tính toán thiết kế hệ thống phanh ôtô

ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ

LÅÌI NỌI ÂÁƯU

Nhu cáưu sỉí dủng ä tä trong giao thäng hiãûn
nay âang phạt triãøn mảnh m.Trong nghnh âäüng
lỉûc chun nghiãn cỉïu v chãú tảo âäüng cå nhàòm
tảo ra nhỉỵng âäüng cå cọ cäng sút cọ êch låïn
nháút v gim sút tiãu hao nhiãn liãûu.Nhỉng
mún sỉí dủng hiãûu qu cäng sút âọ trãn ä tä thç
lải phủ thüc vo cáúu tảo ca ä tä.Âãø ä tä hoảt
âäüng âỉåüc thç phi âm bo âỉåüc nhỉỵng thäng säú
k thût cng nhỉ tênh äøn âënh ca ä tä trong quạ
trçnh lm viãûc.Âäư ạn män hc tênh toạn v thiãút
kãú ä tä phi âm nháûn âỉåüc nhiãûm vủ ny.
Nay em nháûn thiãút kãú hãû thäúng phanh ca ä
tä nhàòm mủc âêch än lải kiãún thỉïc â hc v náng
cao k nàng cng nhỉ sỉû linh hoảt trong tênh toạn
v thiãút kãú cạc hãû thäúng,cå cáúu trong ä tä.
Âỉåüc sỉû ging dảy ca tháưy giạo bäü män
cng nhỉ sỉû hỉåïng dáùn nhiãût tçnh ca tháưy hỉåïng
dáùn nay em â hon thnh âäư ạn,nhỉng trong quạ
trçnh tênh toạn v thiãút kãú khäng thãø trạnh khi
nhỉỵng sai sọt mong tháưy cä chè dáùn âãø nhỉỵng âäư
ạn sau ny âỉåüc hon thiãûn v täút hån.Em xin
chán thnh cm ån.

 Nàơng 13/11/2003


Nguyen van thoa

MỦC LỦC

Trang
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 1
GVHD:Nguyễn Việt Hải
N MễN HC TNH TON THIT K H THNG PHANH ễTễ
1.CHOĩN LOAI VAè S ệ H THNG
PHANH 4
1.1.CHOĩN LOAI DN ĩNG
PHANH 4
1.2.CHOĩN LOAI C CU
PHANH 6
1.3.S ệ H THNG
PHANH 7
1.3.1.Choỹn sồ õọử phỏn
doỡng 7
1.3.2.Sồ õọử hóỷ thọỳng phanh õaợ
choỹn 9
2.TấNH TOAẽN THIT K C CU
PHANH 10
2.1.XAẽC ậNH TOA ĩ TROĩNG TM CUA XE THEO CHIệU DOĩC 10
2.2.XAẽC ậNH MOMEN PHANH CệN SINH RA CAẽC C CU
PHANH
12
2.3.XAẽC ậNH CAẽC KấCH THặẽC C BAN CUA C CU PHANH 14
2.3.1.Baùn kờnh bóử mỷt ma saùt cuớa trọỳng
phanh 14
2.3.2.Choỹn caùc kờch thổồùc s,h,
1

,

2
15
2.4.TấNH TOAẽN Bệ RĩNG MAẽ
PHANH 16
2.5.KIỉM TRA IệU KIN Tặ
SIT 19
2.6.TấNH TOAẽN NHIT VAè MAèI
MOèN 20
2.6.1.Tờnh toaùn maỡi
moỡn 20
2.6.2.Tờnh toaùn
nhióỷt 22
2.7.XAẽC ậNH LặC EẽP CệN
THIT 25
SVTH:Nguyn Vn Thoa. Lp 06c4b trang 2
GVHD:Nguyn Vit Hi
N MễN HC TNH TON THIT K H THNG PHANH ễTễ
3.TấNH TOAẽN THIT K DN ĩNG
PHANH 26
3.1.TấNH ặèNG KấNH XILANH BAẽNH XE VAè XILANH CHấNH 26
3.2.TấNH HAèNH TRầNH LAèM VIC VAè LặC BAèN AP 27
3.2.1.Tờnh haỡnh trỗnh baỡn
õaỷp 27
3.2.2.Tờnh lổỷc baỡn
õaỷp 29
4.PHN TấCH , CHOĩN VAè TấNH TOAẽN TRĩ LặC YU CệU CUA
XE THIT
K

30
4.1.PHN TấCH VAè CHOĩN TRĩ
LặC 30
4.2.S ệ VAè C TấNH CUA Bĩ TRĩ
LặC 31
4.2.1.Xaùc õởnh õỷc tờnh cuớa bọỹ trồỹ
lổỷc 31
4.2.2.ỷc tờnh cuớa bọỹ trồỹ
lổỷc 32
4.2.3.Sồ õọử trồỹ lổỷc chỏn
khọng 33
4.3.XAẽC ậNH CAẽC THNG S C BAN CUA Bĩ TRĩ LặC 33

ỏửu õóử thióỳt kóỳ: TấNH TOAẽN VAè THIT K H THNG PHANH
T
Sọỳ lióỷu cho trổồùc :
+ Loaỷi ọtọ :ti (diesel).
+ Troỹng lổồỹng baớn thỏn : G
0
= 1790 [kg]
- Phỏn bọỳ lón cỏửu trổồùc : G
0t
= 537 [kg]
SVTH:Nguyn Vn Thoa. Lp 06c4b trang 3
GVHD:Nguyn Vit Hi
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
- Phán bäú lãn cáưu sau : G
0s
= 1253 [kg]
+ Trng lỉåüng ton bäü : G

a
= 2985 [kg]
- Phán bäú lãn cáưu trỉåïc : G
at
= 895 [kg]
- Phán bäú lãn cáưu sau : G
as
= 2090 [kg]
+Täúc âäü cỉûc âải : V
max
= 130 [km/h]
+ Chiãưu di cå såí : L = 2585 [mm]
+ Chiãưu cao trng tám khi âáưy ti : h
g
= 750 [mm]
+Bạn kênh thiãút kãú bạnh xe :R
bx
= 0,3 [m]
I.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH:
I.1. CÄNG DỦNG, U CÁƯU V PHÁN LOẢI :
I.1.1. Cäng dủng :
Hãû thäúng phanh ä tä âỉåüc dng âãø gim täúc âäü ca ä tä cho âãún khi dỉìng
hàón hồûc âãún mäüt täúc âäü cáưn thiãút no âọ. Ngoi ra, hãû thäúng phanh cn cọ nhiãûm
vủ giỉỵ cho ä tä âỉïng n tải chäù trãn cạc màût däúc nghiãng hồûc trãn cạc màût âỉåìng
ngang våïi thåìi gian khäng hản chãú.
Âäúi våïi ä tä, hãû thäúng phanh l hãû thäúng âàûc biãût quan trng vç nọ âm bo
cho ä tä chuøn âäüng an ton trong mi chãú âäü lm viãûc v nhåì âọ måïi cọ thãø phạt
huy hãút kh nàng âäüng lỉûc, náng cao täúc âäü v nàng sút váûn chuøn ca xe.
I.1.2. u cáưu :
- Hãû thäúng phanh cáưn âm bo cạc u cáưu chênh sau :

+Âm bo tênh äøn âënh v âiãưu khiãøn ca ä tä khi phanh.
+Âiãưu khiãøn nhẻ nhng thûn tiãûn, lỉûc cáưn thiãút tạc dủng trãn bn âảp hay
ân âiãưu khiãøn phi nh.
+ Giỉỵ cho ä tä âỉïng n khi cáưn thiãút trong thåìi gian khäng hản chãú.
+ Lm viãûc bãưn vỉỵng, tin cáûy.
+Cọ hiãûu qu phanh cao trong mi chãú âäü lm viãûc.
+Phanh ãm dëu trong nhỉỵng trỉåìng håüp khạc, an ton cho hnh khạch v
hng họa.
+ Khäng cọ hiãûn tỉåüng tỉû siãút phanh khi bạnh xe dëch chuøn thàóng âỉïng
v khi quay vng.
+ Hãû säú ma sạt giỉỵa mạ phanh v träúng phanh cao v äøn âënh trong mi âiãưu
kiãûn sỉí dủng.
+ Cọ kh nàng thoạt nhiãût täút.
- Để có độ tin cây cao, đảm bảo an tồn chuyển động trong mọi trường hợp,hệ
thống phanh ơ tơ bao giờ cũng có tối thiểu ba loại phanh sau:
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 4
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
+ Phanh lm viãûc : Phanh ny l phanh chênh, âỉåüc sỉí dủng thỉåìng xun
åí táút c mi chãú âäü chuøn âäüng, thỉåìng âỉåüc âiãưn khiãøn bàòng bn âảp nãn cn
gi l phanh chán.
+ Phanh dỉû trỉỵ : Dng âãø phanh ä tä trong trỉåìng håüp phanh chênh bë
hng.
+ Phanh dỉìng : Cn gi l phanh phủ. Dng âãø giỉỵ ä tä âỉïng n tải chäù khi
dỉìng xe hồûc khi khäng lm viãûc. Phanh ny thỉåìng âỉåüc âiãưu khiãøn bàòng tay nãn
gi l phanh tay.
Cạc loải phanh dng trãn cọ thãø cọ bäü pháûn chung v kiãøm nghiãûm chỉïc nàng
ca nhau. Nhỉng phi cọ êt nháút l hai bäü âiãưu khiãøn v dáùn âäüng âäüc láûp.
Ngồi ra, để tăng thêm độ tin cậy,hệ thống phanh chính còn được phân thành
các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng khác vẫn hoạt động

bình thường.
Để đánh giá hiệu quả phanh 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.
I.1.3. Phán loải :
a)Ty theo cạch bäú trê cå cáúu phanh åí bạnh xe hồûc åí trủc ca hãû thäúng
truưn lỉûc m chia ra :
+ Phanh bạnh xe.
+ Phanh truưn lỉûc.
b)Theo dảng bäü pháûn tiãún hnh phanh, cå cáúu phanh cn chia ra :
+ Phanh träúng
-
gúc :
+ Phanh âéa :
+ Phanh dải
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 5
GVHD:Nguyễn Việt Hải
a. Phanh träúng gúc b. Phanh âéa c. Phanh di
Hçnh1.1. Så âäư kãút cáúu ca phanh träúng gúc; phanh âéa v phanh di.
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ

*Ỉu nhỉåüc âiãøm ca phanh âéa so våïi loải träúng gúc.
+Ỉu âiãøm:
-Cọ kh nàng lm viãûc våïi khe håí nh 0,05÷0,15mm nãn ráút nhảy, gim
âỉåüc thåìi gian cháûm tạc dủng v cho phẹp tàng tè säú truưn dáùn âäüng.
-Ạp sút phán bäú âãưu trãn bãư màût mạ phanh, do âọ mạ phanh mn âãưu.
-Bo dỉåỵng âån gin do khäng phi âiãưu chènh khe håí.
-Lỉûc ẹp tạc dủng theo chiãưu trủc tỉû cán bàòng nãn cho phẹp tàng giạ trë ca
chụng âãø âảt hiãûu qu phanh cáưn thiãút m khäng bë giåïi hản båíi âiãưu kiãûn biãún
dảng ca kãút cáúu. Vç thãú, phanh âéa cọ kêch thỉåïc nh gn v dãù bäú trê trong bạnh

xe.
-Hiãûu qu phanh khäng phủ thüc vo chiãưu quay v äøn âënh hån.
-Âiãưu kiãûn lm mạt täút hån nháút l âäúi våïi loải âéa quay.
+Nhỉåüc âiãøm:
-Nhảy cm våïi bủi báøn v khọ lm kên.
-Cạc âéa phanh loải håí dãù bë äxi họa, bë báøn lm cạc mạ phanh mau mn.
-Ạp sút lm viãûc cao nãn cạc mạ phanh dãù bë nỉït, xỉåïc
-Thỉåìng phi sỉí dủng cạc bäü tråü lỉûc chán khäng âãø tàng lỉûc dáùn âäüng nãn
khi âäüng cå lm viãûc hiãûu qu dáùn âäüng phanh tháúp v khọ sỉí dủng chụng âãø kãút
håüp lm phanh dỉìng.
Đơi với phanh dải
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 6
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
Ưu
âiãøm
: l hiãûn tỉåüng khäng tỉû siãút nãn phanh ãm dëu, hiãûu qu phanh
khäng phủ thüc vo chiãưu quay
Nhỉåüc âiãøm
:l hiãûu qu phanh khäng cao, ạp sút trãn bãư màût ma sạt phán
bäú khäng âãưu nãn mạ phanh mn khäng âãưu v ti trng hỉåïng kênh tạc dủng lãn
trủc låïn.
Loải träúng gúc có cạc loải thäng dủng sau:
Hçnh 1.2 : Cạc cå cáúu phanh thäng dủng v så âäư lỉûc tạc dủng
a
-
Ẹp bàòng cam ; b_Ẹp bàòng xylanh thy lỉûc ; c
-
Hai xylanh ẹp, gúc
phanh mäüt báûc tỉû do ; d

-
Hai xylanh ẹp, gúc phanh hai báûc tỉû do
Âãø âạnh giạ, so sạnh cạc så âäư khạc nhau, ngoi cạc chè tiãu chung, ngỉåìi
ta sỉí dủng ba chè tiãu riãng, âàût trỉng cho cháút lỉåüng ca cå cáúu phanh, l : Tênh
thûn nghëch (âo chiãưu ), tênh cán bàòng v hãû säú hiãûu qu.
Cå cáúu phanh cọ tênh thûn nghëch l cå cáúu phanh m giạ trë mämen
phanh do nọ tảo ra khäng phủ thüc vo chiãưu quay ca träúng, tỉïc l chiãưu chuøn
âäüng ca ätä.
Cå cáúu phanh cọ tênh cán bàòng täút l cå cáúu phanh khi lm viãûc, cạc lỉûc tỉì
gúc phanh tạc dủng lãn träúng phanh tỉû cán bàòng, khäng gáy ti trng phủ tạc
dủng lãn củm äø trủc bạnh xe.
Hãû säú hiãûu qu l mäüt âải lỉåüng bàòng t säú giỉỵa mämen phanh tảo ra v
têch ca lỉûc dáùn âäüng nhán våïi bạn kênh träúng phanh.(hay cn gi mäüt cạch quy
ỉåïc l mämen ca lỉûc dáùn âäüng )
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 7
GVHD:Nguyễn Việt Hải
P
P
N
1
N
2
r
b
fN
1
fN
2
B
c

a
P P
N
1
N
2
r
b
fN
1
fN
2
P
2
P
1
N
1
N
2
r
b
fN
1
fN
2
B B
B e
a
c

ac
a)
b)
P
P
N
1
N
2
r
b
fN
1
fN
2
e
a
a
d)
c)
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
Så âäư lỉûc tạc dủng lãn gúc phanh trãn hçnh 1.2 l så âäư biãøu diãøn â âỉåüc
âån gin họa nhåì cạc gi thiãút sau :
- Cạc mạ phanh âỉåüc bäú trê âäúi xỉïng våïi âỉåìng kênh ngang ca cå cáúu
- Håüp lỉûc ca cạc lỉûc phạp tuún (N) v ca cạc lỉûc ma sạt (fN) âàût åí giỉỵa
vng cung ca mạ phanh trãn bạn kênh r
t
.
Tỉì så âäư ta tháúy ràòng :
Lỉûc ma sạt tạc dủng lãn gúc trỉåïc ( tênh theo chiãưu chuøn âäüng ca xe)

cọ xu hỉåïng phủ thãm våïi lỉûc dáùn âäüng ẹp gúc phanh vo träúng phanh, nãn cạc
gúc ny gi l gúc tỉû siãút.
Âäúi våïi cạc gúc sau, lỉûc ma sạt cọ xu hỉåïng lm gim lỉûc ẹp, nãn cạc
gúc ny âỉåüc gi l gúc tỉû tạch. Hiãûn tỉåüng tỉû siãút tỉû tạch ny l mäüt âàût âiãøm
âàûc trỉng ca cå cáúu phanh träúng
-
gúc.
Så âäư hçnh 1.2a cọ cå cáúu ẹp bàòng cå khê, dảng cam âäúi xỉïng. Vç thãú âäü
dëch chuøn ca cạc gúc ln ln bàòng nhau. V båíi váûy ạp lỉûc tạc dủng lãn cạc
gúc v mämen phanh do chụng tảo ra cọ giạ trë nhỉ nhau :
N
1
= N
2
= N v M
p1
= M
p2
= M
p
Do hiãûn tỉåüng tỉû siãút nãn khi N
1
= N
2
thç P
1
< P
2
. Âáy l cå cáúu vỉìa thûn
nghëch vỉìa cán bàòng. Nọ thỉåìng âỉåüc sỉí dủng våïi dáùn âäüng khê nẹn nãn thêch håüp

cho cạc ätä ti v khạch cåỵ trung bçnh v låïn.
Så âäư trãn hçnh 1.2b dng cå cáúu ẹp thy lỉûc, nãn lỉûc dáùn âäüng ca hai
gúc bàòng nhau : P
1
= P
2
= P. Tuy váûy do hiãûn tỉåüng tỉû siãút nãn ạp lỉûc N
1
> N
2
v
M
p1
> M
p2
. Cng do N
1
> N
2
nãn ạp sút trãn bãư màût mạ phanh ca gúc trỉåïc låïn
hån gúc sau, lm cho cạc gúc mn khäng âãưu. Âãø khàõc phủc hiãûn tỉåüng âọ, åí
mäüt säú kãút cáúu âäi khi ngỉåìi ta lm mạ phanh ca gúc tỉû siãút di hån hồûc dng
xylanh ẹp cọ âỉåìng kênh lm viãûc khạc nhau : Phêa trỉåïc tỉû siãút cọ âỉåìng kênh nh
hån.
Cå cáúu phanh loải ny l cå cáúu phanh thûn nghich nhỉng khäng cán
bàòng. Nọ thỉåìng sỉí dủng trãn cạc ätä ti cåí nh v vỉìa hồûc cạc bạnh sau ca ätä
du lëch.
Vãư màût hiãûu qu phanh, nãúu thỉìa nháûn hãû säú hiãûu qu ca så âäư hçnh 1.2a :
K
hq

= ΣM
p
/(P
1
+P
2
).r
t
= 100%, thç hãû säú hiãûu qu ca cå cáúu phanh dng cå cáúu ẹp
thy lỉûc hçnh 1.2b s l 116%÷122%, khi cọ cng kêch thỉåïc chênh v hãû säú ma
sạt giỉỵa mạ phanh v träúng phanh : f = 0,30÷0,33.
Âãø tàng hiãûu qu phanh theo chiãưu tiãún ca xe, ngỉåìi ta dng cå cáúu phanh
våïi hai xylanh lm viãûc riãng r. Mäùi gúc phanh quay quanh mäüt âiãøm cäú âënh bäú
trê khạc phêa, sao cho khi xe chảy tiãún thç c hai gúc âãưu tỉû siãút (H 1.2c). Hiãûu
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 8
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
qu phanh trong trỉåìng håüp ny cọ thãø tàng âỉåüc 1,6 ÷ 1,8 láưn so våïi cạch bäú trê
bçnh thỉåìng. Tuy nhiãn khi xe chảy li hiãûu qu phanh s tháúp, tỉïc l cå cáúu phanh
khäng cọ tênh thûn nghëch.
Cå cáúu phanh loải ny kãút håüp våïi kiãøu bçnh thỉåìng âàût åí cạc bạnh sau, cho
phẹp dãù nhng nháûn âỉåüc quan hãû phán phäúi lỉûc phanh cáưn thiãút P
pt
> P
ps
trong khi
nhiãưu chi tiãút ca cạc phanh trỉåïc v sau cọ cng kêch thỉåïc. Vç thãú nọ thỉåìng
âỉåüc sỉí dủng åí cáưu trỉåïc cạc ätä du lëch v ti nh.
Âãø nháûn âỉåüc hiãûu qu phanh cao c khi chuøn âäüng tiãún v li, ngỉåìi ta
dng cå cáúu phanh thûn nghëch v cán bàòng loải båi nhỉ trãn hçnh 1.2d. Cạc gúc

phanh ca så âäư ny cọ hai báûc tỉû do v khäng cọ âiãøm quay cäú âënh. Cå cáúu ẹp
gäưm hai xylanh lm viãûc tạc dủng âäưng thåìi lãn âáưu trãn v dỉåïi ca cạc gúc
phanh. Våïi kãút cáúu nhỉ váûy c hai gúc phanh âãưu tỉû siãút d cho träúng phanh quay
theo chiãưu no. Tuy nhiãn nọ cọ nhỉåüc âiãøm l kãút cáúu phỉïc tảp.
Loải âéa có cạc loải thäng dủng sau:
Phanh âéa cọ cạc loải: loải kên, loải håí; mäüt âéa, nhiãưu âéa; loải v quay,
loải âéa quay, loải vng ma sạt quay.
Phanh âéa thỉåìng cọ hai phỉång phạp bäú trê mạ kẻp: loải cäú âënh v loải ty
âäüng kiãøu båi.
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 9
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
Hçnh 2.3. Så âäư kãút cáúu cạc loải phanh âéa
.
Phỉång ạn làõp mạ kẻp cäú âënh cọ âäü cỉïng vỉỵng cao, cho phẹp sỉí dủng lỉûc dáùn
âäüng låïn; nhỉng âiãưu kiãûn lm mạt kẹm, nhiãût âäü lm viãûc ca cå cáúu phanh låïn.
Nhỉåüc âiãøm ny âỉåüc khàõc phủc bàòng cạch dng mạ kẻp ty âäüng.Våïi kãút
cáúu ny thç âäü cỉïng vỉỵng tháúp, khi cạc chäút bë biãún dảng,mn gè lm cho cạc mạ
phanh mn khäng âãưu, hiãûu qu phanh gim, gáy rung âäüng. Loải mạ kẻp ty
âäüng cọ nhiãưu ỉu âiãøm vç dng mäüt xilanh thy lỉûc cọ chiãưu di låïn gáúp âäi nãn
âiãưu kiãûn lm mạt täút hån, dáưu phanh êt nọng hån,nhiãût âäü lm viãûc cọ thãø gim
âỉåüc 30
o
C÷ 50
o
C. Ngoi ra, nọ cn cho phẹp dëch sáu cå cáúu phanh vo bạnh xe
nhåì âọ gim âỉåüc cạnh tay ân tạc dủng ca lỉûc cn làn âäúi våïi trủ quay âỉïng ca
cạc bạnh xe dáùn hỉåïng.
Loải di cọ cạc loải thäng dủng sau:
Loải di thỉåìng dng cho cạc loải mạy kẹo xêch. Nọ cọ cạc loải sau:

SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 10
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
S2
S2
S1
S1
P
b
a
l
ω
R
α
Hình a
Hình b
α
R
ω
l
b
S1
S2
S2
S2
S1
ω
R
α
Hình d

R
ω
l
a
b
S1
S1
S3
S3
α
1
α
2
S2
S4
Hçnh 2.4: Så âäư cạc loải phanh di.
-Phanh di âån gin khäng tỉû siãút. Khi tạc dủng lỉûc, c hai âáưu di phanh
âỉåüc rụt lãn siãút vo träúng phanh. Våïi ỉu âiãøm l hiãûn tỉåüng khäng tỉû siãút nãn
phanh ãm dëu, hiãûu qu phanh khäng phủ thüc vo chiãưu quay. Nhỉåüc âiãøm l
hiãûu qu phanh khäng cao. (Hçnh2.4.a)
-Phanh di âån gin tỉû siãút mäüt chiãưu. Do mäüt âáưu âỉåüc cäú âënh nãn hiãûu
qu phanh chiãưu tỉû siãút cao hån 6 láưn chiãưu ngỉåüc lải. Nhỉåüc âiãøm l phanh
thỉåìng bë giáût, khäng ãm dëu. (Hçnh 2.4.b).
-Phanh di loải kẹp. Kãút cáúu giäúng nhỉ ghẹp hai phanh di loải âån cọ mäüt
âáưu näúi chung cäú âënh. Ỉu âiãøm l quay theo chiãưu no hiãûu qu phanh cng
khäng âäøiv ln cọ mäüt nhạnh tỉû siãút. (Hçnh 2.4.c).
-Phanh di loải båi. Tỉång tỉû nhỉ phanh di âån gin tỉû siãút nhỉng hiãûu qu
phanh khäng phủ thüc vo chiãưu quay. (Hçnh 2.4.d).
Nhỉåüc âiãøm chung ca phanh di l ạp sút trãn bãư màût ma sạt phán bäú khäng âãưu
nãn mạ phanh mn khäng âãưu v ti trng hỉåïng kênh tạc dủng lãn trủc lain

c)Theo âàûc âiãøm hçnh thỉïc dáùn âäüng, truưn âäüng phanh thç chia ra :
+ Phanh cå khê: - Ỉu âiãøm: giạ thnh r, kãút cáúu âån gin, lm viãûc tin cáûy.
- Nhỉåüc âiãøm:+ Hiãûu sút tháúp, hiãûu qu phanh khäng cao, khäng tiãûn nghi.
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 11
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
+ Khọ thỉûc hiãûn viãûc phanh âäưng thåìi giỉỵa cạc bạnh xe do cạc khe håí âiãưu
chènh khọ âãưu nhau, âäü mn cng khạc nhau, khäng cọ cå cáúu tỉû âiãưu chènh âỉåüc
nãn khi phanh xe dãù gáy máút äøn âënh.
+ Kãút cáúu cäưng kãưnh.
+ Phi thỉåìng xun chàm sọc.
Dáùn âäüng cå khê chè thêch håüp cho phanh dỉìng v hiãûu sút tháúp(η = 0,4 ÷
0,6), dng cho mạy kẹo do âỉåìng dáùn âäüng khäng di v täúc âäü tháúp.
+ Phanh thy lỉûc ( phanh dáưu ): - Cọ ỉu âiãøm quan trng l:
+ Âäü nhảy låïn, thåìi gian chëu tạc dủng nh ( dỉåïi 0,2
÷
0,45).
+ Ln ln âm bo phanh âäưng thåìi cạc bạnh xe thç ạp sút trong dáùn
âäüng chè bàõt âáưu tàng lãn khi táút c cạc mạ phanh â ẹp sạt träúng phanh.
+ Hiãûu sút cao( η = 0,8
÷
0,9)
+ Kãút cáúu âån gin, kêch thỉåïc, khäúi lỉåüng, giạ thnh nh.
+ Cọ kh nàng dng trãn nhiãưu loải xe khạc nhau m chè cáưn thay âäøi cå
cáúu phanh.
- Bãn cảnh âọ loải dáùn âäüng ny cn cọ nhỉåüc âiãøm:
+ u cáưu âäü bãưn khạ cao, khi cọ mäüt chäù no âọ bë r rè thç c dáùn âäüng
khäng lm viãûc âỉåüc.
+ Lỉûc cáưn thiãút tạc dủng lãn bn âảp låïn nãn thỉåìng sỉí dủng cạc bäü tråü lỉûc
âãø gim lỉûc âảp, lm cho kãút cáúu phỉïc tảp.

+ Sỉû dao âäüng ạp sút ca cháút lng lm viãûc cọ thãø lm cho cạc âỉåìng äúng
bë rung däüng v mä men phanh khäng äøn âënh.
+ Hiãûu sút gim nhiãưu åí nhiãût âäü tháúp.
+ Phanh khê nẹn ( phanh håi ):
- Ỉu âiãøm:
+ Âiãưu khiãøn nhẻ nhng, lỉûc âiãưu khiãøn nh
+ Lm viãûc tin cáûy hån dáùn âäüng thu lỉûc (khi r ré hãû thäúng váùn cọ thãø tiãúp
tủc lm viãûc âỉåüc, tuy hiãûu qu phanh tháúp).
+Dãù phäúi håüp våïi cạc dáùn âäüng cå cáúu sỉí dủng khê nẹn khạc
+ Dãù cå khê hoạ, tỉû âäüng hoạ quạ trçnh dáùn âäüng.
- Nhỉåüc âiãøm:
+ Âäü nhảy tháúp, thåìi gian cháûm tạc dủng låïn.
+ Do bë hản chãú båíi âiãưu kiãûn r ré ạp sút lm lỉûc khê nẹn tháúp hån ca
cháút lng trong dáùn âäüng thu lỉûc tåïi 10
÷
15 láưn. Nãn kêch thỉåïc v khäúi lỉåüng
ca dáùn âäüng låïn.
+ Säú lỉåüng cạc củm v chi tiãút nhiãưu.
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 12
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
+ Kãút cáúu phỉïc tảp, giạ thnh cao.
Do cọ ỉu nhỉåüc âiãøm nhỉ váûy nãn dáùn âäüng khê nẹn thêch håüp cho cạc ä tä
cåỵ trung bçnh v låïn.
+ Phanh âiãûn tỉì: - Ỉu âiãøm:
+ Kãút cáúu gn nhẻ.
+ Hiãûu sút phanh cao.
+ Hiãûu qu phanh cao.
+ Thåìi gian chëu tạc dủng nh.
- Nhỉåüc âiãøm:

+ Khọ sỉía chỉỵa.
+ Phi täún kẹm cho bäü pháûn phạt âiãûn, nãn ta khäng chn loải ny
+ Phanh liãn håüp: Có độ nhạy cao,tính đồng bộ và chính xác rất cao.
2.2. XẠC ÂËNH MOMEN PHANH CÁƯN SINH RA ÅÍ CẠC CÅ CÁÚU PHANH
P
j
G
a
o
1
o
2
2
Z
1
Z
a
b
L
g
h
G
at
as
G
Hçnh 2.1. Så âäư xạc âënh trng tám.
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 13
GVHD:Nguyễn Việt Hải
N MễN HC TNH TON THIT K H THNG PHANH ễTễ
Trong õoù:

G
a
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ, õióứm õỷt taỷi toỹa õọỹ troỹng tỏm
cuớa xe, phổồng chióửu nhổ hỗnh veợ.
G
at
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ taùc duỷng lón cỏửu trổồùc.;
G
as
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ taùc duỷng lón cỏửu sau;
Z
1
- Phaớn lổỷc tổỡ mỷt õổồỡng lón baùnh trổồùc cuớa xe;
Z
2
- Phaớn lổỷc tổỡ mỷt õổồỡng lón baùnh sau cuớa xe;
L - Chióửu daỡi cồ sồớ cuớa xe;
hg- Chióửu cao troỹng tỏm cuớa xe;
a - Khoaớng caùch tổỡ cỏửu trổồùc õóỳn toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa xe;
b - Khoaớng caùch tổỡ cỏửu sau õóỳn toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa xe;
Theo sồ õọử phỏn tờch lổỷc nhổ (Hỗnh 2.1) ta coù:
G
at
.a = G
as
.b
a + b = L
Suy ra:
a =
at

as
G
G
( L - a )


a =
asat
as
GG
LG
+
.
( 2.1)
= 2090.2585/(895 +2090) =1809,933[mm]
b = L - a =2585 - 1809,933= 775,067[ mm]
Vỏỷy toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa ọtọ:
a = 1809,933 [mm]
b =775,067 [mm]
hg = 750 [mm]
SVTH:Nguyn Vn Thoa. Lp 06c4b trang 14
GVHD:Nguyn Vit Hi
N MễN HC TNH TON THIT K H THNG PHANH ễTễ
.
P
j
G
a
o
1

o
2
2
Z
1
Z
a
b
L
g
h
G
at
as
G
V
Pw
P
pt
P
ps
f2
P
f1
P
Hỗnh 2.2. Caùc lổỷc taùc duỷng lón ọtọ khi phanh.
Trong õoù:
G
a
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ õỷt taỷi troỹng tỏm;

P
f1
- Lổỷc caớn ln ồớ baùnh xe trổồùc;
P
f2
- Lổỷc caớn ln ồớ baùnh xe sau;
P
pt
,P
ps
- Lổỷc phanh ồớ mọứi baùnh xe trổồùc vaỡ sau;
P
w
- Lổỷc caớn khọng khờ;
P
j
- Lổỷc quaùn tờnh sinh ra khi phanh;
L - Chióửu daỡi cồ sồớ;
hg, a, b - Toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa ọtọ;
Khi phanh boớ qua lổỷc caớn khọng khờ P

vaỡ lổỷc caớn ln P
f1
vaỡ P
f2
.Vỗ khi phanh vỏỷn
tọỳc cuớa xe giaớm nhanh cho õóỳn vỏỷn tọỳc bũng khọng, nón P
f1
+P
f2

nhoớ hồn rỏỳt nhióửu
so vồùi P
pt
vaỡ P
ps
.
Lỏỷp phổồng trỗnh cỏn bũng momen õọỳi vồùi O
1
ta coù:
2.
2
Z
.L+
.
j
P
hg - a.
a
G
= 0



2
Z
=
L
hgPjGa
a
.2

Vồùi
j
P
=
p
a
J
g
G

Nón:
2
Z
=
)(
.2
max
hg
g
J
a
L
G
p
a

( 2.2 )
Lỏỷp phổồng trỗnh cỏn bũng momen õọỳi vồùi
2

O
ta õổồỹc:
-2.
1
Z
.L+
hgP
j
.
+
a
Gb.
= 0
SVTH:Nguyn Vn Thoa. Lp 06c4b trang 15
GVHD:Nguyn Vit Hi
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ

⇒

L
hgPGb
Z
ja
.2

1
+
=
=
).(

.2
max
hg
g
J
b
L
G
p
a
+
( 2.3 )
Trong âọ:
g - Gia täúc trng trỉåìng;
J
p
- Gia täúc cháûm dáưn khi phanh, J
pmax

g.
ϕ
=

ϕ
- Hãû säú bạm ca bạnh xe âäúi våïi âỉåìng. Khi tênh toạn âãø cho cå cáúu
phanh cọ kh nàng sinh ra mäüt momen cỉûc âải ln ln låïn hån hồûc täúi thiãøu
bàòng momen xạc âënh theo âiãưu kiãûn bạm, ta láúy giạ trë täúi âa. Âäúi våïi ätä ti
thỉåìng láúy:

65,06,0 ÷=

ϕ
, ta chn
65,0=
ϕ
.
Thay
gJ
p
.
ϕ
=
vo cạc cäng thỉïc ( 2.2 ) v ( 2.3 ) ta âỉåüc cäng thỉïc tỉång âỉång:

).(
.2
1
hgb
L
G
Z
a
ϕ
+=
( 2.4 )

).(
.2
2
hga
L

G
Z
a
ϕ
−=
( 2.5 )
Thay säú vo (2.4) v (2.5) ta âỉåüc:

81,9).750.65,0067,775(
2585.2
2985
1
+=Z
= 7151,1722 [N]

81,9).750.65,0933,1809(
2585.2
2985
2
−=Z
= 7490,2528[N]
Váûy momen cáưn sinh ra åí cáưu trỉåïc, cáưu sau l:
M
pt
1
.Z
ϕ
=
.r
bx

M
ps
2
.Z
ϕ
=
.r
bx

Trong đó: r
bx
=0,3[mm]Thay säú vo ta âỉåüc:
M
pt
4786,13943,0. 1722,1517.65,0 ==
[N.m]
M
ps
5993,14603,0.2528,4907.65,0 ==
[N.m]
1.CHN LOẢI - KIỂU V SÅ ÂÄƯ HÃÛ THÄÚNG PHANH
1.1 Chọn cơ cấu phanh:
Để có cơ sở chọn cơ cấu phanh hợp lý, trước hết cần tính tốn đánh giá tỷ số
phân bố mơ-men phanh (hay lực phanh) lên trục sau và trục trước theo hệ số phân
bố lực phanh K21 như sau:

PT
PS
M
M

K =
21
=
0474,1
4786,1394
5993,1460
=
( 2.6)
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 16
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
Với giá trị đó thì các cơ cấu phanh ở trục trước và trục sau của xe ta chọn
giống nhau (vì thiết kế được đơn giản và thuận lợi cho việc thay thế sữa chửa sau
này khi chúng hư hỏng). Ta chọn Cơ cấu phanh trống guốc có cơ cấu ép bằng xy
lanh kép và có hai điểm tựa cố định của guốc được bố trí cùng phía:
1.2.SÅ ÂÄƯ HÃÛ THÄÚNG PHANH.
Hçnh 1.3. Så âäư hãû thäúng phanh trống guốc có cơ cấu ép thy lỉûc.
1-Cå cáúu phanh trỉåïc; 2,8- Âỉåìng äúng trỉåïc sau; 3,4- piston ca xilanh chênh; 5-
Bçnh chỉïa dáưu; 6- Bn âảp; 7- Xilanh chênh; 9 - Cå cáúu phanh sau;
Ngun l lm viãûc ca hãû thäúng phanh thy lỉûc: Khi ngỉåìi lại tạc dủng lãn bn
âảp 6 qua hãû thäúng ân s âáøy piston nàòm trong xilanh 7, do âọ dáưu bë ẹp v tảo ra
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 17
GVHD:Nguyễn Việt Hải
1
2
3
4
5
8
9

6
7
ĐỒ ÁN MƠN HỌC TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ƠTƠ
ạp sút cao trong xilanh 7 v trong cạc äúng dáùn 2,8. Dáưu trong âỉåìng äúng ạp sút
cao s tạc dủng lãn bãư màût cạc piston ca cạc cå cáúu phanh 1v 9. Cạc piston ny
thàõng lỉûc l xo, âáøy hai mạ phanh ẹp sạt vo träúng phanh v tiãún hnh phanh ätä,
vç träúng phanh gàõn chàût våïi ma bạnh xe. Khi nh phanh bn âảp, nghéa l lục
ngàõt phanh l xo kẹo gúc phanh vãư vë trê ban âáưu. Dỉåïi tạc dủng ca lỉûc l xo cạc
piston trong xilanh lm viãûc, s ẹp dáưu tråí lải xilanh chênh 7.
2.3. XẠC ÂËNH CẠC KÊCH THỈÅÏC CÅ BN CA CÅ CÁÚU PHANH.
Kiểu cơ cấu phanh ở cầu sau là kiểu trống guốc với hai guốc có cùng chung
cơ cấu ép là xy lanh kép. Đây là loại cơ cấu phanh kiểu tang trống đơn giản , có
tính đối xứng về phương diện kết cấu qua mặt phẳng đối xứng thẳng đứng .Tuy
nhiên mơ-men ma sát được tạo ra bởi các guốc sẽ có giá trị khác nhau do tính chất
tách/siết của các guốc đối với tang trống phụ thuộc chiều quay của bánh xe.
Hçnh
2.3. Så âäư
tênh toạn
lỉûc cáưn
thiãút tạc
dủng lãn
gúc
phanh.
Cơng thức
xác định
mơ-men
ma sát của
hai guốc
tác dụng
lên tang

trống được xác định khác nhau như sau.
- Với guốc tự siết (lực ép P
1
từ piston tạo ra mơ-men quay là cùng chiều với chiều
quay của tang trống):

11
11
1
.

BA
hP
M
g
µ
µ
−
=
(2.7)
-Với guốc tự tách (lực ép P
2
từ piston tạo ra mơ-men quay là ngược chiều với
chiều quay của tang trống.

22
22
2
.

BA
hP
M
g
µ
µ
+
=
( 2.8)
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 18
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ
-Vậy mô-men phanh do hai guốc tạo ra cho tang trống được xác định bằng mô-
men tổng như sau.

+
−
=
11
11
.

BA
hP
M
P
µ
µ
22
22

.

BA
hP
µ
µ
+
(2.9)
Giả sử hai guốc phanh được gắn các má phanh hoàn toàn giống nhau về phương
diện kích thước cũng như kết cấu; và giả sử hai má phanh có qui luật phân bố áp
suất như nhau; tức là A
1
= A
2
= A và B
1
= B
2
= B thì mô-men phanh do các guốc
phanh của cơ cấu phanh tang trống sinh ra được xác định bằng:

+
−
=
BA
hPM
P
.
1
.(

µ
µ
)
.
1
BA
µ
+
( 2.10)
Hay
)
.
.2
.(
222
BA
A
hPM
P
µ
µ
−
=
Suy ra công thức tính lực ép yêu cầu đối với cơ cấu phanh kiểu trống guốc loại 2
như sau:

µ
µ
2
) (

222
hA
BAM
P
P
−
=
( 2.11)
Trong đó là hệ số ma sát trượt giữa má phanh và tang trống ;có thể chọn
µ
= 0,30.
Còn h là khoảng cách từ tâm quay của điển tỳ cố định đến phương lực ép P.
Với bán kính bánh xe R
bx
= 300[mm] thì có thể chọn:
r
t
= 0,8.R
bx
=0,8.300=240 [mm]
Các thông số kích thước A và B có thể xác định theo giả thuyết áp suất phân bố
đều như sau.

2
)
2
sin(
).sin.(cos
12
12

αα
αα
δµδ
−
−
+=
t
r
S
A
(2.12)
trong đó các góc
α
1
,
α
2
là các thông số kết cấu về góc đặt đầu – cuối của
tấm ma sát – tính bằng [rad] (xem hình 2.3). Trong tính toán thiết kế, có thể chọn
các góc
α
1
,
α
2
theo kinh nghiệm sao cho hiệu số (
α
2
-
α

1
)
≈
90
0
 ÷ 110
0
.
Chọn
α
1
= 30
0
và
α
2
= 120
0
tức là (
α
2
-
α
1
) = 90
0
hay
π
/2[rad]. Góc đặt của
phương hợp lực pháp tuyến

δ
khi áp suất phân bố đều được xác định bằng:

2
)(
21
ααπ
δ
+−
=
2.13
Thay số vào ta có:
2
180
).12030(
π
π
δ
+−
=
=0,262 [rad]
Với bán kính tang trống r
t
=0,8.R
bx
=0,8.0,3=0,240 [m] thì khoảng cách từ tâm
quay bánh xe đến phương lực ép P được xác định bằng công thức:
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 19
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ

t
ra .8,0=
=0,8.0,24=0,192[m]
Và khoảng cách từ tâm quay điểm tựa cố định của guốc đến tâm quay bánh xe
được tính bằng:

0
cos
.8,0
α
t
r
s =
=
30cos
24,0.8,0
=0,222[m]
Với
0
α
là góc đặt tâm quay điểm tựa cố định của guốc phanh. Ta chọn
0
α
=30
0
.
Do a=b nên ta có h = a+b =0,192+0,192=0,384[m]
Thế tất cả các thông số vào biểu thức (2.12) với
µ

= 0,30. ta được

4
)
2
30120
sin(
).
262,0.180
sin.3,0
262,0.180
(cos
24,0
222,0
00
00
π
ππ
−
+=A
=0,868
Vậy A=0,868 và B=1
Thay tất cả các thông số vào công thức (2.11)

µ
µ
2
) (
222
hA

BAM
P
P
−
=
+Lực ép đối với cơ cấu phanh trước là:
µ
µ
2
) (
222
hA
BAM
P
Pt
t
−
=
=
9489,4625
3,0.384,0.868,0.2
)1.3,0868,0.(4786,1394
222
=
−
[N]
Mô men phanh do các guốc tạo ra cho tang trống ở cơ cấu phanh trước là:

11
11

1
.

BA
hP
M
g
µ
µ
−
=
=
1.3,0868,0
3,0.384,0.9489,4625
−
=938,22 [N.m]

22
22
2
.

BA
hP
M
g
µ
µ
+
=

=
1.3,0868,0
3,0.384,0.9489,4625
+
=456,26[N.m]
+Lực ép đối với cơ cấu phanh sau là:

µ
µ
2
) (
222
hA
BAM
P
Ps
s
−
=
=
2932,4845
3,0.384,0.868,0.2
)1.3,0868,0.(5993,1460
222
=
−
[N]
Mô men phanh do các guốc tạo ra cho tang trống ở cơ cấu phanh sau là:

11

11
1
.

BA
hP
M
g
µ
µ
−
=
=
1.3,0868,0
3,0.384,0.2932,4845
−
=982,71[N.m]

22
22
2
.

BA
hP
M
g
µ
µ
+

=
=
1.3,0868,0
3,0.384,0.2932,4845
+
=477,89[N.m]
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 20
GVHD:Nguyễn Việt Hải
N MễN HC TNH TON THIT K H THNG PHANH ễTễ
2.4. TấNH TOAẽN Bệ RĩNG MAẽ PHANH.
B rng mỏ phanh s xỏc nh din tớch lm vic ca mỏ phanh ộp lờn tang
trng. B rng mỏ phanh tng lm cho din tớch lm vic tng; iu ny núi chung
cú li cho s mi mũn ca tm ma sỏt vỡ din tớch lm vic tng ng ngha vi ỏp
lc tỏc dng trờn mt n v din tớch gim, dn n mc mi mũn gim trong
mi ln phanh Tuy vy b rng mỏ phanh khụng nờn tng ln quỏ vỡ nh vy s
lm gim tớnh ng u ca ỏp lc phõn b theo chiu rng mỏ phanh, dn n
mũn mỏ phanh khụng u v gim hiu qu phanh. Khi cỏc thụng s khỏc ó c
chn v xỏc nh theo mụ-men yờu cu nờu trờn thỡ b rng mỏ phanh s c xỏc
nh theo ỏp sut cho phộp [q] hỡnh thnh i vi mỏ phanh trong quỏ trỡnh phanh.
Vi kiu c cu phanh tang trng, b rng mỏ phanh b c xỏc nh theo mụ-
men phanh M
g
do mi guc to ra cho tang trng nh sau:

).(
12
2
à

=

t
g
rq
M
b
=
à

2
t
g
rq
M
2.14
trong ú r
t
l bỏn kớnh tang trng,

= (

2
-

1
) l gúc ụm ca mỏ phanh, cũn
q[N/m
2
] l ỏp sut tỏc dng lờn mỏ phanh trong quỏ trỡnh phanh. p sut lm vic
ca b mt ma sỏt c chn nh so vi giỏ tr gii hn q = 1,0.10
6

[N/m
2
]

[q] = 1,5ữ2,0[MN/m
2
], ri th tt c cỏc thụng s ó bit thỡ ta cú b rng mỏ
phanh nh sau:
+ Vi cỏc guc ca c cu phanh trc: (Mg1 = 938,22[N.m])

).(
12
2
à

=
t
g
rq
M
b
=
1416,3).30120(24,0.3,0.10.1
180.22,938
0026
0

=0,0346[m]
+ Vi cỏc guc ca c cu phanh sau: (Mg1 = 982,71[N.m])

).(
12
2
à

=
t
g
rq
M
b
=
1416,3).30120(24,0.3,0.10.1
180.71,982
0026
0

=0,0362[m]
Thng nht chn b rng ca mỏ phanh ca c cu phanh trc v phanh sau l
bng nhau
b = 0,037 [m] = 37 [mm]
2.5. Tớnh toỏn kim tra cỏc thụng s liờn quan khỏc ca c cu phanh:
2.5.1.Tớnh toỏn kim tra cụng trt riờng
Kớch thc mỏ phanh khụng ch xỏc nh theo tiờu chớ ỏp sut lm vic phi
nh hn hoc bng ỏp sut cho phộp [q] ó nờu trờn nhm bo m tui th cho
mỏ phanh; m cũn c xỏc nh theo tiờu chớ cụng ma sỏt trt riờng nhm bo
m cho mỏ phanh lm vic trong thi gian lõu di. Bi vỡ vi cựng ỏp sut lm
vic ca mỏ phanh trong quỏ trỡnh phanh nh nhau nhng tc xe khi bt u
phanh cng ln thỡ mỏ phanh s cng mau mũn.
SVTH:Nguyn Vn Thoa. Lp 06c4b trang 21

GVHD:Nguyn Vit Hi
ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ
Theo định nghĩa công ma sát trượt riêng chính là công ma sát trượt của má
phanh trong quá trình phanh tính trên một đơn vị diện tích làm việc của má phanh.
Giả sử công ma sát trượt L trong quá trình phanh sẽ thu toàn bộ động năng của ôtô
khi bắt đầu phanh với vận tốc v
1
cho đến khi ôtô dừng hẳn (v
2
= 0); tức là:

g
vGvvm
L
aa
.2
.
2
)(
2
1
2
2
2
1
=
−
=
2.15
trong đó: m

a
là khối lượng toàn bộ của ôtô đầy tải khi phanh [kg], G
a
là
trọng lượng của ôtô [N], v
1
là tốc độ ôtô khi bắt đầu phanh [m/s], g là gia tốc trọng
trường (g = 9,81[m/s
2
]), A
Σ
là tổng diện tích làm việc của các má phanh trong tất
cả các cơ cấu phanh [m
2
].
Tổng diện tích làm việc của tất cả các má phanh có thể được xác định:

4) ( 2
12
αα
−=
Σ
t
rbA
2.15
Thế số vào ta có:
Σ
A
= 2.0,037.0,24.(120-30).(3,1416/180).4 = 0,1116 [ m
2

]
Ta có công trượt riêng là:
ΣΣ
==
Ag
vG
A
L
L
a
r
2
.
2
1
2.17
Trị số công ma sát riêng tính theo các công thức trên khi bắt đầu phanh với tốc
độ trung bình bằng nửa tốc độ cực đại (v
1
= 0,5v
max
) cho đến khi xe dừng hẳn (v
2
=
0) phải nằm trong giới hạn cho phép [L
r
] = 3÷7[MJ/m
2
] đối với ôtô tải.

Với v
max
=130[km/h]=36,1111[m/s]
⇒
v
1
=36,1111/2=18,0555[m/s] thì ta có:

r
L
=
6
2
10.1116,0.81,9.2
0555,18.81,9.2985
=4,36 [MJ/m
2
]
So với giá trị cho phép là thỏa mãn.
2.5.2 Tính toán kiểm tra nhiệt độ hình thành ở cơ cấu phanh.
Trong quá trình ôtô bị phanh, động năng ôtô bị tiêu tán bởi công ma sát trượt
và biến thành nhiệt năng, làm nung nóng má phanh - trống phanh và một phần
truyền ra môi trường không khí. Tuy nhiên khi phanh ngặt trong thời gian ngắn,
năng lượng nhiệt không kịp truyền ra cho môi trường không khí hoặc truyền ra
không đáng kể nên trong tính toán thiết kế, để an toàn về nhiệt chúng ta có thể coi
tang trống nhận hết nhiệt năng này trong quá trình phanh. Vì vậy ta có phương
trình cân bằng nhiệt như sau:

ccm
vvm

p
a
∆=
−

2
).(
2
2
2
1
2.18
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 22
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ
Trong đó: m
p
là tổng khối lượng của các tang trống[kg]; C là nhiệt dung riêng
của vật liệu làm tang trống – đối với thép hoặc gang thì C
≈
500[J/kg]. Còn
∆
c là
độ tăng nhiệt độ của tang trống.
Độ tăng nhiệt độ của tang trống khi phanh với tốc độ của ôtô v
1
= 8,33[m/s]
cho đến khi dừng hẳn (v
2
= 0) không được vượt quá 15

0
. Khi phanh ngặt với tốc
độ trung bình bằng nửa tốc độ cực đại thì độ tăng nhiệt độ cũng không được vượt
quá 125
0
.
Tính kiểm tra độ tăng nhiệt độ khi phanh với vận tốc v = 8,33[m/s]. Từ (2.18)
suy ra khối lượng tổng cộng của trống phanh phải đủ lớn để độ tăng nhiệt độ
không quá 10
0
khi phanh với tốc độ v = 8,33[m/s]:

]10.[500.2
33.8.2985
]10.[.2
.
0
2
0
2
1
==
c
vm
m
a
p
=20,713[kg]
Tính kiểm tra độ tăng nhiệt độ khi phanh với vận tốc v = 0,5v
max

. Từ (2.18)
suy ra khối lượng tổng cộng của trống phanh phải đủ lớn để độ tăng nhiệt độ
không quá 100
0
khi phanh với tốc độ v = 18,0555[m/s]:

]100.[500.2
0555.18.2985
]100.[.2
.
0
2
0
2
1
==
c
vm
m
a
p
=9,731[kg]
Vậy để bảo đảm điều kiện bền nhiệt, thì khối lượng của mỗi trống phanh của
ôtô tải có công thức bánh xe 4x4 phải bằng:

][1783,5
4
713,20
kgm
t

==
Mặt khác ta có công thức tính khối lượng của trống phanh như sau:

ρδδπ
).]()[(
22
+−+= brrm
ttt
=
1783,5
[kg]
Trong đó r
t
= 0,24[m] là bán kính của tang trống; b là bề rộng của má phanh
b= 0,037[m]; còn
ρ
là khối lượng riêng của vật liệu làm tang trống. Với gang
hoặc thép thì
ρ
= 7800[kg/m
3
]. Giải phương trình ta được
δ
=9,32[mm].
2.6 Hành trình dịch chuyển đầu piston xy lanh công tác của cơ cấu ép.
Trong truyền động phanh dầu, để tạo ra lực ép cho cơ cấu phanh chúng ta
thường dùng piston để truyền lực ép P lên guốc phanh. Đối với kiểu cơ cấu phanh
guốc: hành trình dịch chuyển của piston công tác x [mm] của cơ cấu ép được xác
định:

b
ba
X
m
)).((
0
++
=
δδ
2.19
trong đó
0
δ
là khe hở hướng kính trung bình giữa má phanh và trống phanh. Khe
hở hướng kính trung bình thường
0
δ
được điều chỉnh theo kinh nghiệm từ 0,5 đến
0,6[mm]. Còn
m
δ
là độ mòn hướng kính cho phép của má phanh và tang trống. khi
lượng mòn hướng kính đạt đến giá trị cho phép nằm trong khoảng 1,0÷1,2[mm]
thì hành trình bàn đạp sẽ đạt giá trị cực đại cho phép [S
bd
] mà tại đó cần phải điều
chỉnh lại khe hở hướng kính trung bình
0
δ
.

SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 23
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ
Chọn
0
δ
= 0,5[mm] và
m
δ
= 1[mm] và với a = b = 192[mm] thì ta có:

192
)192192).(15,0( ++
=X
=3[mm]
2.7 Đường kính xy lanh chính và xy lanh công tác.
2.7.1 Đường kính xy-lanh công tác. Đường kính xy-lanh công tác d
k
ở các cơ cấu
phanh được xác định từ lực ép yêu cầu tương ứng P
k
.

d
k
k
p
p
d
.

.4
π
=
2.20
Trong đó P
k
là lực ép yêu cầu ở cơ cấu phanh thứ k; p
d
là áp suất làm việc của
dầu phanh trong hệ thống. Khi phanh với lực phanh lớn nhất thì áp suất dầu phanh
trong hệ thống hiện nay nằm trong khoảng:
Hệ thống phanh không có bơm dầu hổ trợ: p
d

≈
5÷10[MN/m
2
].
+Với cơ cấu phanh trước, có lực ép P
1
= 4625,9432[N] và với p
d
= 8[MN/m
2
] thì ta
có đường kính xy-lanh công tác bằng:

6
1
1

10.8.
9432,4625.4
.
.4
ππ
==
d
p
p
d
=0,027[m]
+Với cơ cấu phanh sau, có lực ép P
2
= 4845,2932[N] và với p
d
= 8[MN/m
2
] thì ta
có đường kính xy-lanh công tác bằng:

6
2
2
10.8.
2932,4845.4
.
.4
ππ
==
d

p
p
d
=0,0278[m]
2.7.2 Đường kính xy-lanh chính.
Đường kính xy lanh chính D
c
sẽ được xác định từ tỷ số khuếch đại thủy lực i
k
như
sau:

2








=
c
k
k
d
d
i
2.21
trong đó i

k
là tỷ số khuếch đại thủy lực của xy-lanh công tác thứ k so với xy-lanh
chính. Trong thực tế kinh nghiệm đối với hệ thống phanh dầu thì tỷ số khuếch đại
thủy lực thường nằm trong khoảng i
k
= 0,75÷1,50. Vì vậy, trong tính toán thiết kế
có thể tính đường kính xy-lanh chính theo giá trị trung bình gần đúng như sau:









+≈
5,175,02
1
2
max
2
min kk
c
dd
D
2.22
Ở đây d
kmin
là giá trị nhỏ nhất của các đường kính xy-lanh công tác; d

kmax
là giá trị
lớn nhất của các đường kính xy-lanh công tác.
Thế số vào ta có:









+≈
5,1
0278,0
75,0
027,0
2
1
22
c
D
=0,0273[m]
Đường kính xy-lanh điều khiển trợ lực có thể lấy bằng d
dk
= D
c
= 0,0273[m].
2.8 Hành trình dịch chuyển của piston xy lanh chính.

SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 24
GVHD:Nguyễn Việt Hải
ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ
Piston chính có nhiệm vụ truyền lực từ bàn đạp và bộ trợ lực phanh để tạo ra
áp suất cao trong hệ thống khi phanh. Áp suất cao trong hệ thống chỉ bắt đầu hình
thành khi tất cả các khe hở trong hệ thống phanh đã được khắc phục, nên hành
trình dịch chuyển của piston xy-lanh chính h [mm] được xác định.

k
D
d
D
dnX
D
dnX
h
c
dk
dk
cc
2.
2 2
2
2
21
2
2
222
2
2

111








+++








+=
δδδ
2.23
trong đó:
x
1
, x
2
là hành trình dịch chuyển của piston công tác ở cơ cấu phanh cầu trước/sau
ta có: x
1
= x

2
= 3[mm]; còn số 2 đi theo thông số x để xác định số lượng hai piston
công tác trong mỗi cơ cấu phanh.
n1, n2 tương ứng là số lượng trục bánh xe của cầu trước/sau. Với xe tải có công
thức bánh xe 4x4 thì n
1
= n
2
= 1.
d1, d2 lần lượt là đường kính xy-lanh công tác ở cơ cấu phanh cầu trước, cầu sau;
ta có: d
1
= 27[mm]; d
2
= 27,8[mm]. Chỉ số 2 bên ngoài ngoặc đơn xác định có hai
cơ cấu phanh trên mỗi trục bánh xe trước/sau.
ddk là đường kính xy lanh dầu điều khiển đóng mở van của bộ trợ lực phanh bằng
chân: d
dk
= 27,3[mm]. D
c
là đường kính xy lanh chính: D
c
= 27,3[mm].
1
δ
,
2
δ
lần lượt là khe hở thông dầu trong xy-lanh chính ở trạng thái không phanh

ứng với các dòng trước/sau. Có thể chọn :
1
δ
=
2
δ
= 1,5[mm].
dk
δ
là khoảng dịch chuyển của piston trợ lực để điều khiển đóng mở van của bộ trợ
lực. Chọn
dk
δ
= 1,0[mm]. Còn K là hệ số tính đến độ đàn hồi của hệ thống.
Thường K
≈
1,05÷1,07. Chọn K = 1,07.
Thế các thông số, ta có:

07,1.
3,27
3,27
.15,15,12.
3,27
8,27.1.3.2
3,27
27.1.3.2
2
2
2

2
2
2








+++








+=h
=30,154[mm]
2.9 Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh.
2.9.1 Tỷ số truyền bàn đạp ibd
Đòn bàn đạp phanh có nhiệm vụ truyền lực đạp của lái xe lên piston của
xy-lanh chính. Vì vậy dịch chuyển của đầu bàn đạp phanh có thể được xác
định:
Sbd= (h+ δ.K) .i
bd
2.24

Trong đó h là hành trình dịch chuyển của piston xy-lanh chính; δ là khe
hở cần thiết giữa cần đẩy và piston xy-lanh chính; ibd là tỷ số khuếch đại lực
từ bàn đạp đến piston xy-lanh chính; và thường được gọi là tỷ số truyền bàn
đạp.
Thay công thức tính hành trình dịch chuyển của piston xy-lanh chính h (2.23)
vào công thức (2.24) với điều kiện giá trị hành trình bàn đạp lớn nhất ứng với lúc
má phanh mòn đến giới hạn phải hiệu chỉnh không được vượt quá giá trị cho phép
đối với hành trình cực đại [S
bd
]:
SVTH:Nguyễn Văn Thoa. Lớp 06c4b trang 25
GVHD:Nguyễn Việt Hải