Tính toán, thiết kế hệ thống phanh trên xe hyundai tucson 2017

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH................................................2
1.1.Công dụng, yêu cầu phân loại......................................................................................2
1.1.1.Công dụng:................................................................................................................ 2
1.1.2. Phân loại:.................................................................................................................2
1.1.3. Yêu cầu:...................................................................................................................3
1.2. Kết cấu hệ thống phanh chính trên ô tô:......................................................................3
1.3. Các loại Cơ cấu phanh.................................................................................................4
1.3.1. Loại phanh trống – guốc...........................................................................................4
1.3.2. Loại phanh đĩa..........................................................................................................6
1.3.3. Dẫn động phanh.......................................................................................................7
1.3.4. Các sơ đồ phân dịng chính......................................................................................7
1.3.5. Dẫn động thủy lực....................................................................................................9
1.3.6.Dẫn động khí nén....................................................................................................12
1.3.7.Dẫn động Thuỷ lực có ABS....................................................................................13
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
PHANH DỰA TRÊN CƠ SỞ XE HYUNDAI TUCSON 2017....................................16
2.1. Chọn loại dẫn động phanh.........................................................................................16
2.1.1. Dẫn động thủy lực..................................................................................................16
2.1.2. Dẫn động khí nén...................................................................................................16
2.2. Chọn sơ đồ dẫn động phanh......................................................................................17
2.3. Chọn cơ cấu phanh....................................................................................................19
2.3.1. Cơ cấu phanh trước................................................................................................21
2.3.2. Cơ cấu phanh đĩa sau..............................................................................................22
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE
HYUNDAI TUCSON 2017............................................................................................24


3.1. Thơng số kỹ thuật xe Hyundai Tucson......................................................................24
3.2. Tính tốn, thiết kế hệ thống phanh đã chọn...............................................................26

3.2.1. Tính tốn mơmen phanh yêu cầu ở các cơ cấu phanh............................................26
3.2.1.1. Ðối với cơ cấu phanh trước................................................................................30
3.2.1.2. Ðối với cơ cấu phanh sau...................................................................................30
3.2.2. Hệ số phân bố lực phanh lên các trục của bánh xe.................................................31
3.2.3. Mômen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép u cầu.....................................31
3.2.4. Tính tốn xác định bề rộng má phanh....................................................................33
3.2.5. Tính tốn kiểm tra cơng trược riêng và nhiệt độ hình thành ở cơ cấu phanh..........35
3.2.5.1. Tính tốn kiểm tra cơng trược riêng....................................................................35
3.2.5.2. Tính tốn kiểm tra nhiệt độ hình thành ở cơ cấu phanh......................................36
3.2.6. Hành trình dịch chuyển đầu pittong xy-lanh công tác của cơ cấu ép......................37
3.2.7. Đường kính xy-lanh chính và xy-lanh cơng tác.....................................................38
3.2.7.1. Đường kính xy-lanh cơng tác..............................................................................38
3.2.7.2 Đường kính xy-lanh chính....................................................................................38
3.2.8. Hành trình dịch chuyển của piston xy lanh.............................................................39
3.2.9. Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh..............................................................40
3.2.10. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa có trợ lực..............................41
3.2.11. Lưc cần thiết tác dụng lên bàn đạp khi có trợ lực.................................................41
3.2.12. Đường kính xy- lanh của bầu trợ lực....................................................................42
3.2.13. Tính toán các chỉ tiêu phanh.................................................................................43
3.2.13.1. Gia tốc chậm dần khi phanh..............................................................................43
3.2.13.2. Thời gian phanh.................................................................................................44
3.2.13.3 Quãng đường phanh...........................................................................................45
CHƯƠNG 4: BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH.......................46
4.1.Tổng quan về bảo dưỡng, sửa chữa phanh.................................................................46
4.2. Những công việc bảo dưỡng cần thiết.......................................................................47


4.3. Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, các bộ phận chính...............................................47
4.4. Kiểm tra hệ thống phanh...........................................................................................48
4.4.1. Kiểm tra tổng hợp khi xe đứng...............................................................................48

4.4.2. Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy...............................................................................49
KẾT LUẬN.....................................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................56


LỜI NÓI ĐẦU
Nền kinh tế nước ta ngày càng hội nhập sâu với nền kinh tế thế giới. Nhu cầu
chuyển tải, vận chuyển hàng hóa và con người ngày càng tăng cao và tăng dần theo từng
năm. Để đáp ứng nhu cầu đó thì ngành giao thơng vận tải phải có đủ sức và có đủ tầm, có
chiến lượt vận tải đa dạng từ đường sắt, đường bộ, đường biển lẫn đường hàng khơng
mới có thể lưu thơng hàng hóa, con người trong nền kinh tế thị trường. Làm được điều
này cần phải có đội ngủ cán bộ, kĩ sư chun nghiệp và có trình độ cơng nghệ cao.Trong
các dạng vận tải thì vận tải đường bộ đóng vai trị quan trọng, xun suốt và có tính cơ
động cao đáp ứng mọi điều kiện trong nền kinh tế.
Làm được điều này thì các phương tiện vận tải đường bộ (chủ yếu là xe ô tô) phải
được thiết kế tốt nhất có thể để vận tải. Các cán bộ kĩ sư trong ngành phải được đào tạo
bài bản và trang bị kĩ năng thực tế và tiếp thu công nghệ thế giới mới đáp ứng được yêu
cầu của vận tải ngày càng tăng. Đang là sinh viên em được nhận nhiệm vụ thực hiện đồ
án ‘‘tính tốn, thiết kế hệ thống phanh trên xe hyundai tucson 2017’’ của trường Đại Học
Công Nghệ Giao Thông Vận tải.
Nhu cầu vận chuyển ngày càng tăng thì tốc độ ơ tơ ngày phải càng cao, vì vậy để
đảm bảo an tồn cho người và hàng hóa thì hệ thống phanh trên ơ tơ cực kì quan trọng và
rất cần thiết.
Với các kiến thức đã học và kiến thức thực tế cùng sự hướng dẫn của giáo viên
hướng dẫn Vũ Thế Truyền đã giúp em hoàn thành đồ án trong thời gian quy định. Tuy
nhiên trong q trình làm đồ án khơng tránh khỏi những thiếu sót mong thầy(cơ) chỉ dẫn
thêm để những đồ án sau được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Thế Truyền cùng các thầy cô giáo
trong bộ mơn và các bạn đã giúp em hồn thành đồ án này.
Thái Nguyên, ngày

tháng

Sinh viên thực hiện

Từ Ngọc Anh

1

năm 2023.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1.Công dụng, yêu cầu phân loại
1.1.1.Công dụng:
- 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 giữ cho ơ tơ máy kéo
đứng yên tại chỗ trên các mặt đường dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
- Với công dụng như vậy hệ thống phanh là 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 đó mới có khả
năng phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và khả năng vận chuyển của ôtô.
1.1.2. Phân loại:
 Theo tính chất điều khiển mà ta chia ra:
+ Phanh chân.
+ Phanh tay.
 Theo vị trí đặt cơ cấu phanh mà ta chia ra:
+Phanh ở bánh xe.
+Phanh ở trục truyền động (sau hộp số).
 Theo kết cấu phanh mà ta chia ra:
+ Phanh guốc.

+Phanh đĩa.
+ Phanh dải.
 Theo phương thức dẫn động:
+ Dẫn động phanh bằng cơ khí: Nhược điểm là lực tác dụng lên cơ cấu phanh
khơng đều và kém nhạy, điều khiển nặng...vì vậy hiện nay ít dùng ở cơ cấu phanh chân.
Cịn trên phanh tay dùng để phanh khi dừng đổ hoặc hổ trợ cho phanh chân khi phanh
gấp, vì vậy nó nó cịn được dung phổ biến trên các loại ô tô hiện nay.
+ Dẫn động phanh bằng chất lỏng (dầu thủy lực): Được dùng phổ biến trên xe du
lịch và xe tải nhỏ.
+ Dẫn động phanh bằng khí nén(phanh khí): Dùng trên các loại xe tải vừa và nặng, xe
khách, ngoài ra cịn dùng trên các loại xe kéo đồn xe (xe kéo sơ- mi -rơ móc).
+ Dẫn động phanh liên hợp thủy khí: Dùng trên các loại ơ tơ, đồn xe có tải trọng
lớn và rất lớn.
2


9

1

8

7
6

2

5
1

3
3
1

a)

2
3

2

4

b)
c)
Hình 1.1. Sơ đồ ngun lý các loại phanh chính.
a).Phanh guốc: 1- Chiều lực tác dụng, 2- Má phanh, 3- Tang trống.
b). Phanh đĩa: 1- Chiều lực tác dụng, 2- Mà phanh, 3- Đĩa phanh.
c). Phanh dải: 1,5- Chắn bảo vệ, 2,6- Đĩa phanh, 3,8- Khớp quay, 7- Cần kéo,
9- Lò xo, 4- Tang trống.

1.1.3. Yêu cầu:
Hệ thống phanh cần đảm bảo các u cầu chính sau :
 Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp đó là:
+ Quảng đường phanh ngắn nhất.
+ Thời gian phanh nhỏ nhất.
+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh.
 Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh.
+ Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hay đòn
điều khiển phải nhỏ.

 Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
 Đảm bảo việc phân bố moment phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc
sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
 Cơ cấu phanh khơng có hiện tượng tự xiết.
 Cơ cấu phanh phải có khả năng thốt nhiệt tốt.
 Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao và ổn định trong mọi
điều kiện sử dụng.
 Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở
cơ cấu phanh.
 Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
 Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc, bảo dưỡng.
1.2. Kết cấu hệ thống phanh chính trên ơ tơ:
Ðể thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu
chính sau:

3


- 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 mơi
trường bên ngồi.
- Dẫn động phanh : Ðể điều khiển cơ cấu phanh.
1.3. Các loại Cơ cấu phanh.
- Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma
sát, kết cấu của cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là : Các phần tử ma sát và
cơ cấu ép.
- Ngoài ra cơ cấu phanh cịn có một số bộ phận khác như : Bộ phận điều chỉnh khe
hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận để xả khí đối với dẫn động thủy lực...
- Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng : Trống - Guốc, Ðĩa hay Dải.
Mỗi dạng có một đặc điểm riêng biệt.

1.3.1. Loại phanh trống – guốc.
Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:
- 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: Điều chỉnh bằng tay và tự động.

4


P2

fN2

N2

N1

b

c

c

fN1

a

b
P1
fN 1

N1

N1

N1

N2

b
P2

P2

c

d

b

fN 1

c

fN1

a

a

fN1

fN2

rb

e

c

N1

a

rb

fN 1

rb

P2

P1

a

b

N1

a

N2

b
fN1

P1

fN 2

rb

a

rb
N1

P2

P1

P1

e

Hình 1.2. Sơ đồ các cơ cấu phanh thông dụng loại trống guốc
và lực tác dụng
a - Ép bằng cam; b - Ép bằng xi lanh thủy lực kép; c - Hai xi lanh ép, guốc phanh một
bậc tự do; d- Hai xi lanh ép, guốc phanh hai bậc tự do; e- Cơ cấu phanh tự cường hóa.
Trong đó: P, P1, P2: Lực xylanh dẫn động guốc phanh. N1, N2: Áp lực pháp tuyến
tác dụng lên guốc phanh. fN1, fN2: Lực ma sát. rt: Bán kính tang trống.
Các sơ đồ này khác nhau ở chỗ:
- Dạng và số lượng cơ cấu ép.
- Số bậc tự do của các guốc phanh.
- 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.
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 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 pđhanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụng lên cụm
ổ trục của bánh xe.

5


- Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mơmen phanh tạo ra và tích của
lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (mơmen của lực dẫn động).
1.3.2. Loại phanh đĩa.
Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ơtơ du lịch.
Phanh đĩa có các loại : Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay và vịng
ma sát quay.
Ðĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rãnh thơng gió, đĩa một lớp kim loại hay ghép
hai kim loại khác nhau.
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.
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
- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước.
2

1

4

3

5

6

Hình 1.3. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp tỳ động
1. Má phanh; 2. Má kẹp; 3. Piston; 4. Vịng làm kín;
5. Đĩa phanh; 6. Chốt dẫn hướng.

6


1

4

3

2

5

Hình 1.4. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa má kẹp cố định.
1. Má phanh; 2. Má kẹp; 3.piston; 4. Vòng làm kín; 5. Đĩa phanh.

1.3.3. Dẫn động phanh.
- Ðối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người ta sử dụng chủ yếu hai loại dẫn
động là : thủy lực và khí nén.
- 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.
- Dẫn động điện chỉ dùng cho đoàn xe kéo mc, nhưng cũng rất hiếm. Trên các
xe và đồn xe tải trọng lớn và rất lớn, sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí.
- Dẫn động thủy lực hầu như không dung cho máy kéo nhưng lại thường dùng để

dẫn động phanh của rơ móc kéo sau. Trên các máy kéo cở lớn thường sữ dụng đẫn
động khí nén.
1.3.4. Các sơ đồ phân dịng chính.
- Dẫn động phanh làm việc với mục đích tăng độ tin cậy, vì vậy cần có ít nhất là
hai dịng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dịng bị hỏng thì các dịng còn lại
vẫn làm việc được với một hiệu quả nhất định nào đó. Hiện nay phổ biến nhất là các
dẫn động với hai dòng với sơ đồ phân dòng như hình 1-5.
- Để phân chia các dịng có thể sử dụng bộ phận điều khiển kép như: Tổng van
khí nén hai khoang, xi lanh kép hay một bộ chia.

7


1
1

4

4
2

2

3

3

5

b)

a)

5

1

1
4

4

2

2

3

3

5

d)

c)

5

1
4

3

2
e)

5

Hình 1.5. Các sơ đồ phân dịng dẫn động phanh.
1 - Bộ phận phân dịng (Xilanh chính hoặc tổng van khí nén);
2,3 – Các bánh xe trước, sau; 4,5 – Các dịng dẫn động.
- Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng. Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dịng
phải tính tốn kỹ dựa vào ba yếu tố chính :
+ 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 dòng dẫn động.
- Thường sử dụng nhất là sơ đồ hình (1-5a ) sơ đồ phân dòng theo yêu cầu.
Ðây là sơ đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng
phanh cầu trước.
- Khi dùng các sơ đồ hình (1-5b, c và d ) sơ đồ phân dịng chéo, sơ đồ phân 2 dòng
cho cầu trước, 1 dòng cho cầu sau và sơ đồ phân dòng chéo cho cầu sau 2 dịng cho cầu
trước thì 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 hình (1-5b và d) lực phanh sẽ khơng đối
xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dịng bị hỏng.
- Sơ đồ (hình 1-5e) là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất.

8


1.3.5. Dẫn động thủy lực.
a. Ưu nhược điểm:

- Ưu điểm:
 Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2- 0,4s).
 Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dịng dẫn động
chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh.
 Hiệu suất cao ( = 0,8 – 0,9).
 Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành thấp.
 Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
- Nhược điểm:
 u cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rị rỉ thì cả dịng dẫn động không
làm việc được.
 Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ lực để
giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp.
 Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động và
mômen phanh không ổn định
 Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độ nhớt tăng.
b. Phạm vi sử dụng:
Với các đặc điểm đó, dẫn động thủy lực được sữ dụng rộng rãi trên các ô tô du
lịch, ô tô tải cỡ nhỏ hoặc cỡ đặc biệt lớn.
c. Các loại và sơ đồ dẫn động.
Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại:
- Dẫn động tác động trực tiếp : Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằng
lực tác dụng người lái.
- Dẫn động tác động 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 cơ cấu phanh là áp
lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực. Người lái chỉ điều khiến
các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến cơ cấu phanh tùy theo
cường độ phanh yêu cầu.

9

* Sơ đồ dẫn động phanh tác động trực tiếp.

4

3

1

5

2

8
B

A

6

Hình 1.6. Dẫn động phanh thủy lực
tác động trực tiếp.
7
1,8 - Xylanh bánh xe; 3,4 - Piston trong xylanh chính; 2,7 - Ðường ống dẫn dầu
đến xylanh bánh xe; 5 - Bàn đạp phanh; 6 - Xylanh chính.
* Sơ đồ dẫn động phanh tác động gián tiếp.
Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân không:
- Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường
nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái. Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực, kích

thước của các bộ trợ lực chân khơng thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp với các xe có
động cơ xăng cao tốc.

5

Hình 1.7. Dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không.
1,2. Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe; 3. Xylanh chính;
4. Ðường nạp động cơ(hoặc bơm chân không); 5. Bàn đạp; 6. Lọc;
7. Van chân khơng;8. Cần đẩy; 9. Van khơng khí;10. Vịng cao su của cơ cấu tỷ
lệ;11. Màng ( hoặc piston ) trợ lực;12. Bầu trợ lực chân không.
Nguyên lý làm việc:
10


Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải
làm van chân không 7 đóng lại cắt đường thơng hai khoang A và B, cịn van khơng khí 9
mở ra cho khơng khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Độ chênh áp suất giửa hai
khoang A, B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston( màng) của bầu trợ lực, và qua đó
tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên piston trong xi lanh chính 3, ép
theo các ống dẫn 1, 2 đi đến các xi lanh các bánh xe để thực hiện q trình phanh.
Khi nhả phanh van chân khơng 7 mở, do đó khoang A sẽ thơng với khoang B qua
van này và có cùng áp suất chân khơng. Vì vậy khơng có lực tác dụng vào piston trong
xi lanh chính nên dầu từ các xi lanh bánh xe sẽ hồi về lại bình chứa theo các đường ống
dẫn 1,2.
Khi lực phanh đạt giá trị cực đại thì van khơng khí mở hoàn toàn và độ chênh áp
hay lực trợ lực cũng đạt giá trị max.
 Dẫn động thủy lực dùng trợ lực khí nén:
Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén để tạo lực phụ, thường
được lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho người lái. Bộ trợ
lực phanh loại khí có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực phanh lớn cho nên được

dùng nhiều ở ơ tơ tải.

Hình 1.8. Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén.
1. Bàn đạp; 2. Ðịn đẩy; 3. Cụm van khí nén; 4. Bình chứa khí nén
5 . Xylanh lực; 6. Xylanh chính; 7. Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe;
8. Xylanh bánh xe; 9. Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe;10. Xylanh bánh xe

11


 Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ tích năng:
 Sơ đồ:

Hình 1.9. Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.
1. Bàn đạp; 2. Xylanh chính; 3, 4. Van phanh; 5,6. Xylanh bánh xe;
7. Bộ tích năng; 8. Bộ điều chỉnh tự động kiểu áp suất rơle;
9. Bộ tích năng; 10. Van an tồn; 11. Bơm
- Ngun lý làm việc:
Trên các ơ tơ tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm và các
bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xa nhờ dẫn động
thủy lực hai dịng với xylanh chính 2. Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các
van 3 và 4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xylanh bánh
xe 5 và 6. Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng cao. Bộ điều chỉnh tự
động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tích
năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an tồn 10 có tác dụng bảo vệ cho hệ thống
khỏi bị quá tải.
1.3.6. Dẫn động khí nén.
a. Ưu nhược điểm:
 Ưu điểm:
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rị rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể
làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm).
- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như :
phanh rơ mc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,....
- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa q trình điều khiển dẫn động.
 Nhược điểm:
12


- Ðộ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn.
- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất
lỏng trong dẫn động thủy lực tới (10-15) lần. Nên kích thước và khối lượng của dẫn
động lớn.
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều.
- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn.
b. Phạm vi sử dụng.
Với các đặc điểm đó, dẫn động khí nén hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các ô
tô máy kéo cở trung bình và lớn, cũng như các đồn xe kéo rơ mc.
c. Các sơ đồ chính.
Dẫn động phanh khí nén có 3 sơ đồ điển hình, tương ứng với 3 trường hợp là:
- Xe ơ tơ đơn khơng kéo mc.
- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc một đường.
- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường.
Ở đây chỉ giới thiệu sơ đồ phanh khí nén xe ơ tơ đơn khơng kéo móc:

6

5

4

3 2 1
10

9

7
8
Hình 1.10. Sơ đồ dẫn động phanh khí nén ơ tơ đơn
1 - Máy nén khí; 2. Van an tồn; 3. Bộ điều chỉnh áp suất;
4. Bộ lắng lọc và tách ẩm; 5. Van bảo vệ kép; 6,10. Các bình chứa khí nén;
7,9. Các bầu phanh; 8. Tổng van phân phối
Nguyên lý làm việc:
Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, tổng van phân phối 8 làm việc cắt đường
thông các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các bầu phanh 7, 9, tác
dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại.
Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trang thái ban đầu dưới tác dụng của lị xo hồi vị.
1.3.7. Dẫn động Thuỷ lực có ABS
13


a. Ưu nhược điểm:
 Ưu điểm:
-

An tồn nhất

-

Kiểm sốt lực kéo

-

Rút ngắn khoảng hãm

-

Tăng sự tự tin khi điều khiển

-

Tăng tuổi thọ cho phanh

-

Có thể tự bật hoặc tắt phanh ABS theo ý muốn khi đang điều khiển xe.

 Nhược điểm:
 Giá thành cao
 Tăng quãng đường phanh khi phanh
 Khi các cảm biến có vấn đề thì phanh sẽ khơng an tồn
b. Phạm vi sử dụng:
Với các đặc điểm đó, dẫn động thủy lực được sữ dụng rộng rãi trên các ô tô du
lịch, ô tô tải cỡ nhỏc xe van
c. Các loại và sơ đồ dẫn động.

-

Phương án 1: ABS có 4 kênh với các bánh xe được điều khiển độc lập.

ABS có 4 cảm biến bố trí ở bốn bánh xe và 4 van điều khiển độc lập, sử dụng cho
hệ thống phanh bố trí dạng mạch thường (một mạch dẫn động cho hai bánh xe cầu
trước, một mạch dẫn động cho hai bánh xe cầu sau). Với phương án này, các bánh xe
đều được tự động hiệu chỉnh lực phanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng
bám cực đại nên hiệu quả phanh là lớn nhất. Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số
14


bám trái và phải khơng đều thì mơ men xoay sẽ rất lớn và khó có thể duy trì ổn định
hướng bằng cách hiệu chỉnh tay lái. Ổn định khi quay vịng cũng giảm nhiều. Vì vậy
với phương án này cần phải bố trí thêm cảm biến gia tốc ngang để kịp thời hiệu chỉnh
lực phanh ở các bánh xe để tăng cường tính ổn định chuyển động và ổn định quay
vịng khi phanh.
- Phương án 2: ABS có 4 kênh điều khiển và mạch phanh bố trí chéo.
Sử dụng cho hệ thống phanh có dạng bố trí mạch chéo (một buồng của xi lanh
chính phân bố cho một bánh trước và một bánh sau chéo nhau). ABS có 4 cảm biến bố
trí ở các bánh xe và 4 van điều khiển. Trong trường hợp này, 2 bánh trước được điều
khiển độc lập, 2 bánh sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp, tức là bánh
xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau.
Phương án này sẽ loại bỏ được mơ men quay vịng trên cầu sau, tính ổn định tăng
nhưng hiệu quả phanh giảm bớt.
- Phương án 3: ABS có 3 kênh điều khiển.
Trong trường hợp này 2 bánh xe sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp, còn
ở cầu trước chủ động có thể có hai phương án sau:
-Đối với những xe có chiều dài cơ sở lớn và mơ men qn tính đối với trục đứng
đi qua trọng tâm xe cao– tức là có nhiều khả năng cản trở độ lệch hướng khi phanh, thì
chỉ cần sử dụng một van điều khiển chung cho cầu trước và một cảm biến tốc độ đặt
tại vi sai. Lực phanh trên hai bánh xe cầu trước sẽ bằng nhau và được điều chỉnh theo
ngưỡng trượt thấp. Hệ thống như vậy cho tính ổn định phanh rất cao nhưng hiệu quả
phanh lại thấp.

-Đối với những xe có chiều dài cơ sở nhỏ và mơ men qn tính thấp thì để tăng
hiệu quả phanh mà vẫn đảm bảo tính ổn định, người ta để cho hai bánh trước được
điều khiển độc lập. Tuy nhiên phải sử dụng bộ phận làm chậm sự gia tăng mơ men
xoay xe.Hệ thống khi đó sử dụng 4 cảm biến tốc độ đặt tại 4 bánh xe.
- Phương án 4: tương tự như phương án 3. Tuy nhiên cầu trước chủ động được
điều khiển theo mức chọn cao, tức là áp suất phanh được điều chỉnh theo ngưỡng của
bánh xe bám tốt hơn. Điều này tuy làm tăng hiệu quả phanh nhưng tính ổn định lại kém
hơn do mô men xoay xe khá lớn.
- Phương án 5: trên mỗi cầu chỉ có một cảm biến đặt tại 2 bánh xe chéo nhau
để điều khiển áp suất phanh chung cho cả cầu. Cầu trước được điều khiển theo ngưỡng
trượt cao, còn cầu sau được điều khiển theo ngưỡng trượt thấp.
- Phương án 6: sử dụng cho loại mạch chéo. Với hai cảm biến tốc độ đặt tại cầu
sau, áp suất phanh trên các bánh xe chéo nhau sẽ bằng nhau. Ngoài ra các bánh xe cầu
sau được điều khiển chung theo ngưỡng trượt thấp. Hệ thống này tạo độ ổn định cao
nhưng hiệu quả phanh sẽ thấp.
15


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH DỰA TRÊN CƠ SỞ XE
HYUNDAI TUCSON 2017
2.1. Chọn loại dẫn động phanh
2.1.1. Dẫn động thủy lực
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 thủy lực có những ưu điểm là :
- Ðộ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2 ÷ 0.4s).
- Ln ln đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dịng dẫn động
chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào đĩa 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.
Nhược điểm của dẫn động thủy lực :
- u cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rị rỉ thì cả dịng dẫn động không
làm việc được.
- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ lực để
giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp.
- Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động và
mômen phanh không ổn định.
- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độ nhớt tăng.
2.1.2. Dẫn động khí nén
Dẫn động khí nén hiện nay được sử dụng rộng rãi trên các ơ tơ máy kéo cỡ trung
bình và lớn, cũng như trên các đồn xe kéo móc.
Dẫn động khí nén có những ưu điểm là :
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.
- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rị rỉ nhỏ, hệ thống vẫn tiếp tục
16


làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm).
- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác như : Phanh rơ
mooc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén.
- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa q trình điều khiển dẫn động.
Tuy nhiên dẫn động khí nén có các nhược điểm là:
- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn.
- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất lỏng
trong dẫn động thủy lực tới 10 ÷ 15 lần. Nên kích thước và khối lượng của dẫn động lớn.
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều.

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn.
- Kết luận: Dựa vào các ưu nhược điểm của dẫn động thủy lực và dẫn động
khí nén, và dựa trên ơ tơ thiết kế là ô tô dòng Crossover 5 chỗ ta chọn loại dẫn động
phanh cho xe thiết kế là dẫn động thủy lực với bầu trợ lực chân không.
2.2. Chọn sơ đồ dẫn động phanh
Viện bố trí sơ đồ điều khiển của phanh ABS phải thảo mãn 2 yếu tố
- Tận dụng được khả năng bám cực đại giữa bánh xe với mặt đường trong quá trình
phanh, nhờ vậy làm tăng hiệu quả phanh tức là làm giảm quãng đường phanh.
- Duy trì khả năng bám ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn
định chuyển động và ổn định quay vòng của xe khi phanh.
- Kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy: đối với ABS, hiệu quả phanh
và ổn định khi phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa chọn sơ đồ phân phối các mạch
điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc của việc điều khiển lực phanh tại các bánh
xe. Sự thoả mãn đồng thời hai chỉ tiêu hiệu quả phanh và tính ổn định phanh của xe là
khá phức tạp, tuỳ theo phạm vi và điều kiện sử dụng mà chọn các phương án điều khiển
khác nhau.

17