Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe mazda cx5 2018

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH


KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP
Tên khố luận:
NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE
MAZDA CX5 2018
NGÀNH: Công Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ
MÃ NGÀNH

: 7510205

Giảng viên hướng dẫn:

Lê Thái Hà

Sinh viên thực hiện:

Bùi Văn Phúc

Lớp:

K64 – CTO

Mã sinh viên:

19511110327

Khóa học:

2019 - 2023

Hà Nội, 2023


LỜI NĨI ĐẦU
Giao thơng vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,
đặc biệt là đối với các nƣớc có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng lƣới
giao thơng vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển
nhất thiết phải phát triển mạng lƣới giao thông vận tải.
Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thơng đƣờng bộ
đóng vai trị chủ đạo và phần lớn lƣợng hàng và ngƣời đƣợc vận chuyển trong
nội địa bằng ô tô.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát
triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ô tô thô sơ hiện nay ngành cơng nghiệp ơtơ
đã có sự phát triển vƣợt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con ngƣời. Những
chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn…để
theo kịp với xu thế của thời đại.
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an tồn cho
ngƣời và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ơ tơ hiện nay xuất hiện rất nhiều
cơ cấu bảo đảm an toàn nhƣ: cải tiến cơ cấu phanh, dây đai an tồn, túi
khí…trong đó cơ cấu phanh đóng vai trị quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế
hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an tồn ở mọi tốc độ nhất
là ở tốc độ cao; để nâng cao đƣợc năng suất vận chuyển ngƣời và hàng hoá là
điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh trên xe Mazda CX5
2018”. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dƣới sự hƣớng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình
của thầy Lê Thái Hà và tồn thể các thầy trong bộ môn ô tô đã giúp em hồn
thành đƣợc đồ án của mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Thái Hà cùng
toàn thể các thầy trong bộ môn.

Sinh viên thực hiện

Bùi Văn Phúc
i


MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU ..............................................................................................................i
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..........................................................................................iv
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ...........................................1
1.1. Công dụng yêu cầu và phân loại hệ thống phanh .......................................... 1
1.1.1. Công dụng ................................................................................................... 1
1.1.2. Yêu cầu ........................................................................................................ 1
1.1.3. Phân loại ...................................................................................................... 2
1.2. CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH .............................................. 3
1.2.1. Cơ cấu phanh ............................................................................................... 4
1.2.2. Cơ cấu phanh dừng.................................................................................... 12
1.2.3. Dẫn động phanh ........................................................................................ 13
1.2.4. Bộ cƣờng hóa lực phanh ........................................................................... 17
1.2.5. Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS ........................................... 19
CHƢƠNG II: PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH 21
2.1. Giới thiệu tổng quan về xe MAZDA CX5 2018. ......................................... 21
2.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc chung hệ thống phanh trên xe .................... 22
2.2.1. Đặc điểm cấu tạo của hệ thống phanh: ..................................................... 22
2.3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các phần tử trong hệ thống phanh ........ 24
2.3.1. Cơ cấu phanh: ............................................................................................ 24
2.3.2. Xilanh phanh chính: .................................................................................. 26
2.3.3. Bộ trợ lực phanh: ....................................................................................... 27
2.3.4. Hệ thống ABS ........................................................................................... 30
2.4. Lựa chọn phƣơng án thiết kế hệ thống phanh trên xe Mazda CX5 2018 .... 32

2.4.1.Phƣơng án lựa chọn cơ cấu phanh ............................................................. 32
2.4.2.Phƣơng án lựa chọn dẫn động phanh ......................................................... 32
2.4.3.Phƣơng án lựa chọn trợ lực phanh ............................................................. 33
CHƢƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE MAZDA CX5 201835
3.1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh thiết kế. ....................................................... 35
ii


3.2. Tính tốn, thiết kế cơ cấu phanh. ................................................................. 35
3.2.1. Xác định mô men cần thiết ở các cơ cấu phanh ........................................ 36
3.3. Tính tốn nhiệt phát ra trong q trình phanh .............................................. 43
3.4. Tính bền chốt dẫn hƣớng.............................................................................. 44
3.5. Tính tốn dẫn động phanh. ........................................................................... 45
3.5.1. Xác định đƣờng kính làm việc của xy lanh bánh xe. ................................ 45
3.5.2. Chọn đƣờng kính xilanh chính D, kích thƣớc địn bàn đạp l, l’. .............. 45
3.5.3.Tính bền đƣờng ống dẫn động phanh ........................................................ 47
3.6.Tính tốn bộ trợ lực phanh ............................................................................ 48
3.6.1. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của trợ lực chân không ................................ 48
3.6.2. Thiết kế bộ trợ lực ..................................................................................... 50
CHƢƠNG IV: BẢO DƢỠNG HỆ THỐNG PHANH XE MAZDA CX5 2018 ...60
4.1. Nội dung bảo dƣỡng hệ thống phanh ........................................................... 60
4.1.1. Bảo dƣỡng hàng ngày................................................................................ 60
4.1.2. Bảo dƣỡng định kỳ .................................................................................... 60
4.2. Các yêu cầu khi bảo dƣỡng – sửa chữa hệ thống phanh .............................. 61
4.3. Các hƣ hỏng của hệ thống phanh và cách khắc phục................................... 62
4.4. Một số công việc chính trong bảo dƣỡng sửa chữa hệ thống phanh ........... 64
4.4.1. Xả khí khỏi mạch dầu ............................................................................... 64
4.4.2. Kiểm tra hoạt động trợ lực phanh ............................................................. 67
4.4.3. Đại tu xylanh chính ................................................................................... 69
4.4.4. Đại tu cơ cấu phanh ................................................................................... 70

KẾT LUẬN ................................................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................74

iii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hệ thống phanh trên ơ tơ.............................................................................. 3
Hình 1.2. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục ......................................................... 4
Hình 1.3. Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm ..................................................................5
Hình 1.4. Cơ cấu phanh guốc loại bơi .........................................................................6
Hình 1.5. Cơ cấu phanh guốc loại tự cƣờng hóa ......................................................... 7
Hình 1.6. Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa ......................................................................8
Hình 1.7.a. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định. ...................................................... 8
Hình 1.7.b. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động. ...................................................... 9
Hình 1.8. Cơ cấu báo mịn hết má phanh ..................................................................10
Hình 1.9. Xi lanh cơng tác .........................................................................................11
Hình 1.10.Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh ............11
Hình 1.11. Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng ............................................12
Hình 1.12. Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực ...........................................................13
hình 1.13. Dẫn động hai dịng ....................................................................................14
Hình 1.14.cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén .............................................15
Hình 1.15. Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợp .............................................16
Hình 1.16. Cấu tạo bộ trợ lực chân khơng.................................................................17
Hình 1.17. Hoạt động của bộ trợ lực chân khơng(Trạng thái khơng phanh). ..........18
Hình 1.18. Hoạt động của trợ lực chân khơng (Trạng thái đạp phanh). ...................18
Hình 1.19. Hoạt động của bộ lực chân không (Trạng thái giữ phanh). ....................19
Hình 1.20. Sơ đồ hệ thống chống bó cứng phanh .....................................................20
Hình 2.1: Xe Mazda CX5 ..........................................................................................21
Hình 2.2: Sơ đồ bố trí hệ thống phanh dạng tổng qt .............................................23

Hình 2.3: Cấu tạo cơ cấu phanh trƣớc và sau ............................................................24
Hình 2.4: Cấu tạo xilanh phanh chính .......................................................................26
Hình 2.5: Bộ trợ lực chân khơng................................................................................28
Hình 2.6: Sơ đồ ngun lý hoạt động của hệ thống ABS trong dẫn động thuỷ lực
trên ôtô ........................................................................................................................30
iv


Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý ABS ................................................................................31
Hình 2.8: Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa ....................................................................32
Hình 2.9. Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực .............................................................33
Hình 2.10. Cấu tạo bộ trợ lực chân khơng.................................................................34
Hình 3.1 Sơ đồ dẫn động phanh hai dịng ................................................................35
Hình 3.3 Sơ đồ dẫn động phanh hai dịng ................................................................45
Hình 3.4 Sơ đồ bộ trợ lực chân khơng . ....................................................................48
Hình 3.5.Đƣờng đặc tính của bộ cƣờng hố..............................................................51
Hình 3.6: Kết cấu của bộ cƣờng hố chân khơng .....................................................58
Hình 3.1 ......................................................................................................................64
Hình 3.2 ......................................................................................................................64
Hình 3.3 ......................................................................................................................65
Hình 3.4 ......................................................................................................................66
Hình 3.5 ......................................................................................................................66
Hình 3.6 ......................................................................................................................67
Hình 3.7 ......................................................................................................................67
Hình 3.8 ......................................................................................................................68
Hình 3.9 ......................................................................................................................68
Hình 3.10 ....................................................................................................................68
Hình 3.11 ....................................................................................................................69
Hình 3.12 ....................................................................................................................69
Hình3.13 .....................................................................................................................70

Hình 3.14 ....................................................................................................................70
Hình 3.15 ....................................................................................................................70
Hình 3.16 ....................................................................................................................71
Hình 3.17 ....................................................................................................................71
Hình 3.18 ....................................................................................................................72

v


CHƢƠNG I :
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
*Mục tiêu
-Sử dụng những lý thuyết đã đƣợc học và thông tin của xe từ nhà sản xuất
để tính tốn thiết kế hệ thống phanh trên xe Mazda CX5-2018
* Phƣơng pháp nghiên cứu
-Phƣơng pháp nghiên cứu chủ yếu là nghiên cứu lý thuyết thu thập thơng tin
qua những tài liệu nhằm mục đích xây dựng mơ hình lý thuyết ban đầu
1.1. Cơng dụng yêu cầu và phân loại hệ thống phanh
1.1.1. Công dụng
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng hẳn
hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định.
Đối với ơtơ hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì
nó bảo đảm cho ơtơ chạy an tồn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao đƣợc năng
suất vận chuyển (tức là tăng đƣợc tốc độ trung bình của xe).
1.1.2. Yêu cầu
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng
đƣờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trƣờng hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trƣờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô
khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay địn điều

khiển khơng q lớn.
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao và phải có hai dịng độc lập đối với
phanh chính.
- Phân bố mơ men phanh phải hợp lý dể đảm bảo tận dụng tối đa trọng
lƣợng bám tại các bánh xe và không xảy ra hiện tƣợng trƣợt lết khi phanh.
- Khơng có hiện tƣợng tự xiết khi phanh.
1


- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Giữ đƣợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực
phanh trên bánh xe.
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều
kiện sử dụng.
1.1.3. Phân loại
Theo công dụng:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân);
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
- Hệ thống phanh dự phòng;
- Hệ thống phanh rà hay chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện
từ) sử dụng trên các xe cỡ lớn và trên các dốc dài;
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh:
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa;
c. Theo dẫn động phanh:
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
- Hệ thống phanh dẫn động thủy lực;
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén;
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực-khí nén;
- Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại;

d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:
Theo khả năng điều chỉnh mơ men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ
thống phanh với bộ điều hòa lực phanh
e. Theo trợ lực
- Hệ thống phanh có trợ lực

2


- Hệ thống phanh khơng có trợ lực
f. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống
phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS).
1.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh
Cấu tạo Chung của hệ thống phanh trên ô tô đƣợc mô tả trên hình 1.1

Hình 1.1. Hệ thống phanh trên ơ tơ
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần
chính:
- Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh đƣợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh
xe khi phanh ô tô.
- Dẫn động phanh:
Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp
phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay
kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ
nếu đẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ

3

khí. Nếu là dẫn động thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh
chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.
1.2.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mômen phanh và chuyển động năng của ô
tô thành dạng năng lƣợng khác (thƣờng chuyển thành nhiệt năng).
Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu
phanh thƣờng dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và cơ
cấu phanh dải.
1.2.1.1. Cơ cấu phanh tang trống
Trong cơ cấu phanh tang trống thì chúng ta có nhiều loại khác nhau:
*Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

a

b

Hình 1.2. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối
xứng qua đƣờng trục thẳng đứng) đƣợc thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ đồ
hình1. 2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này
hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để
ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thƣờng sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô
tải nhỏ.

4


Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc
lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dƣới, khe

hở phía trên đƣợc điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch
tâm (hình 1.2.b).
Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có thể
dài liên tục (hình 1.2.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.2.a).
Ở hình 1.2.b trống phanh quay ngƣợc chiều kim đồng hồ và guốc phanh
bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết
dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mịn nhƣ nhau
trong q trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn.
Còn đối với cơ cấu phanh đƣợc mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác
dụng lên hai má phanh là nhƣ nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.
*Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Hình 1.3. Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm
1.Ống nối; 2.Vít xả khí; 3.Xilanh bánh xe; 4.Má phanh; 5.Phớt dầu kín;
6.Pitton; 7.Lị xo guốc phanh; 8.Tấm chặn; 9.Chốt guốc phanh; 10.Mâm phanh
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm đƣợc thể hiện trên hình 1.3. Sự đối
xứng qua tâm ở đây đƣợc thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc
phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối
xứng với nhau qua tâm.
5


Mỗi guốc phanh đƣợc lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có
bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dƣới của má phanh với trống phanh. Một
phía của pittơng ln tì vào xi lanh bánh xe nhờ lị xo guốc phanh. Khe hở phía
trên giữa má phanh và trống phanh đƣợc điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều
chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng
qua tâm thƣờng có dẫn động bằng thủy lực và đƣợc bố trí ở cầu trƣớc của ơtơ du
lịch hoặc ơtơ tải nhỏ.
*Cơ cấu phanh guốc loại bơi

a

b

Hình 1.4. Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một
chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trƣợt (hình 1.4.b).
Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình
1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b).
- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:
Ở loại này một đầu của guốc phanh đƣợc tựa trên mặt tựa di trƣợt trên phần
vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trƣợt của pít tơng. Cơ cấu phanh loại
này thƣờng đƣợc bố trí ở các bánh xe trƣớc của ơtơ du lịch và ôtô tải nhỏ.
- Loại hai mặt tựa tác dụng kép:Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai
pittơng và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trƣợt của hai

6


pittông. Cơ cấu phanh loại này đƣợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch
và ôtô tải nhỏ.
*Cơ cấu phanh guốc loại tự cƣờng hóa:

a

b

Hình 1.5. Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa
Cơ cấu phanh guốc tự cƣờng hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc

phanh thứ nhất sẽ tăng cƣờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
Có hai loại cơ cấu phanh tự cƣờng hóa: cơ cấu phanh tự cƣờng hóa tác
dụng đơn (hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cƣờng hóa tác dụng kép (hình 1.5.b).
- Cơ cấu phanh tự cƣờng hố tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cƣờng hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh
đƣợc liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trƣợt của một cơ cấu điều chỉnh di
động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một đƣợc tựa vào mặt tựa di trƣợt
trên vỏ xi lanh bánh xe cịn một thì tựa vào mặt tựa di trƣợt của pittông xi lanh
bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống
phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thƣờng đƣợc bố trí ở các
bánh xe trƣớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
- Cơ cấu phanh tự cƣờng hóa tác dụng kép:
Cơ cấu phanh tự cƣờng hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh
đƣợc tựa trên hai mặt tựa di trƣợt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ
7


cấu phanh loại này đƣợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải
nhỏ đến trung bình.
1.2.1.2. Cơ cấu phanh đĩa
Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.

a) Loại giá đỡ cố định

b) Loại giá đỡ di động

Hình 1.6. Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa phanh đƣợc lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;

- Hai má phanh dạng phẳng đƣợc đặt ở hai bên của đĩa phanh và đƣợc dẫn
động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
* Loại giá đỡ cố định (hình 1.7.a):

Hình 1.7.a. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.

8


Loại này, giá đỡ đƣợc bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi
lanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittơng, mà một đầu
của nó ln tì vào các má phanh. Một đƣờng dầu từ xi lanh chính đƣợc dẫn đến
cả hai xi lanh bánh xe.
* Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):

Hình 1.7.b. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trƣợt ngang đƣợc trên một
số chốt bắt cố định trên dầm cầu.Trong giá đỡ di động ngƣời ta chỉ bố trí một xi
lanh bánh xe với một pittơng tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện
đƣợc gá trực tiếp lên giá đỡ.
* Một số chi tiết trong cơ cấu phanh đĩa
 Đĩa phanh
Đĩa phanh thƣờng đƣợc chế tạo bằng gang cầu hoặc gang xám, bề mặt làm
việc đƣợc mài phẳng, không đƣợc có vết xƣớc.
Dạng đĩa phẳng chế tạo đơn giản hơn nhƣng ít đƣợc dùng vì bề mặt ma sát
ở gần ổ lăn của moayơ bánh xe, gây nóng ổ lăn này làm cho việc bơi trơn ổ này
khó khăn hơn.
Dạng đĩa khơng phẳng đƣợc dùng nhiều hơn vì bề mặt ma sát đƣợc bố trí
xa ổ lăn của moay ơ bánh xe, hạn chế nung nóng ổ này và dễ dàng bố trí xi lanh

cơng tác.
9


Dạng đĩa khơng phẳng có tạo các lỗ hƣớng kính đƣợc dùng phổ biến vì
ngồi các ƣu điểm của đĩa khơng phẳng ra thì đĩa phanh đƣợc làm mát tốt hơn.
 Má phanh
Má phanh gồm các tấm ma sát và xƣơng má phanh. Tấm ma sát dầy
khoảng 9 đến 10 mm, xƣơng má phanh là thép tấm, dày khoảng 2 đến 3 mm.
Chúng đƣợc tán vào nhau và đƣợc lắp trên giá xi lanh công tác bằng rãnh hƣớng
tâm và đƣợc định vị bằng các chốt định vị hoặc bằng các mảnh hãm. Trên mỗi
má phanh đều có chốt báo hết má phanh. Khi má phanh mòn hết đến chiều dày
từ 1 đến 4 mm thì chốt báo hết sẽ tiếp xúc với đĩa phanh và báo hết má phanh.
 Cơ cấu báo mịn hết má phanh

Hình 1.8. Cơ cấu báo mịn hết má phanh
 Xi lanh cơng tác
Cụm xi lanh công tác của cơ cấu phanh đĩa gồm xi lanh đƣợc chế tạo liền
với giá đỡ hoặc chế tạo rời, pít tơng, phớt làm kín và vành chắn bụi. Phía trên xi
lanh có lỗ xả khơng khí trong hệ thống dẫn động.

10


Hình 1.9. Xi lanh cơng tác
 Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh
Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh thƣờng sử
dụng sự biến dạng của vành khăn làm kín dầu.

Hình 1.10.Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh

Khi pít tơng dịch chuyển, ma sát giữa vành khăn và pít tơng lớn nên vành
khăn bị biến dạng trong rãnh của vành khăn. Khi thơi phanh, vành khăn kéo pít
tơng về vị trí ban đầu và hết biến dạng. Nếu khe hở giữa má phanh và đĩa phanh
lớn, vành khăn bị biến dạng hết mức và pít tơng dịch trƣợt so với vành khăn.
Khi thơi phanh, pít tơng chỉ trở về bằng độ biến dạng của vành khăn nên pít tơng
có vị trí mới so với xi lanh, đảm bảo khe hở giữa má phanh và đĩa phanh luôn
không đổi.

11


1.2.2. Cơ cấu phanh dừng
Phanh dừng đƣợc dùng để dừng (đỗ xe) trên đƣờng dốc hoặc đƣờng bằng.
Nói chung hệ thống phanh này đƣợc sử dụng trong trƣờng hợp ôtô đứng yên,
không di chuyển trên các loại đƣờng khác nhau.
Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và
dẫn động phanh.
Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía
sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.
Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí đƣợc
bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đƣợc điều khiển bằng
tay, vì vậy cịn gọi là phanh tay.

Hình 1.11. Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng

12


1.2.3. Dẫn động phanh
1.2.3.1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ƣu điểm kết cấu đơn giản nhƣng không
tạo đƣợc mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của ngƣời lái, thƣờng chỉ
sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay).
1.2.3.2. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực
Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp
suất đến các xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào
trống\đĩa phanh.
Dẫn động bằng thủy lực có đặc điểm là độ nhạy cao, kết cấu đơn giản
nhƣng nếu khơng có cƣờng hóa dẫn động lực ngƣời lái cần để điều khiển phanh
lớn hơn so với dẫn động bằng khí nén. Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
thƣờng đƣợc sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
Ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất
lỏng đƣợc coi nhƣ không đàn hồi khi ép).

Hình 1.12. Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn
đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi lanh
bánh xe).
13


Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của
mạch dẫn động ngƣời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
- Dẫn động một dịng (hình 1.12):
Dẫn động một dịng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một
đƣờng dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn
động một dịng có kết cấu đơn giản nhƣng độ an tồn khơng cao. Vì một lý do
nào đó, bất kỳ một đƣờng ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rị rỉ thì
dầu trong hệ thống bị mất áp suất và tất cả các bánh xe đều bị mất phanh.
Vì vậy trong thực tế ngƣời ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng.

- Dẫn động hai dịng (hình 1.13):

a

b

Hình 1.13. Dẫn động hai dịng
Dẫn động hai dịng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đƣờng dầu
độc lập dẫn đến các bánh xe của ơtơ. Để có hai đầu ra độc lập ngƣời ta có thể sử
dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh
chính kép (loại "tăng đem").
Có nhiều phƣơng án bố trí hai dịng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới
thiệu hai phƣơng án tiêu biểu thƣờng đƣợc sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình
1.13.a và 1.13.b.
Ở sơ đồ hình 1.13.a thì một dịng đƣợc dẫn động ra hai bánh xe cầu trƣớc
còn một dòng đƣợc dẫn động ra hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một
trong hai dịng bị rị rỉ dịng cịn lại vẫn có tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi dòng
14


dầu ra cầu trƣớc bị rị rỉ thì dịng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực phanh
vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.
Ở sơ đồ hình 1.13.b thì một dịng đƣợc dẫn tới một bánh xe phía trƣớc và
một bánh xe phía sau so le nhau, còn một dòng đƣợc dẫn tới hai bánh xe so le
còn lại. Trong trƣờng hợp này khi một dòng bị rị rỉ thì dịng cịn lại vẫn có tác
dụng và lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trƣớc và sau.
1.2.3.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén
Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lƣợng của nguồn khí nén
để tạo nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh. Đặc điểm của dẫn động
phanh bằng khí nén là độ nhạy thấp hơn, phức tạp hơn nhƣng do sử dụng năng

lƣợng của nguồn khí nén để thực hiện điều khiển cơ cấu phanh nến lực điều
khiển của ngƣời lái là không cần lớn lắm mà chỉ cần đủ để mở các van điều
khiển phân phối khí nén. Vì vậy nó thƣờng dùng trên các ô tô cỡ lớn.
Hệ dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén thƣờng gồm các bộ phận chính
sau: máy nén khí, bình chứa khí nén, van phân phối, đƣờng ống dẫn khí nén, các
xi lanh cơng tác (bầu phanh), bộ phận chia khí nén đến các bình chứa của các
dòng dẫn động khác nhau và các van an toàn của hệ thống. Để giảm thời gian
chậm tác dụng của cơ cấu phanh ở xa, ngƣời ta có thể bố trí các van gia tốc.

Hình 1.14.Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén

15


1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 - bộ điều chỉnh áp suất; 4 - đồng hồ áp
suất; 5 - bàn đạp phanh; 6 - van an tồn; 7 - bình chứa khí; 8 - van phân phối
(tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh; 11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc
phanh.
1.2.3.4. Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp
Dẫn động bằng thuỷ lực có ƣu điểm độ nhạy cao nhƣng hạn chế là lực điều
khiển trên bàn đạp còn lớn. Ngƣợc lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có ƣu
điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhƣng độ nhạy kém (thời gian chậm tác
dụng lớn do khí bị nén khi chịu áp suất).
Để tận dụng ƣu điểm của hai loại dẫn động trên ngƣời ta sử dụng hệ thống
dẫn động phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén (hình 1.15).
Loại dẫn động này thƣờng đƣợc áp dụng trên các ơtơ tải trung bình và lớn.

Hình 1.15. Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợp
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dịng dầu đến các xi lanh

bánh xe phía trƣớc và phía sau;
- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối
khí và các xi lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hồn tồn có cấu tạo và nguyên lý làm
việc nhƣ trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
16


Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và
nguyên lý làm việc nhƣ trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.
Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dịng nên van phân phối khí là loại
van kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.
1.2.4. Bộ cường hóa lực phanh
- Để giảm nhẹ lực tác động của ngƣời lái trong quá trình sử dung phanh,
đồng thời tăng hiệu quả sử dụng phanh trong trƣờng hợp phanh gấp ở hệ thống
phanh trang bị thêm bộ trợ lực phanh.
- Bộ trợ lực chân không: hoạt động dựa vào độ chênh lệch chân khơng của
động cơ và của áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh tỉ lệ thuận với lực ấn
của bàn đạp phanh. Nguồn chân khơng có thể lấy ở đƣờng nạp động cơ hoặc
dùng bơm chân khơng riêng làm việc nhờ động cơ.
a). Cấu tạo.

Hình 1.16. Cấu tạo bộ trợ lực chân không
1. Thanh đẩy xy lanh; 2. Van chân khơng; 3. Màng ngăn; 4. Pít tơng trợ lực;
5. Van điều khiển; 6. Lọc khí nạp; 7. Thanh đẩy bàn đạp; 8. Chân không
b). Hoạt động.
- Hầu hết bộ trợ lực chân khơng có ba trạng thái hoạt động là: nhả phanh,
đạp phanh và duy trì phanh. Những trạng thái này đƣợc xác định bởi độ lớn của
áp suất trên thanh đẩy.

17


* Khi khơng phanh :

Hình 1.17. Hoạt động của bộ trợ lực chân không(Trạng thái không phanh).
- Khi không đạp phanh, cửa chân khơng mở và cửa khơng khí đóng. Áp
suất giữa hai buông A và B cân bằng nhau, lị xo hồi vị đẩy pít tơng về bên phải,
khơng có áp suất trên thanh đẩy.
* Khi đạp phanh :

Hình 1.18. Hoạt động của trợ lực chân không (Trạng thái đạp phanh).
- Khi phanh, cần đẩy dịch sang trái làm cửa chân khơng đóng, cửa khí
quyển mở. Buồng A thơng với buồng khí nạp động cơ, buồng B có áp suất bằng
áp suất khí quyển. Sự chênh lệch áp suất này tạo lên lực cƣờng hố đẩy píttơng
và màng cao su dịch về bên trái tạo lên khả năng tăng lực đẩy cho cần xylanh
chính.

18


* Giữ phanh :

Hình 1.19. Hoạt động của bộ lực chân không (Trạng thái giữ phanh).
- Ở trạng thái giữ phanh, cả hai cửa đều đóng, do đó áp suất ở phía phải của
màng khơng đổi, áp suất trong hệ thống đƣợc duy trì.
- Khi nhả phanh lị xo hồi vị đẩy pít tơng và màng ngăn về vị trí ban đầu.
Trong trƣờng hợp bộ trợ lực bị hỏng, lúc này cần đẩy sẽ làm việc nhƣ một trục
liền. Do đó khi phanh ngƣời lái cần phải tác động một lực lớn hơn để thắng lực
đẩy của lò xo và lực ma sát của cơ cấu.

1.2.5. Bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS
Trong quá trình phanh xe, nếu các bánh xe bị trƣợt lết thì khả năng bám
đƣờng của bánh xe giảm rất nhiều so với khả năng bám khi bánh xe ở giới hạn
trƣợt lết nên hiệu quả phanh giảm nhiều. Mặt khác, khi bánh xe bị trƣợt lết thì
mất khả năng điều khiển hƣớng chuyển động của xe nên chất lƣợng phanh giảm.
Bộ ABS thực hiện điều chỉnh áp suất ra các cơ cấu phanh của các bánh xe
theo độ trƣợt của các bánh xe khi phanh, đảm bảo điều chỉnh chính xác để bánh
xe khơng bị trƣợt khi phanh do đó nâng cao đƣợc hiệu quả và chất lƣợng phanh
xe. Hiện nay ở các nƣớc tiên tiến chỉ cho phép nhập các loại ô tô có lắp đặt bộ
ABS.

19