tính toán thiết kế phanh trên xe 2,5 tấn

MỤC LỤCC LỤC LỤCC
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................3
CHƯƠNG 1...........................................................................................................4
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.............................................................4
1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại................................................................4
1.1.1Công dụng.............................................................................................4
1.1.2 Yêu cầu.................................................................................................4
1.1.3 Phân loại...............................................................................................4
1.2 Kết cấu hệ thống phanh..............................................................................5
1.2.1 Cơ cấu phanh.......................................................................................5
CHƯƠNG 2.........................................................................................................13
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ............13
THIẾT KẾ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN......................................13
Các thông số tham khảo..................................................................................13
2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh..............................................................................13
2.1.1 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau và phanh trước 13
2.2 Lựa chọn phương án dẫn động..................................................................14
a, Sơ đồ cấu tạo...........................................................................................15
b, Nguyên lý hoạt động...............................................................................15
c, Ưu nhược điểm........................................................................................15
Kết luận:......................................................................................................16
2.3 . Tính tốn thiết kế hệ thống phanh...........................................................17
2.3.1. Mômen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu của cầu
trước............................................................................................................17
2.4. Mômen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu của phanh ở cầu
sau:...................................................................................................................20
2.4. Tính tốn xác định bề rộng má phanh......................................................22
2.5. Tính tốn kiểm tra các thơng số liên quan khác của cơ cấu phanh..........24
2.5.1. Tính tốn kiểm tra cơng trượt riêng..................................................24
2.5.2. Tính tốn kiểm tra nhiệt độ hình thành của cơ cấu phanh.................25
2.6. Hành trình dịch chuyển đầu piston xi lanh công tác của cơ cấu ép..........27

-1-


2.7. Xác định đường kính xi lanh chính và xi lanh cơng tác...........................27
2.7.1. Xác định đường kính xi lanh cơng tác...............................................27
2.7.2. Xác định đường kính xi lanh chính...................................................28
2.8. Xác định hành trình dịch chuyển của piston xi lanh chính......................29
2.9 Hành trình và tỉ số truyền của bàn đạp......................................................30
2.9.1. Tỉ số truyền của bàn đạp phanh ibđ....................................................30
2.9.2. Hành trình bàn đạp Sbđ.......................................................................31
2.10. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa tính trợ lực............32
2.11. Tính lực trợ lực cần thiết của bộ trợ lực.................................................32
2.12. Tính đường kính xi lanh của bầu trợ lực................................................33
KẾT LUẬN CHUNG..........................................................................................35
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................36

-2-


LỜI NÓI ĐẦUI NÓI ĐẦUU
Trong những năm gần đây nền cơng nghiệp ơtơ đã có sự phat triển mạnh mẽ,
hịa nhịp với sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ơtơ thế giới. Việc Việt
Nam ra nhập WTO, chính phủ cho phép nhập khẩu phụ tùng từ nước ngoài, cũng như
mở cửa hợp tác mạnh mẽ với các quốc gia có nền cơng nghiệp ơtơ phát triển hàng đầu
thế giới như Đức, Mỹ, Nhật Bản,…đã tạo điều kiện cho nền công nghiệp ôtô Việt Nam
phát triển với việc tiếp thu các dây truyền công nghệ, ứng dụng các phát minh thiết kế
vào sản xuất, lắp ráp cũng như giải quyết hầu hết các vấn đề về sửa chữa bảo dưỡng và
nâng cấp… ơtơ tại Việt Nam, đóng góp khơng nhỏ vào thu nhập quốc dân của đất
nước.
Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải là một trong những nơi nghiên cứu,

giảng dạy hàng đầu về ôtô tại Việt Nam. Sau một quá trình học tập tại trường chúng
em đã được tìm hiểu về hầu hết các hệ thống trên ơtơ. Trong các hệ thống trên ơtơ thì
hệ thống phanh là một hệ thống rất quan trọng trên ôtô với vai trị đảm bảo tính an tồn
chuyển động của ôtô, giúp giảm thiểu đáng kể các tai nạn trên các tuyến đường giao
thông. Với các lý do như vậy em đã quyết định chọn hệ thống phanh để tìm hiểu và
nghiên cứu khi làm đồ án, em đi sâu vào tìm hiểu hệ thống phanh xe con với nhiệm vụ
là: “ Thiết kế hệ thống phanh xe tải 3 tấn ’’. Trong quá trình thực hiện đề tài em đã
nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Chu Văn Huỳnh đồng thời em cũng
nhận được ý kiến đóng góp trong Bộ Mơn Ơtơ. Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến
thức có hạn và thời gian làm đồ án cịn hạn chế cho nên khơng tránh khỏi những sai
xót kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để em hoàn thiện đề tài
hơn trong tương lai.
Qua đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Chu Văn Huỳnh. Em
xin gửi lời cảm ơn tồn thể các thầy cơ giáo trong Bộ Mơn Ơ tơcùng tồn thể các bạn
sinh viên đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội ngày tháng năm

Nguyễn Thanh

-3-


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại
1.1.1Công dụng
– Hệ thống phanh ô tô có cơng dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào đó
hoặc dừng hẳn.
– Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc.

– Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn được kết
hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe.
1.1.2Yêu cầu
 Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
– Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn
nhấtqũy đạo phanh ổn định khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
– Phanh êm dịu trong mọi trường 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 lớn.
– Dẫn động phanh có độ nhạy cao, sự chậm tác dụng nhỏ.
– Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hồn tồn
trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào.
– Khơng có hiện tượng tự xiết phanh khi ơtơ chuyển động tịnh tiến hoặc
quayvịng.
– Cơ cấu phanh thốt nhiệt tốt.
– Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao, ổn định trong
 Điều kiện sử dụng :
– Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực
phanhtrên bánh xe.
– Có khả năng phanh ơtơ khi dừng trong thời gian dài.
– Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa.
1.1.3Phân loại
a.Theo công dụng

-4-


– Hệ thống phanh chính (phanh chân).
– Hệ thống phanh dừng (phanh tay).
– Hệ thống phanh dự phòng.

– Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ).
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh
– Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc.
– Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
– Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải.
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 khí nén - thủy lực.
– Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa.
– Hệ thống phanh dẫn động điện từ.
d. Theo khả năng điều chỉnh mơmen phanh ở cơ cấu phanh
– Phanh có trang bị bộ điều hịa lực phanh
– Phanh có trang bị bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh (ABS)
1.2Kết cấu hệ thống phanh
Hệ thống phanh gồm có 2 phần chính sau:
– Cơ cấu phanh
– Dẫn động phanh
1.2.1 Cơ cấu phanh
1.2.1.1Cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực
a.Sơ đồ cấu tạo
Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh. Mâm phanh được bắt cố định trên
mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm, dưới tác dụng
của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của xy lanh phanh làm việc gần
nhau. Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm. Cam lệch tâm cùng với trục lệch
tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh. Trên bề mặt các
guốc phanh có gắn các tấm ma sát. Giữa các piston của xy lanh có lị xo để ép các
piston ln tỳ sát vào các guốc phanh.

-5-


Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh mịn
đều nhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn.

Hình 1.1:Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực
b. Nguyên lý hoạt động
Khi tác dụng vào bàn đạp chất lỏng với áp suất cao truyền đến xy lanh tạo nên
áp lực ép trên piston đẩy các guốc phanh, các má phanh được ép vào trống phanh tạo
nên sự phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh và lò xo giữa các
piston sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu. Q trình phanh kết thúc.
Trong quá trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mịn, do đó khe hở giữa
má phanh và trống phanh sẽ tăng lên. Muốn cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả, phải
điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cách xoay cam lệch tâm và
xoay chốt lệch tâm.
1.2.1.2 Cơ cấu phanh guốc dẫn động dẫn động phanh khí nén
a. Sơ đồ cấu tạo

-6-


Hình 1.2: Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh khí nén
Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫn động
phanh bằng khí nén, có xy lanh khí nén lđiều khiển cam xoay ép guốc phanh vào trống
phanh. Phần quay của cơ cấu phanh là tang trống, phần cố định bao gồm mâm phanh
được bắt cố định trên dầm cầu.
b. Nguyên lý hoạt động
Khi phanh, xy lanh khí nén dẫn động xoay trục và cam quay ngược chiều kim
đồng hồ. Con lăn tựa lên biên dạng cam đẩy guốc phanh về 2 phía, ép má phanh sát

vào trống phanh để thực hiện q trình phanh.
Khi nhả phanh, địn trục cam sẽ xoay cam về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của
lò xo hồi vị, kéo các guốc phanh ép chặt vào cam, tách má phanh ra khỏi trống phanh.
1.2.1.3Cơ cấu phanh đĩa
a. Sơ đồ cấu tạo
Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm các bộ phận chính :
– Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe.
– Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xy lanh bánh xe.
– Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động
bởi các pittông của xy lanh bánh xe

-7-


Hình 1.3: Cơ cấu phanh đĩa
b.Nguyên lý hoạt động
Khi tác dụng lực vào bàn đạp, qua các cơ cấu dẫn động, dầu có áp suất cao
được bơm vào trong các xy lanh công tác tại cơ cấu phanh đẩy các piston ép vào má
phanh. Đầu piston có gắn các tấm ma sát. Các tấm ma sát ép sát vào má phanh tiến
hành quá trình phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, do sự hồi dầu về bình dầu nên các tấm
ma sát tách khỏi má phanh, có khe hở nên kết thúc quá trình phanh.
1.2.2 Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh
1.2.2.1 Dẫn động cơ khí
a. Sơ đồ cấu tạo

-8-


Hình
1 – Tay phanh

7 – Trục

2 – Thanh dẫn

8,10 – Dây cáp dẫn động phanh

3,5–Con lăn của dây cáp

9 – Thanh cân bằng

4 – Dây cáp phía trước

12 –Trục lệch tâm của thanh ép

6 – Thanh dẫn trung gian.
b.Nguyên lý hoạt động
Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển. Thanh dẫn 2 nối
liền với dây cáp. Các con lăn 3,5 dẫn hướng cho dây cáp. Dây cáp 4 bắt vào mút thanh
dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với thanh cân bằng 9. Thanh dẫn 6
lắp với bản lề trên giá đỡ, thanh cân bằng 9 phân bố đều lực phanh truyền qua dây cáp
8 và 10 tới cơ cấu phanh bánh xe trái và phải phía sau. Địn dây cáp nối với đòn bẩy
ép, tác động lên guốc phanh thơng qua tấm đỡ, địn bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12.
Khi kéo phanh 1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện
quá trình phanh.
Khi nhả phanh, địn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lị xo hồi vị,
kết thúc quá trình phanh.
c.Đặc điểm
Chủ yếu dùng cho phanh tay.
1.2.2.2 Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén

a.Sơ đồ cấu tạo

-9-


Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động :
– Dẫn động thủy lực : có hai xy lanh chính dẫn hai dịng đầu đến các xy lanh
bánh xe phía trước và phía sau.
– Dẫn động khí nén : bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí
và các xy lanh nén khí
Van phanh
Bình khí
Xả ra ngồi

Bình chứa dầu

Xi lanh chính

Xi lanh bánh xe

Bình chứa dầu

Máy nén khí

Xi lanh bánh xe

Trống phanh

Trống phanh

Xi lanh chính
Guốc phanh

Đường khí
Đường dầu

Bánh xe trước

Guốc phanh
Bánh xe sau

Hình 1.5 sơ đồ hệ thống dẫn động thủy khí kết hợp
b.Nguyên lý hoạt động
Phần máy nén khí và van phân phối hồn tồn có cấu tạo và ngun lý làm việc
như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Phần xy lanh chính loại đơn và các xy lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý làm
việc như 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 xy lanh chính và hai xy lanh khí.
c.Đặc điểm
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các xe tải.
Thường dùng trên các loại xe có tải trọng lớn.
1.2.2.3 Dẫn động thủy lực trợ lực chân không
a.Sơ đồ cấu tạo

- 10 -


Hình 1.6: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực có trợ lực chân khơng
1. Bánh xe

4. Xy lanh chính

2. Đĩa phanh

5. Bàn đạp

3. Xy lanh bánh trước

6. Xy lanh bánh sau

7. Má phanh sau
8. Trợ lực phanh

b.Nguyên lý hoạt động
Khi khơng phanh lị xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất
thấp nằm chờ trên đường ống.
Khi người lái tác động vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằm
trong xy lanh, ép dầu trong xy lanh phanh chính đi đến các đường ống dẫn. Chất lỏng
với áp suất cao sẽ tác dụng vào các piston ở xy lanh bánh xe và piston ở cụm má
phanh. Hai piston này sẽ thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh
thực hiện q trình phanh.
Khi thơi phanh người lái thơi tác dụng lên bàn đạp phanh lò xo hồi vị sẽ ép dầu
từ xy lanh bánh xe và xy lanh phanh đĩa về xy lanh chính. Q trình làm việc của dẫn
động phanh thủy lực dựa trên quy luật áp suất thủy tĩnh. Áp suất trong sơ đồ dẫn động
được truyền đến xy lanh các bánh xe là như nhau, khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ
phụ thuộc vào piston xy lanh cơng tác tại mỗi bánh xe đó. Khi tăng lực tác dụng lên
bàn đạp phanh cũng chính là lực tác dụng lên xy lanh phanh chính do vậy áp suất trong
dẫn động và lực tác động lên má phanh sẽ tăng lên. Do vậy dẫn động phanh thủy lực

- 11 -


tác dụng bảo đảm được sự làm việc đồng của các cơ cấu phanh, bảo đảm sự tỷ lệ giữa
lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa.
c.Đặc điểm
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các xe du lịch.

- 12 -


CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ
THIẾT KẾ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN
Các thông số tham khảo
Các thông số kỹ thuật xe Huyndai Mighhty HD72 – 2,5 tấn thùng đông lạnh
EURO II
Thông số
Trọng lượng xe không tải
Trọng lượng xe khi đầy tải
Phân bố tải trọng ra cầu trước
Phân bố tải trọng ra cầu sau
Chiều dài cơ sở (L)
Chiều dài
Chiều rộng cơ sở (B)
Chiều cao (H)
Chiều cao trọng tâm(hg)
Kiểu lốp sử dụng

Kích thước

30411
66806
25173
41633
3735
6520
2000
2215
1100
7.00R x 16-10PR

Đơn vị
N
N
N
N
mm
mm
mm
mm
mm

2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh
2.1.1 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sauvà phanh trước
Hệ thống phanh chính (phanh chân) của loại xe này cơ cấu phanh phanh sau là
cơ cấu phanh guốc. Trong cơ cấu phanh guốc có các loại khác nhau như: cơ cấu phanh
guốc đối xứng qua trục, cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm, cơ cấu phanh guốc loại
bơi, cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa…
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục:

- 13 -


a)

b)

Hình 2.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục.
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục được thể hiện trên hình 2.1. Trong đó sơ đồ
hình 2.1a 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 2.1b là loại sử dụng xy lanh thủy lực để ép guốc
phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. 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 dưới, khe hở phía trên được điều
chỉnh bằng trục cam ép (hình 2.1a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 2.1b). Trên hai guốc
phanh có tán các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên tục (hình 2.1b) hoặc phân
chia thành một số đoạn (hình 2.1a). Hình 2.1b trống phanh quay ngược 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 như nhau trong q trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn. Còn đối với cơ
cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 2.1a) áp suất tác dụng lên hai má phanh là như
nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.
2.2 Lựa chọn phương án dẫn động
Về cơ bản có ba phương án dẫn động phanh là : dẫn động cơ khí,dẫn động bằng
khí nén và dẫn động thủy lực.Ở dẫn động cơ khí, để tạo lực phanh đủ lớn thì cần phải
có hệ thống cơ cấu địn và khâu khớp phức tạp vì thế chỉ thích hợp cho dẫn động
phanh tay.Cịn ở dẫn động phanh khí nén cần có máy nén khí và bình chứa khí nên
khơng phù hợp với kết cấu của xe du lịch.Vì vậy chỉ có dẫn động thủy lực, với kết cấu
nhỏ gọn và độ nhạy cao phù hợp với xe thiết kế. Sau đây sẽ phân tích một số phương
án dẫn động thủy lực để tìm ra phương án phù hợp nhất cho xe thiết kế.

Phương án :
Dẫn động thủy lực hai dịng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không.

- 14 -


a, Sơ đồ cấu tạo

Hình2.2: Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dịng có trợ lực
4. Bánh xe

4. Xy lanh chính

5. Đĩa phanh

5. Bàn đạp

6. Xy lanh bánh trước

6. Xy lanh bánh sau

7. Má phanh sau
8. Trợ lực phanh

b, Nguyên lý hoạt độngt độngng
Nguyên lý hoạt động giống như phương án dẫn động thủy lực một dòng. Điều
khác biệt là dẫn động hai dịng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh có hai đường dầu độc
lập dẫn tới các bánh xe ôtô. Đường dầu thứ nhất dẫn tới hai bánh xe của cầu trước.
Đường dầu thứ hai dẫn tới hai bánh xe của cầu sau.
c, Ưu nhược điểmu nhược điểmc điểmm

 Ưu điểm:
– Ngoài ưu điểm của dẫn động phanh một dòng, dẫn động phanh thủy lực hai
dịng có trợ lực chân khơng cịn có những ưu điểm sau:
– Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dịng nào đó vẫn phanh được ở cầu xe của
dịng cịn lại.
– Dẫn động thủy lực hai dịng có trợ lực giúp người lái giảm sức lao động khi đạp
phanh.
 Nhược điểm:
– Nếu như hỏng đường dẫn động cầu trước thì có thể xảy ra hiện tượng quay
ngang xe khi phanh. Nếu hỏng đường dầu dẫn động cầu sau thì có thể mất tính ổn định
khi phanh gấp.
– Kết cấu phức tạp hơn so với dẫn động thủy lực một dòng.

- 15 -


Kết luận:t luận:n:
Sau khi phân tích các phương án dẫn động thủy lực trên thì có thể thấy rằng
phương án dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu độc lập có trợ lực chân khơng vừa
đảm bảo an tồn vừa phanh nhẹ nhàng đồng thời hiệu quả phanh cao.
Qua phân tích về cơ cấu phanh va dẫn động phanh, sau đây là phương án tốt nhất cho
xe cần thiết kế.
Về cơ cấu phanh:Cơ cấu phanh: Dùng phanh guốc đối xứng qua trục dẫn động
thủy lực cả 2 cầu.
Về dẫn động phanh:Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ
lực chân khơng
 Sơ đồ cấu tạo tổng thể gồm cả cơ cấu phanh và dẫn động phanh:

Hình 2.3 Sơ đồ cấu tạo tổng thể cơ cấu phanh và dẫn động phanh
1. Bàn đạp phanh

4.Guốc phanh

5. Đường ống dẫn dầu

2. Trợ lực phanh và xy lanh phanh chính

6. Phanh đĩa

3. Xy lanh phanh bánh xe

7. Cụm má phanh

- 16 -


2.3 . Tính tốn thiết kế hệ thống phanh

2.3.1. Mơmen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu của cầu
trước.
-

Kiểu cơ cấu phanh ở cầu trước là kiểu trống guốc có tính đối xứng hồn tồn
về phương diện kết cấu qua tâm quay bánh xe.

-

Vì vậy momen ma sát của tang trống được tạo ra bởi hai guốc có giá trị hồn
tồn giống nhau với các đặc điểm như sau:
+ Hai guốc sử dụng hai cơ cấu ép riêng biệt bởi hai xy lanh đơn bố trí về hai

phía khác nhau.
+ Hai guốc của cơ cấu phanh có tâm quay của điểm tựa cố định được bố trí về
hai phía khác nhau.

-

Do tính chất đối xứng đối với tâm quay bánh xe, nên công thức xác định mômen ma sát của hai guốc tác dụng lên tang trống có cơng thức tính hồn tồn
giống nhau.
M g1 

M g2 

P1.h1.
A1   .B1

(2.1).

P2 .h2 .
A2   .B2

(2.2).

Trong đó:
Mg1, Mg2: mơmen ma sát do hai guốc ở cầu trước tạo ra.
P1, P2: lực ép từ piston tác dụng lên hai guốc phanh
A1,B1, A2, B2: đại lượng đặt trưng cho tham số kết cấu và qui luật phân bố áp
suất trên guốc phanh.
h1, h2:khoảng cách từ tâm quay của guốc đến lực ép.
-

Vậy mômen phanh do hai guốc tạo ra cho một tang trống được xác định bằng
mômen tổng như sau:

M PT =

-

P 1 . h1 . μ P 2 . h 2 . μ
+
A 1 −μ . B1 A 2−μ . B2

(2.3).

Giả sử đường kính hai piston trong xi lanh là như nhau thì các lực ép P 1, P2

bằng nhau và bằng lực ép P do áp suất dầu trong xi lanh tạo ra cho piston.Và giả
thiết kích thước của hai guốc và cả hai má đều giống nhau (A 1 = A2 =A và B1

- 17 -


=B2=B và h1 =h2), thì momen phanh do hai guốc tạo ra cho trống phanh được xác
định như sau:

M PT =M P 1 +M P 2 =2 .

P. h . μ
A−μ . B

(2.4).

Để tính tốn ta cần xác định các thơng số dựa vào sơ đồ tính tốn cơ cấu phanh
guốc.

Hình 2.4. Sơ đồ tính tốn cơ cấu phanh guốc.
Chú thích hình 2.4:
+ P: Lực ép từ piston tác dụng lên guốc phanh
+ α1, α2: là các thông số kết cấu về góc đặt đầu cuối của tấm ma sát.
+ a: Khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến lực ép (P).
+ b: Khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến tâm quay của guốc.
+ h: Khoảng cách từ tâm quay của điểm tỳ cố định đến phương lực ép P.
+ rt: Bán kính tang trống
+ S: Khoảng cách từ tâm quay của guốc đến tâm trục bánh xe.
+ α0: Góc đặt tâm quay của guốc phanh.
-

Xác định bán kính tang trống (rt).

Với bán kính bánh xe R bx =0,35 [m] theo đề bài, căn cứ vào tài liệu [1] ta có thể
chọn Dt như sau:

Dt =0,8 .R bx =0,8 .0 ,35=0 ,28 [m].
Suy ra:

rt =

(2.5)

Dt 0 ,28
=

=0 ,14
2
2

- 18 -

[m].


-

Với bán kính tang trống rt =0,14 [m], thì khoảng cách từ tâm quay bánh xe đến
phương của lực ép P có thể xác định như sau:

a=0,8.r t =0,8 .0 ,14=0,112
-

[m].

(2.6)

Với đường kính tang trống Dt=2.rt thì theo tài liệu [1] khoảng cách h được xác
định như sau:

h=0,8. Dt =0,8.0 ,28=0 ,224 [m].
-

(2.7)

Với khoảng cách h=0,224[m] và a=0,112[m] thì khoảng cách b được xác định

như sau:

h=b+a ⇒ b=h−a=0 , 224−0 , 112=0 ,112 [m]. (2.8)
-

Khoảng cách từ tâm quay điểm tựa cố định của guốc đến tâm quay bánh xe (s).
s=

0,8 . r t
cos α 0

(2.9)

Chọn 0 =150: là góc đặt quay tâm điểm tựa cố định của cố định của guốc
phanh (lưu ý khi tính phải đổi độ sang radian)
s=

Thay giá trị vào (2.9) ta được:
-

0,8 . 0 ,14
=0 , 116
cos 150

[m].

Các thơng số kích thước A và B có thể xác định theo thuyết áp suất phân bố
đều(q = const) như sau :
A=

s
. ( cos δ + μ .sin δ ) .
rt

α 2 −α 1 )
2
α 2 −α 1
2

sin (

(

)

(2.10)

Trong đó :
+ 1, 2 là các thơng số kết cấu về góc đặt đầu – cuối của tấm ma sát ,tính bằng
[rad]. Trong tính tốn thiết kế, có thể chọn các góc 1, 2 theo kinh nghiệm sao cho
hiệu số

( α 2 −α 1 )≈900 ÷110 0 . Chọn 1 = 200 và 2 = 1250 tức là (2 - 1) = 1050.

+ µ : hệ số ma sát trượt giữa má phanh và trống phanh, theo tài liệu [1]

μ≈0,30−0,33 ta chọn µ=0,33.
+ δ : Góc đặt của phương hợp lực pháp tuyến khi áp suất phân bố đều và được
xác định theo biểu thức sau :

- 19 -


δ=

π −( α 1 + α 2 )
2

(2.11)

Chọn 1 =200 và 2 =1250 (theo tài liệu [1]) tức là (2 - 1) =1050 hay 21/36[rad].
Thay giá trị của α1 và α2 bằng giá trị [rad] vào (2.11) ta được:
π −( 20+125 ) .
δ=

2

π
180

=0 , 305

[rad].

Từ các giá trị s, rt, , 1, 2,  đã tính được ta thay vào công thức (2.10):
21 π
0 , 116
72
A=
.(cos( 0 ,305 )+0 , 33. sin(0 , 305 ).

=0 , 755
0 ,14
21 π
72
.
sin

Và B =1 [Theo tài liệu [1]].
-

Xác định lực ép cần thiết của cơ cấu phanh trước:

Từ (2.4) ta có:

M PT =M P 1 +M P 2 =2 .

P. h . μ
A−μ . B

Theo lý thuyết thì mơmen phanh của cơ cấu phanh cần sinh ra sẽ phải bằng
mômen phanh yêu cầu ở mỗi bánh xe nên.

M PT =M bx 1

(2.12)
Vậy M PT =1892 , 20

[N.m].

Từ (2.4) ta suy ra lực ép cần thiết của cơ cấu phanh trước P.

Từ công thức (2.4) ta suy ra:

P=

M PT ( A−μ . B )
2 . h. μ

(2.13)

Thay các giá trị MPT, A, B, h,  vào (2.13) ta được:

P=
-

1892, 20.( 0,755−0, 33.1)
=5439 ,568
2 .0 ,224 .0 ,33

[N].

Vậy mômen phanh do các guốc tạo ra cho một tang trống ở cầu trước:
M g 1=M g 2=

P. h . μ M PT 1892 , 20
=
=
=946 ,10
A−μ . B
2

2

- 20 -

[N.m].