đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống phanh xe huyndai 5 tấn

Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
1
Lời nói đầu
Cùng với sự phat triển lớn mạnh của nền kinh tế quốc dân thì nhu cầu về
khối lợng vận chuyển hàng hoá và hành khách cũng ngày càng tăng lên. Vận tải
ôtô với những u điểm của mình nh: Tính cơ động cao, có khả năng hoạt động
trong những điều kiện đờng xá khác nhau, vốn đầu t ban đầu t ít hơn so với
vận tả Đờng Sắt, Hàng Không đã tạo cho ôtô trở thành một trong những phơng
tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá và hánh khách, đồng thời ôtô đã trở thành
phơng tiện giao thông t nhân ở các nớc có nền kinh tế phát triển. Hiện nay ở
nớc ta số lợng ôtô t nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trởng của
nền kinh tế, mật độ xe trên đờng ngày càng cao.
Do mật độ ôtô trên đờng ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng
cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đờng là vấn đề cấp thiết hàng đầu
luôn cần phải quan tâm. ở nớc ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số ngời
chết do tai nạn là rất lớn. Theo số liệu thống kê tham khảo thì trong tai nạn giao
thông đờng bộ 60-70% do con ngời gây ra, 10-15% do h hỏng máy móc, trục
trặc về kỹ thuật và 20-30% do đờng xá xấu. Trong nguyên nhân h hỏng do
máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ôtô gây nên đợc
thống kê là: Phanh chân 52,2-74,4%, Phanh tay 4,9-16,1%, Lái 4,9-19,2%,
Chiếu sáng 2,3-8,7%, Bánh xe 2,5-10%, các h hỏng khác 2-18,2%.
Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn
nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên. Chính vì thế mà hiện nay hệ thống
phanh ngày càng đợc cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ
thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng

SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
2
Đề tài tốt nghiệp em đợc giao là Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô tải
HyunĐai 5 tấn
Nội dung đề tài bao gồm:
- Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ôtô.
- Tính toán, thiết kế hệ thống phanh.
Qua thời gian gần15 tuần với sự giúp đỡ tận tình của Thầy Giáo Thạc Sỹ
Phạm Tất Thắng và các thầy trong bộ môn Cơ khí Ôtô, em đã hoàn thành nội
dung đồ án đợc giao. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn, do kiến thức của em
còn nhiều hạn chế lên đồ án của em vẫn còn nhiều thiếu xót. Em rất mong nhận
đợc sự chỉ bảo của các thầy để đề tài tốt nghiệp đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
Mục Lục
Trang
Lời nói đầu.
Chơng I: Tổng quan về hệ thống phanh
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh
1.1.1 Công dụng
1.1.2 Phân loại
1.1.3 Yêu cầu
1.2 Cấu tạo,nguyên lý làm việc và u nhợc điểm của hệ
thống phanh
1.2.1 Cơ cấu phanh .
1.2.2 Dẫn động panh .

1.3 Lựa chọn phơng án thiết kế
1.3.1 Lựa chọn cơ cấu phanh
1.3.2 Lựa chọn dẫn động phanh
1.4 Phân tích một số cụm của hệ thống phanh thiết kế
1.4.1 Máy nén khí
1.4.2 Cụm van phanh kép
1.4.3 Cụm xy lanh khí nén thủy lực
Chơng II: tính toán thiết kế hệ thống phanh
2.1 Đặc tính kỹ thuật ôtô tải HyunĐai 5 tấn
2.2 Xác định mômen phanh cần thiết sinh ra tại cơ cấu phanh
2.2.1 Xác định khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến cầu trớc (a), khoảng
cách từ trọng tâm ô tô đến tâm bánh xe sau(b)
2.2.2 Xác định mômen phanh.
2.3 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
2.3.1 Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh
2.3.2 Xác định góc () và bán kính () của phản lực pháp tuyến tác
dụng lên má phanh
2.3.3 Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phơng pháp hoạ đồ
2.3.4 Xác định bề rộng má phanh
2.4 Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh
2.4.1 Kiểm tra hiện tợng tự xiết
2.4.2 Kiểm tra công ma sát riêng.
2.4.3 Nhiệt phát ra trong quá trình phanh
2.5 Thiết kế tính toán dẫn động phanh
2.5 Tính toán phần dẫn động thủy lực
2.5.2 Tính toán phần dẫn động khí nén

Kết luận
Tài liệu tham khảo
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
3
Chơng I
Tổng quan về hệ thống phanh
1.1. Công dụng, phân loại v yêu cầu:
1.1.1. công dụng:
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn
hoặc đến một tốc độ nào đấy. Ngoài ra hệ thống phanh còn bảo đảm giữ cố định
xe trong thời gian dừng xe.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất,
bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe
điều chỉnh đợc tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm,
nhờ vậy mà nâng cao đợc năng suất vận chuyển.
Trên ôtô sự phanh xe đợc tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay
và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má
phanh hoặc đĩa phanh với má phanh. Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh
dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời
và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh.
H hỏng trong hệ thống phanh thờng kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm
mất tính an toàn chuyển động của ôtô. Các h hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào
kết cấu hệ thống phanh.
1.1.2. Phân loại:
Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh.
1.1.2.1 Theo công dụng:
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).
1.1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh:
Hệ thống phanh với cơ cấu tang trống
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
4
9 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, các lực dẫn động
bằng nhau.
9 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh
có dịch chuyển góc nh nhau.
9 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động
bằng nhau.
9 Cơ cấu phanh guốc loại bơi:
9 Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa:
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
9 Loại giá đỡ cố định
9 Loại giá đỡ di động
1.1.2.3 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 cờng hóa.
1.1.2.4 Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh:
Hệ thống phanh có trang bị hệ thống chống khoá cứng bánh xe ABS (Antilock
Braking System)

Bộ điều hòa lực phanh thông thờng.
Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brake force
Disttibution)
Hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp BAS (Braking Assistant System)
1.1.3 yêu cầu:
Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
5
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng
đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiểm;
Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;
Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
không lớn;
Dẫn động phanh có độ nhạy cao;
Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử
dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với bất kì cờng độ nào;
Không có hiện tợng tự xiết khi phanh;
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;
Giữ đợc 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;
Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
1.2 Cấu tạo nguyên lý lm việc, u nhợc điểm v phạm vi
sử dụng của hệ thống phanh:
Bất kỳ hệ thống phanh nào cũng bao gồm nguồn năng lợng, dẫn động
phanh và một hoặc một số cơ cấu phanh.

Nguồn năng lợng: Là tập hợp các thiết bị bảo đảm cung cấp năng lợng
cho hệ thống phanh để phanh xe. Nguồn năng lợng có thể là máy nén khí hoặc
có thể là lực cơ bắp của lái xe. ở một số ôtô sử dụng lực cơ bắp của lái xe động
cơ đảm bảo độ chân không cho trợ lực chân không là nguồng năng lợng cho hệ
thống phanh.
Dẫn động phanh là tập hợp thiết bị dùng để truyền năng lợng từ nguồn
đến cơ cấu phanh và điều khiển năng lợng này trong quá trình truyền với mục
đích phanh xe với cờng độ khác nhau. Theo đặc điểm của dẫn động phanh chia
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
6
ra: dẫn động phanh cơ khí, dẫn động phanh thuỷ lực, dẫn động phanh khí nén,
dẫn động phanh liên hợp (thủy khí), dẫn đông phanh bằng điệnTrên các ôtô
hiên đại để nâng cao độ tin cây làm việc dẫn động phanh đợc tách thành một
vài nhánh làm việc độc lập. Chúng có khả năng làm việc độc lập khi một nhánh
nào đó bị h hỏng.
Dẫn động phanh bao gồm cơ cấu điều khiển, ắc quy năng lợng, cơ cấu
truyền dẫn, cơ cấu chấp hành.
Cơ cấu phanh là thiết bị dùng để trực tiếp tạo ra và thay đổi lực cản nhân
tạo để phanh xe. Các hệ thống công tác, phanh dừng, phanh dự trữ sử dụng cơ
cấu phanh loại ma sát. ở đây lực cản nhân tạo đợc tạo ra nhờ ma sát thay đổi
giữa phần quay và phần không quay. Phần quay đợc liên kết cứng với bánh xe
ôtô.
1.2.1 Cơ cấu phanh:
1.2.1.1 Kết cấu chung:
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe (hoặc
trục các đăng).
Hiện nay cơ cấu phanh loại tang trống với các guốc phanh bố trí bên trong

đợc sử dụng rộng rãi. ở một số xe con ngời ta sử dụng loại phanh đĩa có hai
má phanh kẹp hai bên. Ngoài những yêu cầu chung cơ cấu phanh còn có yêu cầu
riêng nh mômen phanh phải lớn. Luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế
độ phanh thay đổi (tốc độ xe, số lần phanh, nhiẹt độ môi trờng).
1.2.1.2
Cơ cấu phanh tang trống (phanh guốc) :
1. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, các lực dẫn động
bằng nhau.
Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía có lực dẫn động
bằng nhau đợc thể hiện trên Hình 1.1. Trong đó guốc phanh sử dụng xi lanh
thuỷ lực để ép guốc phanh vào trống phanh.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
7
Cấu tạo Chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí vòng
đệm lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dới,
khe hở phía trên đợc điều chỉnh bằng cam lệch tâm.
Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo dỡng sửa chữa.
Nhợc điểm: Má phanh trớc chịu đụng ma sát nhiều hơn má phanh sau. Sở
dĩ nh vậy là vì mômen ma sát ở trên guốc phanh trớc có xu hớng cờng hoá
cho lực dẫn động, còn guốc sau có xu hớng chống lại lực dẫn động. Khi xe
chuyển động lùi sẽ có hiện tợng ngợc lại. (Vì vậy khi chế tạo phải chế tạo má
phanh trớc dài hơn má phanh sau)
Phạm Vi sử dụng: Thờng đợc sử dụng nhiều cho xe có tải trọng vừa và
nhỏ.

2. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có
dịch chuyển góc nh nhau.
Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía có dịch chuyển góc
bằng nhau đợc thể hiện trên hinh 1.2 Trong đó guốc phanh sử dụng loại cam ép
để ép guốc phanh vào trống phanh.
Hình 1.1: Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về một
phía, các lực dẫn động bằng nhau
1. Cam lệch tâm; 2. Chốt lệch tâm.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
8
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 dới. Để
điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố rtrí tại cơ cấu trục vít
bánh vít nhằm thay đổi vị trí của cam ép và chốt lệch tâm ở vị trí cố định.

Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo dỡng sửa chữa.
Nhợc điểm: Kích thớc lớn giá thành cao.
Phạm vi sử dụng: Thờng sử dụng cho xe có tai trọng vừa và lớn.
2 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng
nhau.
Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng
nhau đợc thể hiện trên Hình 1.3. 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.
Hình 1.2: Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về
một phía, các guốc phanh có dịch chuyển góc nh nhau
1. Cam quay; 2. Lò Xo; 3. Trống phanh;
5. Chốt lệch tâm; 6. Bầu phanh;
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
9
Mỗi guốc phanh đợc lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có

vòng đệm lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dới của má phanh với trống
phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xilanh bánh xe nhờ guốc phanh.khe hở
phía trên giữa má phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng cơ cấu tự động
điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xilanh bánh xe.có một số loại xe đợc
điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh bằng cam lệch tâm.Cơ cấu
loại này thờng có dẫn động bằng thuỷ lực.















Ưu điểm: Hiệu quả phanh khi ôtô chuyển động tiến tăng hơn.
Khuyết điểm: Kết cấu khá phức tạp, bảo dỡng sửa chữa khó.
Phạm vi sử dụng: Thờng bố trí ở cầu trớc của ô tô du lịch và ô tô tải
nhỏ.
4. Cơ cấu phanh guốc loại bơi:

Hình 1.3: Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về
hai phía, các lực dẫn động bằng nhau.
1. ống nối; 2.Vít xả khí; 3. Xi lanh bánh xe; 4. Má phanh;

5. Phớt làm kín; 6. Pittông; 7. Lò xo guốc phanh; 8 .Tấm chặn;
9. Chốt guốc phanh; 10. Mâm phanh.

Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
10
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 trợt (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 đợc tựa trên mặt tựa di trợt trên phần
vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trợt của pittông. Cơ cấu phanh loại
này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
Loại hai mặt tựa tác dụng kép:
ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi

guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này
đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc phanh trớc và sau bằng nhau.
Nhợc điểm: Kết cấu phức tạp khó chế tạo.
Phạm vi sử dụng: Thờng sử dụng cho xe tải vừa.
5. Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa:

Hình 1.4: Cơ cấu phanh guốc loại bơi
a. Loại 2 mặt tựa tác dụng đơn
b. Loại 2 mặt tựa tác dụng kép
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
11
Cơ cấu phanh guốc tự cờng hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc
phanh thứ nhất sẽ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
Có hai loại cơ cấu phanh tự cờng hóa: cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng
đơn (Hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép (Hình 1.5.b).








Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn:

Cơ cấu phanh guốc tự cờng hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc
phanh thứ nhất sẽ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
Có hai loại cơ cấu phanh tự cờng hóa: cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng
đơn (Hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép (Hình 1.5.b).
Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh
đợc liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trợt của một cơ cấu điều chỉnh di
động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một đợc tựa vào mặt tựa di trợt
trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trợt 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 thờng đợc bố trí ở các
bánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép:
Hình 1.5: Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
12
Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh
đợc tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai Pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ
cấu phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ
đến trung bình.
Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc trớc và sau bằng nhau
Nhợc điểm: Kết câu khó phức tạp, khó chế tạo
Phạm vi sử dụng: Thờng đợc sủ dụng cho xe tải vừa
1.2.1.3 Cơ cấu phanh đĩa:
Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên Hình 1.6.
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
Một đĩa phanh đợc 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 đợc đặt ở hai bên của đĩa phanh và đợc dẫn
động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;












Ưu điểm của phanh đĩa:
a) Loại
g
iá đỡ cố định
b) Loại
g
iá đỡ di độn
g

Hình 1.6: Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
13

Phanh đĩa đợc dùng phổ biến cho xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp ở cầu
trớc. Ngày nay, phanh đĩa đợc dùng cho cả cầu trớc và cầu sau vì các u
điểm chính sau:
- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng.
- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong
sản xuất.
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanh
kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều đó giúp cho các bánh xe bị
phanh làm việc ổn định, nhất là ở tốc độ cao.
- Khối lợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng các khối lợng các chi
tiết không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đờng của xe.
- Khả năng thoát nhiệt ra môi trờng bên ngoài là dễ dàng.
- Thoát nớc tốt: Do nớc bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly
tâm nên tính năng phanh đợc phục hồi trong một thời gian ngắn.
- Không cần điều chỉnh phanh.
Nhợc điểm của phanh đĩa:
- Nhợc điểm của phanh đĩa là khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh
không đợc che đậy kín, bụi bẩn sẽ lọt vào khe hở giữa má phanh và đĩa
phanh khi ôtô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa đĩa phanh và má phanh
khi phanh, phanh sẽ kém hiệu quả.
- Má phanh phải chịu đợc ma sát và nhiệt độ lớn hơn. Phanh đĩa có tiếng kêu
rít do sự tiếp xúc giữa đĩa phanh và má phanh.
- Lực phanh nhỏ hơn.
Phạm vi sử dụng:
Phanh đĩa đợc sử dụng trên nhiều loại ô tô con, trong đó chủ yếu là cơ cấu
phanh trớc.
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
1. Loại giá đỡ cố định (Hình 1.7) :
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng

SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
14
Loại này, giá đỡ đợc 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 Pittông, mà một đầu
của nó luôn tì vào các má phanh. Một đờng dầu từ xi lanh chính đợc dẫn đến
cả hai xi lanh bánh xe.








2. Loại giá đỡ di động (hình 1.8):
ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trợt ngang đợc trên một
số chốt bắt cố định trên dầm cầu. Trong giá đỡ di động ngời ta chỉ bố trí một xi
lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện
đợc gá trực tiếp nên giá đỡ.

Hình 1.7: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.
Chuyển động

áp suất thuỷ lực

Giá di động
Pittôn
g
Má phanh

Đĩa phanh

Giá dẫn hớng
Hình 1.8: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.

áp suất thuỷ lực

Giá cố định
Đĩa phanh

Má phanh

Pittông

Giá bắt
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
15

Phạm vi sử dụng: Phanh đĩa có giá xylanh di động đợc dùng trên đa số các
xe ôtô du lịch ngày nay do chỉ bố trí một bên xylanh nên tăng diện tích đợc làm
cho đĩa phanh, tránh hiện tợng sôi dầu khi phanh liên tục.
3. Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh.
Trong cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh đợc điều
chỉnh tự động. Trong đồ án của em dùng phơng pháp điều chỉnh bằng sự biến
dạng của phớt (vành khăn) làm kín.
3
1
2




Nguyên lý hoạt động: Vành khăn có tác dụng bao kín dầu áp suất cao trong
khoảng giữa piston và xy lanh công tác. Rãnh chứa vành khăn có tiết diện hình
thang đáy lớn nằm trên phần tiếp xúc với piston. Khi piston dịch chuyển do ma
sát giữa piston và vành khăn lớn, nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh. Khi
thôi phanh vành khăn kéo piston về vị trí ban đầu và hết biến dạng. Nếu khe hở
giữa má phanh và đĩa phanh quá lớn, sự biến dạng của vành khăn không đủ đảm
bảo sự dịch chuyển của Piston, vành khăn sẽ bị trợt trên Piston. Khi thôi phanh
Piston chỉ trở về biến dạng của vành khăn. Do vậy Piston nằm ở vị trí mới so với
xylanh.
1.2.1.4. Cơ cấu phanh dừng:
Hình 1.8.C: Sự điều chỉnh giữa khe hở má phanh và đĩa phanh.
1. Xilanh công tác; 2. Vành Khăn; 3. Píttông;
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44

16
Phanh dừng đợc dùng để dừng (đỗ xe) trên đờng dốc hoặc đờng bằng.
Nói chung hệ thống phanh này đợc sử dụng trong trờng hợp ôtô đứng yên,
không di chuyển trên các loại đờng 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
đợc bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đợc điều khiển
bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.















Hình 1.9: Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng

SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
17
1.2.1. dẫn động phanh:
1.2.2.1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí:
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.
Dẫn động cơ khí ít khi đợc 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 không nh 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 không sử
dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng.












Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 đợc truyền
qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các
guốc phanh, vị trí của cần phanh tay 1 đợc định vị bằng cá hãm trên thanh răng
2.
Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng
vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài (Với các dẫn động
khác không có đợc vì giữ phanh lâu dài áp suất dầu, khí nén đều bị giảm).
Hình 1.10: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.

1. Tay phanh; 2. Thanh dẫn; 3. Con lăn dây cáp ; 4. Dây Cáp 5. Trục;
6. Thanh kéo; 7. Thanh cân bằng; 8, 9. Dây cáp dẫn động phanh;
10. Giá; 11, 13. Mâm phanh; 12. Xilanh phanh bánh xe;
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
18
Nhợc điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là có hiệu quả phanh nhỏ, muốn
có lực phanh lớn cần lực của ngời lái rất lớn. Mặt khác số lợng các khớp nối,
gối tựa trong dẫn động lớn nên hiệu suất của dẫn động giảm do tổn hao cho ma
sát, việc điều chỉnh trong sử dụng phứ tạp.
Phạm vi sử dụng: Thờng sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay)
1.2.2.2. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực:
ở dẫn động phanh thuỷ lực,lực tác dụng từ bàn đạp đợc truyền đến cơ cấu
phanh bằng chất lỏng (chất lỏng đợc coi nh không đàn hồi khi ép).
Nguyên lý hoạt động của dẫn động thuỷ lực:









Khi không phanh: Lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp
suất thấp nằm chờ trên đờng ống.
Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp 1, qua thanh đẩy sẽ tác động vào Pittông
nằm trong xylanh 2, ép dầu trong xylanh chính 2 đi đến các đờng ống dẫn 5.

Chất lỏng với áp suất cao (khoảng 5 ữ 8 Mpa) sẽ tác dụng vào các Pitông ở
xylanh bánh xe 3 và Pitông ở cụm má phanh 7. Hai pitông này thắng lực lò xo
đẩy các guốc phanh 4 ép sát vào trống phanh thực hiện phanh, hay ép sát má
phanh vào thực hiện quá trình phanh.
Khi thôi phanh ngời lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ ép
dầu từ xilanh bánh xe 3, và xylanh phanh đĩa về xilanh chính 2.
Hình 1.10: Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
19
Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh. áp suất
trong sơ đồ dẫn động đợc truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là nh nhau,
khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xi lanh công tác. Khi tăng
lực tác dụng lên bàn đạp phanh, và tất nhiên là lực tác dụng lên piston xi lanh
phanh chính, áp suất trong dẫn động và lực đẩy lên má phanh sẽ tăng lên. Do vậy
dẫn động phanh thuỷ lực tác bảo đảm đợc sự làm việc đồng thời 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.
Ưu điểm của dẫn đông phanh dầu
Có thể bảo đảm phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa
các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu tuỳ theo kích thớc xilanh
công tác.
Có kích thớc nhỏ gọn, hiệu suất truyền động cao, độ nhay tốt.
Có tính thống nhất hoá tốt nghĩa là có thể sử dụng trên nhiều loại ô tô khác
nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
Nhợc điểm của dẫn động phanh thuỷ lực
Khi cần lực đẩy lên guốc phanh lớn thì lực đẩy phải cao
Do tỷ số giữa kích thớc ở xilanh công tác và xilanh chính bị hạn chế, dẫn tới

làm tăng lực tác dung lên bàn đạp.
Khi hệ thống có chỗ nào h hỏng thì cả hệ thống phanh sẽ không làm việc.
Phạm vi sử dụng: áp dụng trên xe có tải trọng không lớn
Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của
mạch dẫn động ngời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
1. Dẫn động một dòng
Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đờng
dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe. Dẫn động một
dòng có kết cấu đơn giản nhng độ an toàn không cao. Vì một lý do nào đó, bất
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
20
a b
kỳ một đờng ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò 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 ngời ta hay sử dụng dẫn động thuỷ lực hai dòng.









2. Dẫn động hai dòng (Hình 1.11):

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đờng dầu
độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập ngời 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 phơng án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệu
hai phơng án tiêu biểu thờng đợc sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình a và
b.
6
5
6
5
1
2
4
3
4
3
Hình 1.11.a : Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực dẫn động một dòng
1. Bàn đạp phanh; 2. Xilanh phanh chính;
3, 5. Cơ cấu phanh bánh trớc, sau; 4, 6 Guốc phanh;
H
ì
nh 1.11.b: Dẫn đ
ộ

n
g
hai dòn
g

Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
21
ở sơ đồ hình a thì một dòng đợc dẫn động ra hai bánh xe cầu trớc còn một
dòng đợc dẫn động ra hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một trong hai
dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra
cầu trớc bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất
hiện ở hai bánh sau khi phanh.
ở sơ đồ hình b thì một dòng đợc dẫn tới một bánh xe phía trớc và một
bánh xe phía sau so le nhau, còn một dòng đợc dẫn tới hai bánh xe so le còn lại.
Trong trờng hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và
lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trớc và sau.
1.2.2.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén:

Hình 1.12: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén
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 toàn; 7. Bình chứa khí; 8. Van phân phối;
9. Bầu phanh; 10. Cam phanh; 11. Lò xo cơ cấu phanh; 12. Guốc Phanh.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
22
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực có u điểm êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao
nhng lực điều khiển trên bàn đạp không thể giảm nhỏ do tỉ số truyền của dẫn
động thuỷ lực có giới hạn.
Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ôtô tải trung bình và lớn ngời
ta thờng sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén. Trong dẫn động phanh bằng
khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân phối
còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh
thực hiện.
Nhợc điểm của hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén:
Chế độ làm việc phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ đốt trong
Độ nhạy kém so với dẫn động phanh bằng thuỷ lực
Kết cấu cồng kềnh do có nhiều cụm có kíhc thớc lớn.
Phạm vi sử dụng: Sử dụng rộng rãi trên các xe ôtô vận tải hạng nặng và các

xe kéo moóc.
1.2.2.4 Dẫn động phanh chính bằng khí nén thủy lực:
Dẫn động bằng thuỷ lực có u điểm độ nhạy cao nhng hạn chế là lực điều
khiển trên bàn đạp còn lớn. Ngợc lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có u
điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhng độ nhạy kém (thời gian chậm tác
dụng lớn do khí bị nén khi chịu áp suất).
Để tận dụng u điểm của hai loại dẫn động trên ngời ta sử dụng hệ thống
dẫn động phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén .
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 dòng dầu đến các xi lanh
bánh xe phía trớc 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 hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm
việc nh trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
23
Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và
nguyên lý làm việc nh trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.
Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van
kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.

Ưu điểm của hệ thống phanh thuỷ khí kết hợp
Phần dẫn động thuỷ lực có kich thớc nhỏ gọn, trọng lơng nhỏ, bảo đảm
đợc độ nhạy của hệ thống cao, phanh đồng thời tất cả các bánh xe.
Phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng, đồng thời bảo đảm khả năng tuỳ
động và khả năng điều khiển phanh rơ moóc.
Nhựơc điểm của hệ thống phanh thuỷ khí kết hợp
Kết cấu phức tạp, giá thanh cao, toàn bộ hệ thống phanh ngừng làm việc khi
hệ thống khí nén hỏng.
Khối lợng công việc chăm sóc bảo dỡng tăng lên.
Van phanh
X
ả
r
a
n
goà
i
Bình khí
Bình
chứa
Má
y

nén khí
Xi lanh
Bình
chứa
Xi lanh bánh
Xi lanh
Trốn
g

phanh
Trốn
g

phanh
Guốc
phanh
Guốc
phanh
Bánh xe trớc Bánh xe
Đờn
g
khí
Đờn
g
dầu
Xi lanh bánh
Hình 1.13: Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợp