Nghiên cứu ứng dụng phần mềm matlab để tính toán hệ thống phanh abs trên xe du lịch

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………………
1
Chương I: Giới Thiệu Tổng Quan Về Đề Tài.......................................................................... .4
1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................4
2. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................4
3. Phạm vi nghiên cứu................................................................................................4
4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................4
5. Mục tiêu đề tài........................................................................................................5
Chương II : Cơ Sở Lý Thuyết Về Phần Mềm Và Hệ Thống Phanh ABS...................6
2.1. Khát quát về phần mềm Matlap............................................................................6
2.2. Khái quát về hệ thống phanh ABS.......................................................................8
2.2.1. Các trạng thái làm việc của ABS....................................................................8
2.2.2. Dẫn động phanh............................................................................................12
2.3. Cụm chi tiết trong hệ thống phanh.....................................................................18
2.3.1. Cơ cấu phanh guốc........................................................................................18
2.3.2. Cơ cấu phanh loại đĩa....................................................................................19
2.3.3. Bộ trợ lực phanh...........................................................................................21
2.3.4. Xi lanh phanh...............................................................................................25
2.3.5. Thông số kỹ thuật của xe TOYOTA HIACE................................................27
2.4. Tính tốn hệ thống phanh...................................................................................29
2.4.1. Tính tốn cơ cấu phanh sau:..........................................................................29
2.4.2. Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ:.32
2.4.3. Kiểm tra hiện tượng tự xiết:.........................................................................34
2.4.4. Tính tốn cơ cấu phanh trước:......................................................................35
2.4.5. Xác định các kích thước má phanh:.............................................................35
2.4.6. Thiết kế tính tốn dẫn động phanh:...............................................................37
2.4.7. Tính tốn xéc măng trong xi lanh bánh xe:..................................................39
2.4.8. Tính bền một số chi tiết:...............................................................................41
2.5. Thiết kế trợ lực phanh.........................................................................................50
Chương III: Thiết Kế Tính Tốn...............................................................................61

1


3.1. Xây dựng sơ đồ khối tính tốn hệ thống phanh.................................................61
3.2. Cơ sở lý thuyết về tính tốn hệ thống phanh ABS..............................................67
3.2.1. Mối quan hệ giữa lực phanh và độ trượt.......................................................67
3.2.2. Sự thay đổi của Mp, Mφ, và εb khi phanh có chống hãm cứng bánh xe........68
3.3. Nội dung chương trình…………...………………………………………….…71
3.4 Kết quả tính tốn……………………….…………………………………….…74
3.5. Phương Án Lên Mơ Hình..................................................................................74
3.5.2. Danh mục vật tư thiết bị................................................................................78
3.5.3. Lắp ráp và hoàn thiện mơ hình......................................................................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................80
Tài Liệu Tham Khảo………………………………………………………………...82

2


LỜI NÓI ĐẦU
Những năm gần đây nền khoa học kỹ thuật trên thế giới đã có những bước tiến rất
mạnh mẽ. Có rất nhiều các thành tựu khoa học tiên tiến được ứng dụng rộng rãi vào
đời sống và phát triển kinh tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông vận tải.
Trong nền công nghiệp chế tạo ô tô của thế giới hiện nay đã có sự phát triển rất
lớn và đang tạo đà cho khả năng phát triển nhanh chóng trong tương lai tới đây. Cùng
với sự phát triển của khoa học, ngành công nghiệp ôtô cũng không ngừng đưa đến cho
người tiêu dùng cơng nghệ mới. Nó khiến xe ô tô không những trở nên tiện nghi an
tồn hơn mà cịn thân thiện với mơi trường. Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đã đưa
vào sử dụng các công nghệ hết sức tiên tiến vào chế tạo và lắp đặt ô tô như sử dụng hệ
thống chống bó cứng khi phanh ABS, hệ thống trợ lực phanh dầu chân không....
Ở Việt Nam nghành công nghiệp ô tô đa phần là lắp ráp và sử dụng. Tuy nhiên

với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật trên thế giới mà các công ty đã
dần đưa các công nghệ tiên tiến hiện đại ứng dụng vào chế tạo và lắp đặt ơ tơ. Trong
đó lĩnh vực về hệ thống dẫn động phanh dầu trợ lực chân không là một phần rất quan
trọng cần đội ngũ kỹ thuật viên có trình độ và thành thạo tay nghề. Dẫn đến cần phải
đào tạo trước kiến thức chuyên môn và tay nghề thực tiễn.
Trong phạm vi trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng yên những năm gần đây
khoa cơ khí động lực đã có rất nhiều đổi mới về công nghệ kỹ thuật phục vụ trong
giảng dạy. Các tài liệu và mơ hình sử dụng trong cơng tác đào tạo luôn luôn được đổi
mới giúp cho học sinh, sinh viên có điều kiện tiếp xác và học tập tốt nhất có thể bắt kịp
với các cơng nghệ hiện đại sử dụng trong nghành công nghiệp ô tô hiện nay. Tuy vậy
lĩnh vực về hệ thống trợ lực phanh dầu chân không vẫn cần bổ sung thêm tài liệu và
thiết bị thực hành.
Nhận thấy đây là một lĩnh vực cần thiết và rất quan trọng trong ngành công
nghiệp ô tô hiện nay chúng em đã được định hướng và thực hiện đề tài “Nghiên cứu
ứng dụng phần mềm Matlab để tính tốn hệ thống phanh ABS trên xe du lịch”.
Đề tài được thực hiện bởi sự hướng dẫn của 2 thầy Lê Anh Vũ và thầy Đồng Minh
Tuấn cùng với các thầy cô khác trong khoa. Đề tài được thực hiện và hồn thành tại
khoa cơ khí động lực trường đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng yên.
Tuy vậy đề tài cịn nhiều thiếu sót kính mong các thầy cơ đóng góp ý kiến để đề
tài chúng em được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hưng Yên, ngày 09 tháng 06 năm 2014
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Hanh

3


Chương I: Giới Thiệu Tổng Quan Về Đề Tài
1. Tính cấp thiết của đề tài

Cơ cấu phanh là cơ cấu an tồn chủ động của ơ tơ, dùng để giảm tốc độ hay dừng
và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết.
Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng
nhanh, mật độ lưu thông trên đường ngày càng lớn. Các xe ngày càng được thiết kế với
công suất cao hơn, tốc độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh
cũng càng cao và nghiêm ngặt hơn. Một ô tơ có cơ cấu phanh tốt, có độ tin cậy cao thì
mới có khả năng phát huy hết cơng suất, xe mới có khả năng chạy ở tốc độ cao, tăng tính
kinh tế nhiên liệu, tính an tồn và hiệu quả vận chuyển của ô tô.
10% số vụ tai nạn xảy ra trong trường hợp cần dừng khẩn cấp, tài xế đạp
phanh mạnh đột ngột làm xe bị rê bánh và trượt đi, dẫn đến mất lái. Hệ thống ABS
giúp khắc phục tình trạng này khơng phụ thuộc vào kỹ thuật phanh của người lái.
Với sự quan trọng, cần thiết và không thể thiếu hệ thống phanh trên ôtô nên
em chọn đề tài xây dựng phần mềm Matlab tính tốn hệ thống phanh nhằm phục vụ
cho việc tính tốn thiết kế phanh trong giảng dạy.
2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng của đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Matlab để tính tốn hệ
thống phanh ABS trên xe du lịch” là:
+ Hệ thống dẫn động phanh ABS trên xe du lịch
+ Cơ cấu phanh bánh xe loại guốc.
+ Cơ cấu phanh bánh xe loại đĩa.
+ Phần mềm Matlab
3. Phạm vi nghiên cứu
Trong quá trình thực hiện đề tài, người nghiên cứu sẽ tìm hiểu về cơng dụng,
u cầu, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS. Đồng thời xây dựng phần
mềm Matlab tính tốn hệ thống phanh trên xe du lịch
Đồ án sẽ được phục vụ trong q trình giảng dạy ngành cơng nghệ ơ tơ Trường
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên và các trường khác trên cả nước. Đồng thời
cũng là tài liệu dùng để tham khảo
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu.

Phương pháp nghiên cứu trên thực tiễn.

4


5. Mục tiêu của đề tài
Nội dung nghiên cứu của đề tài: ‘‘Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Matlab tính
tốn hệ thống phanh ABS trên xe du lịch”, được thực hiện với những mục tiêu như
sau:
+

Xây dựng cơ sở lý thuyết về hệ thống phanh ABS trên xe du lich.

+ Trình bày chức năng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh dầu,xy
lanh chính,bầu trợ lực chân khơng.
+

Xây dựng cơ sở lý thuyết về phần mềm Matlab

+

Xây dựng phần mềm Matlab tính toan hệ thống phanh

5


Chương II : Cơ Sở Lý Thuyết Về Phần Mềm Và Hệ Thống Phanh ABS
2.1. Khát quát về phần mềm Matlap
MATLAB là một mơi trường tính tốn số và lập trình – đây là phần mềm nổi
tiếng của cơng ty MathWorks, là một ngơn ngữ hiệu năng cao cho tính toán kỹ thuật

như được viết trong logo của phần mềm này. Nó tích hợp tính tốn, hiện thị và lập
trình trong một môi trường dễ sử dụng.

Matlab R2012a v7.14
MATLAB cho phép tính tốn số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ
thơng tin, thực hiện thuật tốn, tạo các giao diện người dùng và liên kết với những
chương trình máy tính viết trên nhiều ngơn ngữ lập trình khác.
Các ứng dụng tiêu biểu của MATLAB bao gồm:
Hỗ trợ tốn học và tính tốn
Phát triển thuật tốn
Mơ hình, mơ phỏng
Phân tích, khảo sát và hiển thị số liệu
Đồ họa khoa học và kỹ thuật
Phát triển ứng dụng với các giao diện đồ họa.
Tên của phần mềm MATLAB bắt nguồn từ thuật ngữ “Matrix Laboratory”.
Đầu tiên nó được viết bằng FORTRAN để cung cấp truy nhập dễ dàng tới phần
6


mềm ma trận được phát triển bởi các dự án LINPACK và EISPACK. Sau đó nó được
viết bằng ngơn ngữ C trên cơ sở các thư viện nêu trên và phát triển thêm nhiều lĩnh
vực của tính tốn khoa học và các ứng dụng kỹ thuật.

Với Matlab , các bài tốn trở nên đơn giản hơn...
Ngồi MATLAB cơ bản với các khả năng rất phong phú sẽ được đề cập sau,
phần mềm MATLAB còn được trang bị thêm các ToolBox – các gói chương trình (thư
viện) cho các lĩnh vực ứng dụng rất đa dạng như xử lý tín hiệu, nhận dạng hệ thống,
xử lý ảnh, mạng nơ ron, logic mờ, tài chính, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng,
sinh tin học,... Đây là các tập hợp mã nguồn viết bằng chính MATLAB dựa theo các
thuật tốn mới, hữu hiệu mà người dùng có thể chỉnh sửa hoặc bổ sung thêm các hàm

mới.
MATLAB được thiết kế để giải các bài tốn bằng số chứ khơng nhằm mục đích chính
là tính tốn ký hiệu như MATHEMATICA và MAPLE. Tuy nhiên, trong MATLAB
cũng có thể tính tốn ký hiệu được nhờ các hàm trong Symbolic Math ToolBox.

7


Phần mềm Matlab hiện nay ứng dụng vào khá nhiều lĩnh vực kỹ thuật liên quan
tới tính tốn nhờ những ưu điểm vượt trội của mình. Các lĩnh vực cụ thể như hỗ trợ
tính tốn thiết kế trong xây dựng, các lĩnh vực liên quan tới điều khiển tự động, tính
tốn chi tiết và thiết kế trong cơ khí, Các lĩnh vực tốn tin, cơng nghệ thơng tin và xử
lý số liệu...
2.2. Khái quát về hệ thống phanh ABS

Hình. 2.1.Sơ đồ hệ thốnh phanh ABS
2.2.1. Các trạng thái làm việc của ABS.
ABS trong hệ thống phanh thuỷ lực là một bộ tự điều chỉnh áp suất dầu đưa vào
xilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăn bánh của bánh xe nhằm hạn chế hoàn
toàn khả năng trượt lết của bánh xe khi phanh. Van điện là một trong những bộ phận
quan trọng thực hiện các trạng thái phanh một cách tốt nhất. Tuỳ theo loại van điện sử
dụng trong hệ thống phanh mà hệ thống ABS làm việc với nhiều trạng thái khác nhau.

8


A, Trạng thái phanh bình thường

Hình 2.2: Trạng thái phanh thường khi abs không hoạt động
Lúc này ECU chưa cung cấp điện để điều khiển van điện nên đường dầu tới

(cổng A) mở, đường dầu về (cổng B) đóng ,áp lực dầu được truyền từ xilanh chính tới
xilanh bánh xe. Tuy vậy ECU vẫn luôn tiếp nhận thông tin từ các cảm biến rồi so sánh
với các ngưỡng giá trị có sẵn trong bộ nhớ của ECU do nhà chế tạo định sẵn. Lực
phanh tăng hoặc giảm do sự tác động của người tài xế và bánh xe chưa có khả năng bị
hãm cứng.
B, Khi phanh gấp ( ABS hoạt động)
Trạng thái giảm áp lực phanh:
Các tín hiệu từ hệ thống các cảm biên gởi đến ECU tiếp nhận, tính tốn, so sánh
biết được bánh xe có khả năng bị hãm cứng và quyết định chống hãm cứng bánh xe đó
bằng cách đưa dịng điện khoảng 5A nhằm tạo ra lực từ mạnh ở cuộn dây để đóng
đường dầu tới (cổng A), mở đường dầu về (cổng B) do vậy mà áp lực dầu không đến
xilanh bánh xe nữa mà từ xilanh bánh xe trở về bình tích trữ làm cho áp lực phanh
giảm bánh xe khơng bị bó cứng nữa. Nếu áp lực phanh vẫn còn lớn để làm bó cứng
bánh xe thì ECU sẽ điều khiển bơm ABS bơm dầu từ bình tích trữ về xilanh chính, áp
lực phanh giảm nhanh và bánh xe khơng cịn khả năng bị bó cứng nữa.

9


Hình 2.3 : Trạng thái giảm áp lực khi phanh
Trạng thái giữ áp lực phanh

Hình 2.4: Trạng thái giữ áp lực phanh khi phanh
Áp lực phanh tăng hoặc giảm ở xilanh bánh xe khi ECU nhận thấy giá trị phù
hợp, thì ECU gửi dịng điện tới cuộn dây khoảng 2A vừa đủ để đóng đường tới (cổng
A) và đóng đường về (cổng B) làm cho áp lực phanh không đổi ở xilanh bánh xe. Lúc
này ECU tiếp tục điều khiển bơm ABS làm việc để trả dầu từ bình tích năng làm tăng
áp lực phanh ở xilanh chính chuẩn bị cho quá trình tăng áp tiếp theo nếu cần thiết.
10

Trạng thái tăng áp lực phanh

Hình 2.5: Trạng thái tăng áp lực phanh khi phanh
Khi áp lực phanh cần được tăng thì ECU ngừng cung cấp dịng điện cho cuộn
dây của van điều khiển, van mở đường dầu tới (cổng A) và đóng đường dầu về (cổng
B), dầu đi từ xilanh chính tới xilanh bánh xe. Đồng thời ECU điều khiển cho bơm
ABS hoạt động bơm dầu về xilanh chính của bánh xe nhằm làm tăng áp lực phanh.
Thực ra trạng thái tăng áp lực phanh cũng chính là trạng thái phanh thường.
Nhận xét: Trạng thái làm việc của hệ thống phanh ABS thay đổi liên tục theo
tình trạng của ôtô và mặt đường.

11


2.2.2. Dẫn động phanh
A, Sơ đồ chung

Hình 2.6 : Hệ thống phanh trên ô tô
B, Dẫn động phanh tay
Dẫn động phanh tay gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động
cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó khó đảm bảo
phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh
khơng như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu. Do
những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí khơng sử dụng ở hệ thống phanh chính mà
chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng.

Hình 2.7: Cơ cấu dẫn động tay bằng dây cáp.
1. Tay phanh

5. Trục

8,9. Dây cáp dẫn động phanh

2. Thanh dẫn

6. Thanh kéo

10. Giá

3. Con lăn dây cáp

7. Thanh cân bằng

4. Dây cáp

11,13. Mâm phanh
12. Xilanh phanh bánh xe
12


Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được truyền
qua dây cáp dẫn đến địn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc
phanh, vị trí của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2.
- Ưu điểm của dẫn đơng phanh tay có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững
dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài.
- Nhược điểm của loại dẫn động phanh tay là hiệu suất truyền lực không cao,
thời gian phanh lớn.
C, Phanh dẫn động thuỷ lực
Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của

các loại ơ tơ du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình. Dẫn động phanh là một hệ
thống các chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc
phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng được sử dụng
để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên. Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là
các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi
tất cả các má phanh ép sát vào các trống phanh.
Dẫn động phanh dầu có các ưu điểm sau:
- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo
đúng yêu cầu thiết kế.
- Có hiệu suất cao.
- Độ nhậy tốt.
- Kết cấu đơn giản.
- Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu
phanh.
Nhược điểm:
- Không thể tạo được tỷ số truyền lớn, vì thế phanh đầu khơng có cường hố chỉ
dùng ơ tơ có trọng ượng tồn bộ nhỏ.
- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
- Đối với dẫn động phanh1 dịng khi có chỗ nào bị rịi (chảy dầu) thì tất cả hệ
thống phanh đều khơng làm việc, để khắc phục khuyết điểm này người ta dùng loại
dẫn động hai dòng, loại này cơ ưu điểm là khi 1 dịng bị hỏng thì dịng cịn lại vẫn làm
việc bình thường tuy nhiên hiệu quả phanh có giảm, đảm bảo an toàn khi chuyển động

13


*Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dịng.

Hình 2.8: Sơ đồ dẫn đơng phanh thuỷ lực một dịng
Ngun lý làm việc: Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đẩy

piston của xi lanh chính 2, do đó đều được ép và áp suất dầu tăng lên trong xilanh và
các đường ống dẫn dầu 3 chất lỏng với áp suất lớn ở các xi lanh bánh xe sẽ thắng lực
của lò xo và tiến hành ép guốc vào trống phanh. Khi không phanh nữa người lái khơng
tác dụng vồ bàn đạp các lị xo hồi vị của bàn đạp, của piston làm cho piston trở về vị
trí cũ, lị xo hồi vị kéo guốc phanh vào vị trí cũ.
* Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dịng:

Hình 2.9: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng.
1. Bàn đạp phanh

4. ống dẫn dầu

2. Bầu trợ lực

7. Cơ cấu phanh bánh sau

3. Xilanh phanh chính

5. Cơ cấu phanh bánh trước

6. Bộ điều hòa lực phanh

14


Do hai dịng hoạt động độc lập nên xilanh chính phải có hai ngăn độc lập do đó
khi một dịng bị rị rỉ thì dịng cịn lại vẫn cịn tác dụng. Vì vậy phanh hai dịng có độ
an tồn cao, nên được sử dụng nhiều trong thực tế
D,Dẫn động phanh khí nén (Cịn gọi là phanh hơi)
Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn và trung

bình, đặc biệt lớn. Để dẫn động các cơ cấu phanh người ta sử dụng năng lượng của khí
nén, lực của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng van phanh do đó mà giảm
được sức lao động của người lái, tuỳ theo liên kết của xe rơ mc mà dẫn động phanh
khí nén có thể là một dịng hoặc 2 dịng
* Sơ đồ dẫn động chung
4
5

1

2

3

6

4
5

9

10

7

11

11

8

11

9

11

10

Hình 2.10. Sơ đồ ngun lí hệ thống phanh khí
1.Máy nén khí,

5.Van xả nước

9.Bầu phanh.

2.Bộ điều áp,

6.Van phanh ta

10.Xilanh phanh,

3.Van bảo vệ,

7.Tổng van phanh,

11. Cụm má phanh

4.Bình khí,

8. Van theo tải trọng
15


* Dẫn động phanh khí nén 1 dịng:

Hình 2.11: Sơ đồ cấu tạo của phanh hơi
1: Máy nén khí

3: Van phân phối

5: ống dẫn hơi

2: Bình chứa

4: Bầu phanh

6: Bàn đạp phanh

7: Đồng hồ kiểm tra áp suất
Nguyên lý: Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua dẫn động tổng van 3
mở cho khí nén từ bình chứa khí nén 2 theo đường ống tới đầu phanh 4 để tiến hành
phanh.
Khi thả bàn đạp, tổng van phanh ngắt liên hệ giữa bình chứa khí nén với đường
ống dẫn và mở đường ống của bầu phanh thông với khơng khí bên ngồi, khí nén thốt
ra ngồi và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung.
- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn.
- Có khả năng cơ khí hố q trình điều khiển ơ tơ.
- Có thể sử dụng khơng khí nén cho các bộ phận như hệ thống treo loại khí.

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén.
- Số lượng các cụm nhiều, kích thước,trọng lượng của chúng khá lớn, giá thành
cao.
- Thời gian tác động trễ lớn.
E, Dẫn động phanh liên hợp
Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ
lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ
thống cao, phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển
nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc.
16


Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp
dụng cho xe nhiều cầu như: Xe URAL, 375 D, URAL - 4320….

Hình 2.12: Phanh khí nén thuỷ lực ơtơ URAL-4320
1: Máy nén khí

6: Phanh tay

11: Tổng van

2: Bộ điều chỉnh áp suất 7: Khố điều khiển phanh rơ mc 12: Xy lanh khí nén
3: Van bảo vệ 2 ngả

8: Van tách

13: Cơ cấu xy lanh piston bánh xe

4: Van bảo vệ 1 ngả

9: Đầu nối phanh

14: Đầu nối phân nhánh

5: Bình chứa khí nén

10: Đồng hồ áp suất

15: Xy lanh cung cấp nhiên liệu

16: Bàn đạp phanh
* Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái điều khiển tác động một lực vào bàn
đạp phanh 16 để mở van phanh lúc này khí nén từ bình chứa 5 đi vào hệ thống qua
tổng van phanh vào cơ cấu.
Piston xi lanh khí, lực tác động của dịng khí có áp suất cao (8 dến 10kg/cm 2) đẩy
piston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong xi lanh thuỷ lực có áp suất cao như các đường
ống đi vào xi lanh bánh xe thực hiện q trình phanh van bảo vệ 2 ngả có tác dụng tách
dịng khí thành hai dịng riêng biệt và tự động ngắt 1 dịng khí nào đó bị hỏng để duy trì
sự làm việc của dịng khơng hỏng.
Trong hệ thống phanh dẫn động khí nén - thuỷ lực thì cơ cấu dẫn động là phần
khí nén và cơ cấu chấp hành là phần thuỷ lực, trong cơ cấu thuỷ lực thì được chia làm
hai dịng riêng biệt để điều khiển các bánh xe trước và sau.

17


* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực.
- Kết hợp được nhiều ưu điểm của 2 loại hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén,
khắc phục được những nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập.

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực.
- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp,
rất khó khăn khi bảo dưỡng sửa chữa.
- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc cho
nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới cơ cấu dẫn động khí nén.
- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành cũng rất cao và có rất nhiều
cụm chi tiết đắt tiền.
2.3. Cụm chi tiết trong hệ thống phanh
2.3.1. Cơ cấu phanh guốc
Cấu tạo.
2

3

1

Trống phanh.
Guốc phanh.
Mâm phanh.
Xilanh bánh xe .
Thanh đẩy.
Lị xo.
Lị xo hồi vị

7

6
5

4

Hình 2.14 : Cấu tạo cơ cấu phanh tang trống
Cơ cấu phanh trống gồm có trống phanh quay cùng với các bánh xe, các guốc
phanh lắp với phần không quay là mâm phanh, trên guốc có lắp các má phanh, một
đầu của guốc phanh quay quanh chốt tựa, đầu còn lại tỳ vào piston của xilanh công tác
nếu là dẫn động thuỷ lực, hoặc là cam ép nếu là dẫn động khí nén. Trong trường hợp
dẫn động thuỷ lực áp suất chất lỏng trong xilanh tác dụng lên các piston và đẩy các
guốc phanh ép vào tang trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp
suất khí tạo nên lực trên ty đẩy và thơng qua địn dẫn động làm quay cam đẩy các guốc
phanh ép vào tang trống. Khe hở giữa các guốc phanh được điều chỉnh thường xuyên
trong quá trình sử dụng. Các cơ cấu điều chỉnh sử dụng hiện nay rất phong phú, trong
đó có các phương pháp điều chỉnh tự động.
18


Phanh trống có nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào sự kết hợp của hai guốc
phanh và mục đích sử dụng.
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục: Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này bao
gồm một mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu. Trên mâm phanh có lắp hai chốt
cố định để lắp ráp đầu dưới của hai guốc phanh. Hai chốt cố định này có thể có bố trí
bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh phía dưới. Đầu trên
của hai guốc phanh được lò xo guốc phanh kéo vào ép sát với cam ép hoặc với piston
xilanh. Khe hở phía trên của má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng trục cam
ép hoặc bằng hai cam lệch tâm. Trên hai guốc phanh có tán các tấm ma sát. Các tấm
này có thể dài liên tục hoặc phân thành một số đoạn.
Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm: Trên mâm phanh bố trí guốc phanh, hai xilanh
bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng nhau qua tâm. Mỗi
guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để
điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh và trống phanh. Một phía củaguốc phanh
ln tì vào piston của xilanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má

phanh và trống phanh được điều chỉnh bởi cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong
piston của xilanh bánh xe. Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng
thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ơtơ du lịch hoặc ơtơ tải nhỏ. Bố trí sao cho khi
ơtơ chuyển động tiến thì cả hai guốc phanh đều là guốc xiết còn khi lùi lại trở thành
hai guốc nhả. Như vậy hiệu quả phanh khi tiến thì lớn cịn khi lùi thì nhỏ tuy nhiên
thời gian lùi ơtơ rất ít và tốc độ rất chậm nên không cần lực phanh hay mơmen phanh
lớn.
Cơ cấu phanh tự cường hố: Cơ cấu phanh tự cường hố có hai guốc tựa trên hai
xilanh cơng tác, khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng
lên guốc phanh thứ hai làm tăng hiệu quả phanh vì lực ép từ dầu có áp suất đẩy cả hai
đầu ép sát vào tang trống. Tuy nhiên do sử dụng hai xilanh cơng tác và piston có khả
năng tự dịch chuyển lên piston này có khả năng ảnh hưởng đến piston bên kia. Kết cấu
phanh dễ gây lên dao động mômen phanh ảnh hưởng xấu đến chất lượng ổn định
chuyển động.
2.3.2. Cơ cấu phanh loại đĩa
Phanh đĩa thường được sử dụng phổ biến trên các xe có vận tốc cao, đặc biệt
hay gặp ở cầu trước. Phanh đĩa ngày nay được sử dụng rộng dãi cho cả cầu trước và
cầu sau vì nó mang nhiều ưu điểm:
-Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn, tổng khối lượng các chi tiết không
treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và bám đường của xe.
19


-Khả năng thốt nhiệt ra mơi trường dễ dàng.
-Dễ dàng trong sủa chữa và thay thế tấm ma sát.
-Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi,
điều này giúp cho các bánh xe làm việc ổn định nhất là ở tốc độ cao.
-Dễ dàng bố trí cơ cấu tự điều chỉnh khe hở má phanh.
Tuy có nhiều ưu điểm hơn so với cơ cấu phanh kiểu tang trống nhưng cơ cấu
phanh đĩa vẫn tồn tại nhược điểm là cơ cấu phanh khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát

vì
phanh đĩa khơng che chắn kín hồn tồn do vậy ở các xe có tính việt dã cao
khơng dùng cơ cấu loại này.
2

1

3

Má phanh.
Giá đỡ xilanh.
Bu lơng.
Vít xả.
Giá đỡ má phanh
Lị xo chống rít.

4

5

5

2
4

6

3

1

Hình 2.15 : Cấu tạo phanh đĩa
Ngun lý hoạt động: Phanh đĩa đẩy piston bằng áp suất thuỷ lực truyền qua
đường dẫn dầu phanh từ xilanh chính làm cho các má phanh đĩa kẹp cả hai bên rôto
phanh đĩa làm cho bãnh xe dừng lại.
Trong quá trình phanh do má phanh và rôto phanh ma sát phát sinh nhiệt nhưng
do rôto phanh và than phanh để hở lên nhiệt dễ dàng triệt tiêu.
Phân loại càng phanh đĩa
-Loại càng phanh cố định ( loại đĩa quay - loại hở ): gồm hai xilanh cơng tác đặt
hai bên, số xilanh có thể là bốn đặt đối xứng nhau hoặc ba xilanh trong đó hai xilanh
bé một bên và một xilanh lớn một bên.

20