly hợp chuyển hướng tạo được một kết nối rất đơn giản và gọn.
Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương pháp nối đầu dải phanh và do đó
khác nhau ở hiệu quả phanh.

Hình 2-6 Sơ đồ các loại phanh dải.
a- Phanh dải đơn giản không tự siết; b- Phanh dải tự siết một chiều;
c- Phanh dải loại kép; d- Phanh dải loại bơi.
Phanh dải đơn giản không tự siết: Khi tác dụng lực, cả hai đầu dải phanh được
rút lên siết vào trống phanh. Ưu điểm của loại này là phanh êm dịu, hiệu quả phanh
không phụ thuộc chiều quay. Nhược điểm là hiệu quả phanh không cao.

Phanh dải đơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một đầu được nối cố định nên hiệu
quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần. Tuy vậy khi
phanh thường dễ bị giật, không êm.
Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thì hiệu
quả phanh của nó cũng khơng đổi và ln ln có một nhánh tự siết.

18


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự siết, nhưng
hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay.
Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểm là áp suất trên bề mặt ma sát
phân bố không đều. Nên má phanh mịn khơng đều và tải trọng hướng kính tác dụng
lên trục lớn.
2.2.2. Dẫn động phanh.
Các loại dẫn động phanh:
Dẫn động phanh là một hệ thống dùng để điều khiển cơ cấu phanh.
Dẫn động phanh thường dùng hiện nay có ba loại chính: cơ khí, chất lỏng thủy
lực và khí nén. Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu
suất thấp (=0,40,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe. Nên đối với hệ
thống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là: thủy lực
và khí nén.
Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc địn điều khiển phanh cũng như hành trình
bàn đạp và địn điều khiển phanh phụ thuộc ở mơmen phanh cần sinh ra và các
thông số dẫn động phanh.
Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho xe ô tô du lịch, ơ tơ vận tải
có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm chủ yếu sau: xylanh phanh chính, bộ trợ
lực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe...
Dẫn động phanh bằng khí nén được dùng nhiều ở ơ tơ vận tải có tải trọng cỡ

trung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như: máy nén khí, van điều chỉnh áp suất,
bình chứa, van phân phối, bầu phanh....
Các sơ đồ phân dịng chính:
Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít
là hai dịng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dịng bị hỏng thì các dịng cịn
lại vẫn được ô tô 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 dòng như trên hình 2.7. Để phân chia
các dịng có thể sử dung bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xi
lanh chính kép hay bộ chia.
Mỗi sơ đồ đều có ưu, khuyết điểm riêng. Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dịng phải
tính tốn kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:
Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng
Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép
Mức độ phức tạp của dẫn động
Thường sử dung nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H 2.7a). Đây là sơ đồ
phân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu
19


Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục
trước.
Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn, hiệu quả phanh đảm
bảo không 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 ( dùng cánh tay
đòn âm).
Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng củng 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 mômen phanh sinh ra với lực tác dung lên bàn đạp và

hành trình của nó.
- Thời gian chậm tác dung khi phanh không được vượt quá 0,6s, khi nhả phanh
khơng được lớn hơn 1,2s.
- Phải có ít nhất hai dòng 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)

a)

d)

c)

e)
Hình 2-7 Các sơ đồ phân dịng

2.2.2.1. Dẫn động thủy lực.
a. Ưu, nhược điểm:
Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm quan trọng là:
- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ.
- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫn
động chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh.
- Hiệu suất cao.
- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp.
- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu
phanh.
20