thiết kế hệ thống phanh xe du lịch dựa trên xe tham khảo là xe toyota

Đồ áN TốT NGHIệP
Lời nói đầu
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,
đặc biệt là đối với các nớc có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng lới
giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển
nhất thiết phải phát triển mạng lới giao thông vận tải.
Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đờng bộ
đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lợng hàng và ngời đợc vận chuyển trong nội địa
bằng ôtô.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát
triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ôtô đã
có sự phát triển vợt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con ngời. 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 toàn cho ng-
ời và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu
bảo đảm an toàn nh: cảI tiến cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí trong đó cơ
cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải
đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; để
nâng cao đợc năng suất vận chuyển ngời và hàng hoá là điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ Thiết kế hệ thống phanh xe du lịch dựa trên xe
tham khảo là xe TOYOTA. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dới sự hớng dẫn, chỉ
bảo nhiệt tình của thầy Phạm Hữu Nam và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã
giúp em hoàn thành đợc đồ án của mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm
Hữu Nam cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
1
Đồ áN TốT NGHIệP
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh.
I. Công dụng, phân loại, yêu cầu.

I.1 Công dụng.
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết
nào đấy hoặc dừng hẳn ôtô.
- Giữ cho ôtô dừng hoặc đỗ trên đờng dốc.
I.2 Phân loại.
I.2.1 Theo công dụng.
Theo chức năng hệ thống phanh đợc chia thành các loại sau:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân).
- Hệ thống phanh phụ.
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay).
- Hệ thống chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ).
I.2.2 Theo kết cấu cơ cấu phanh.
Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh đợc chia thành hai loại
sau:
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc.
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
I.2.3 Theo dẫn động phanh.
Theo dẫn động phanh thì hệ thống phanh đợc chia thành:
- 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;
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
2
Đồ áN TốT NGHIệP
- Hệ thống phanh dẫn động có cờng hóa.
I.2.4 Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh.
Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ
thống phanh với bộ điều hoà lực phanh
I.2.5 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 phanh ABS).
I.3 Yêu cầu của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- 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 để đảm bảo sự ổn định chuyển động
của ôtô
- 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 để đảm bảo sử dụng hết trọng lợng bám của xe khi phanh ở các cờng độ khác
nhau.
- Không có hiện tợng tự xiết phanh
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt
- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao nhất có thể và ổn
định trong điều kiện sử dụng
- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe
- Có khả năng phanh khi ôtô dừng trong thời gian dài.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
3
Đồ áN TốT NGHIệP
II. Cấu tạo chung của hệ thống phanh.
Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô đợc mô tả trên hình sau:
Hình I.1. Hệ thống phanh trên Ô tô.
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:
- Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh đợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi
phanh trên ôtô.

- Dẫn động phanh:
Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn
đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén
hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví
dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn
cơ khí. Nếu là dẫn động thuỷ 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.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
4
Đồ áN TốT NGHIệP
III. Cơ cấu phanh.
Trên ô tô thờng có 2 loại:cơ cấu phanh guốc và cơ cấu phanh đĩa.
Nhng phanh đĩa ngày càng đợc sử dụng nhiều trên ôtô hơn là phanh guốc
đặc biệt là các lọai xe con có tốc độ cao vì nó có các u điểm sau:
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh (ma sát) ổn định khi hệ số
ma sát thay đổi, hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống. Điều này giúp cho bánh xe bị
phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao.
- Khối lợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng khối lợng của các chi
tiết không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đờng của các bánh xe.
- Khả năng thoát nhiệt ra môi truờng dễ dàng.
- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát.
- Công nghệ chế tạo gặp ít khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành
trong sản suất.
- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa
phanh.
Từ các u điểm trên của phanh đĩa mà xe cần thiết kế là xe du lịch 4 chỗ
ngồi nên ta chọn cơ cấu phanh là cơ cấu phanh đĩa.
Sau đây là một số loại phanh đĩa thờng gặp:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
5

Đồ áN TốT NGHIệP
Phanh đĩa có hai loại: loại vỏ quay và loại đĩa quay.
III.1 Phanh đĩa loại có giá đỡ xy lanh đi động (đĩa quay): Hình I.4 .b
Đĩa phanh đợc bắt chặt với moayơ bánh xe nhờ các bu lông. Có hai tấm
ma sát (guốc phanh )đợc lắp vào càng phanh, càng phanh đồng thời là xi lanh
phanh. Khi ngời lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì dầu phanh từ xi lanh
chính với áp suất cao đợc đa vào xi lanh chính làm pittông đẩy má phanh ép vào
đĩa phanh, đồng thời với áp suất dầu cao làm cho càng phanh đợc đẩy với chiều
lực đẩy ngợc lại, làm càng phanh trợt trên chốt trợt ép má phanh còn lại vào tấm
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
6
a)
b)
HìnhI.4
a) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh đặt cố định.
b) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh di động.
1. Đĩa phanh , 2 . Giá đặt xylanh , 3 . má phanh , 4 .
Piston .
Đồ áN TốT NGHIệP
ma sát và thực hiện quá trình phanh. Khi ngời lái nhả phanh làm áp suất dầu
trong xi lanh chính giảm dầu phanh từ xi lanh bánh xe hồi về xi lanh
chính.Pittông và càng phanh đợc hồi về vị trí ban đầu dới tác dụng của phớt
pttông (cao su). Do khe hở phanh đợc điều chỉnh tự động bởi phớt pittông nên
khe hở phanh không cần phải điều chỉnh bằng tay.
III.2 Phanh đĩa loại có giá đỡ xy lanh cố định (vỏ quay): Hình I.4a
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.
IV. Dẫn động phanh.

Trên ô tô hiện nay có rất nhiều kiểu dẫn động nh :dẫn động cơ khí ,dẫn
động thuỷ lực ,dẫn động khí nén ,dẫn động thuỷ lực kết hợp khí nén.
Dẫn động bằng cơ khí hiện nay chỉ đợc sử dụng ở cơ cấu phanh tay ,dẫn
động khí nén và thuỷ lực kết hợp với khí nén đợc sử dụng trên ô tô tải trung bình
và lớn .Xe cần thiết kế hệ thống phanh là xe du lịch 4 chỗ không đòi hỏi lực bàn
đạp lớn nắm và xe có tốc độ cao nên chọn dẫn động phanh bằng thủy lực vì dẫn
động phanh thủy lực tác động phanh nhanh, dễ dàng bố trí trên ôtô.Dẫn động
phanh bằng thuỷ lực có đặc điểm sau:
ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất
lỏng đợc coi nh không đàn hồi khi ép).
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).
Dẫn động phanh dầu có u điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do
dầu không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhợc điểm là tỉ số truyền của dẫn động
dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh. Vì vậy hệ
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
7
Đồ áN TốT NGHIệP
thống phanh dẫn động thuỷ lực thờng đợc sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải
nhỏ.
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.
a/ 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 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.

1. Bánh xe

2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Bàn đạp
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
8
Đồ áN TốT NGHIệP
b/ 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").
Hiện nay dẫn động hai dòng đợc dùng nhiều do nó có những u điểm hơn hẳn loại
dẫn động một dòng.

1. Bánh xe
2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Bàn đạp
V.Trợ lực phanh:
Để giảm lực bàn đạp cho ngời lái trên hệ thống phanh xe lắp thêm bộ trợ
lực.Có rất nhiều loại trợ lực,sau đây là một số loại trợ lực:
*Trợ lực cờng hoá bằng khí nén.
Ưu điểm:
- Lực cờng hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 57 KG/cm
2
. Bảo đảm
đợc quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .
Nhợc điểm:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47

9
Đồ áN TốT NGHIệP
- Số lợng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức tạp, cồng
kềnh , động cơ phải kèm theo máy nén khí , giá thành cao.
*Trợ lực cờng hoá bằng chân không.
Ưu điểm:
Tận dụng đợc độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp khi động cơ làm
việc mà không ảnh hởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo đợc trọng tải
chuyên chở và tốc độ khi ôtô chuyển động. Ngợc lại khi phanh có tác dụng làm
cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ
chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao. Bảo đảm đợc quan hệ tỷ giữa lực
bàn đạp và với lực phanh .So với phơng án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì
kết cấu bộ cờng hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thớc gọn nhẹ,dễ chế
tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe.
Nhợc điểm:
Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm
2
, áp suất khí trời là 1
KG/cm
2
, do đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cờng hoá không lớn. Muốn có
lực cờng hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thớc của bộ cờng
hoá tăng lên. Phơng án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xe
vận tải, xe khách có tải trọng nhỏ và trung bình.
*Cờng hoá chân không kết hợp với thuỷ lực.
Ưu điểm: Tận dụng đợc độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp. Bảo đảm đợc
quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .
Nhợc điểm: Kết cấu phức tạp , phải cần thêm xilanh thuỷ lực .
* Cờng hoá bằng năng lợng điện từ.
Ưu điểm: Có thể thiết kế đồng hoá cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi phần lập

trình.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
10
Đồ áN TốT NGHIệP
Nhợc điểm: Giá thành cao.
Từ những phân tích u nhợc điểm đã nói ở trên nhận thấy , phơng án trợ
lực cờng hoá bằng chân không là phơng án có tính kinh tế hơn hẳn vì những lí do
sau :
- Bộ trợ lực chân không mà phơng án đa ra có kết cấu đơn giản nhất ,
không phức tạp nh trợ lực khí nén với quá nhiều các cụm chi tiết nh van phanh ,
máy nén khí , bì hợp thuỷ lực . Điều này cho phép hạ giá thành sản xuất và tạo
thuận lợi cho việc bảo dỡng sửa chữa .
- Với lực bàn đạp nhỏ ta hoàn toàn có thể thiết kế đợc một bộ trợ lực có
kích thớc nhỏ ,từ đó có thể có nhiều phơng án bố trí .
- Do sử dụng độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp khi động cơ làm
việc nên không ảnh hởng đến công suất của động cơ , khác với trợ lực khí nén
phải trích công suất động cơ để dẫn động máy nén khí nên gây tổn hao công suất
động cơ . Hơn nữa việc sử dụng độ chất không còn làm tăng hiệu quả phanh vì khi
phanh sẽ làm hệ số nạp giảm do đó công suất của động cơ có giảm , lúc đó tốc độ
của ôtô sẽ chậm lại một ít
Kết luận chung:
Xe cần thiết kế hệ thống phanh là xe du lịch 4 chỗ có tốc độ cao nên chọn dẫn
động phanh bằng thủy lực vì dẫn động phanh thủy lực tác động phanh nhanh, dễ
dàng bố trí trên ôtô. Với cầu trớc và cầu sau chọn cơ cấu phanh đĩa loại có giá đỡ
xy lanh di động vì loại này có u điểm:
- Chất lỏng chỉ đa vào một xy lanh, bởi vậy tăng diện tích cho không khí
luồn vào làm mát cho đĩa phanh và má phanh tránh đợc hiện tơng sôi dầu khi
cần phanh liên tục.
- Kết cấu đơn giản hơn loại phanh đĩa có giá cố định, tạo điều kiện hạ
giá thành của cụm chi tiết cơ cấu phanh

NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
11
Đồ áN TốT NGHIệP
Để tính toán hệ thống phanh cho xe con ta tiến hành theo các bớc là:
-tính cơ cấu phanh bao gồm:tính toán đĩa phanh,tấm ma sát,đờng kính xi
lanh công tác
-Tính toán dẫn động phanh:tính xi lanh chính,hành trình bàn đạp,trợ lực

NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
12
Đồ áN TốT NGHIệP
Chơng 2: Tính toán thiết kế cơ cấu phanh
Bảng các thông số kỹ thuật của xe (lấy theo xe tham khảo):
Thông số Đơn vị
Kích thớc và khối lợng
Dài/Rộng/Cao mm 4825/1810/1515
Chiều dài cơ sở mm 2720
Tọa độ trọng tâm xe:
a
b
hg
mm
1224
1496
620
Khối lợng không tải kg 1505
Khối lợng toàn tải kg 2010
Phân bố khối lợng khi đầy tải kg Cầu trớc/cầucsau:
1105,5/904,5
Lốp 215/60 R16

I.Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh thiết kế.

1. Bánh xe
2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Trợ lực phanh
6. Bàn đạp
7. Bộ điều hoà lực phanh
II. Tính toán, thiết kế cơ cấu phanh.
Trọng lợng phân bố lên cầu trớc và cầu sau:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
13
Đồ áN TốT NGHIệP
1
55% 2010 0,55 9.81 10844,96( )G G N
= ì = ì ì =
2
45% 8873,14( )G G N= ì =
Xe sủ dụng lốp có ký hiệu: 215/60 R16
Bán kính thiết kế của lốp xe:

215 8 25, 4 418, 2
2
o
d
r B mm= + = + ì =
Bán kính lăn trung bình:
0,93 418, 2 388,926 0,39
b o

r r mm m

= ì = ì =
Trong đó:

: là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp
Với lốp áp suất thấp thì

= 0,93
Bán kính lắp vành:
8 25,4 203, 2
2
d
r mm= = ì =
II.1 Xác định mô men cần thiết ở các cơ cấu phanh
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh
tính toán cần sinh ra ở mỗi bánh xe cơ cấu phanh ở cầu trớc là:
bxp
r
Gm
M
ìì
ì
=

2
11
1
(1)
Và mô men tại mỗi bánh xe cầu sau là:

bxp
r
Gm
M
ìì
ì
=

2
22
2
(2)
Trong đó:
m
1
, m
2
: Hệ số phân bố lại trọng lợng khi phanh ở cầu trớc và cầu sau.
bg
hj
m
g
ì
ì
+=
max
1
1
=
6,86ì0,62

1+ 1,29
9,81ì1,496

NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
14
Đồ áN TốT NGHIệP
ag
hj
m
g
ì
ì
=
max
2
1
=
6,86 0,62
1 0, 64
9,81 1, 224
ì

ì

a - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu trớc:
a = 1,224(m)
b - Khoảng cách từ trọng tâm xe tới tâm cầu sau:
b = 1,496 (m)
h
g

- Chiều cao trọng tâm xe: h
g
= 0,62(m)
g - Gia tốc trọng trờng: g = 9,81(m/s
2
)

- Hệ số bám của bánh xe với mặt đờng

= 0,7
max
j
- Gia tốc chậm dần lớn nhất khi phanh
max
j
=

.g = 6,86 (m/s
2
)
r
bx
- Bán kính lăn của bánh xe ta có: r
bx
= 0,388 m
Thay các gía trị trên vào (1) và (2) ta có:
Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trớc là :

1
1, 29 10844,96

0,7 0,39 1909,79( )
2
p
M Nm
ì
= ì ì =
Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh sau là:
2
0,64 8873,14
0,7 0,39 781,73( )
2
p
M Nm
ì
= ì ì =
II.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh.
II.2.1 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh trớc:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
15
Đồ áN TốT NGHIệP
II.2.1.1 Xác định kích thớc của đĩa phanh.
Đĩa phanh phải có kích thớc đảm bảo cho việc tháo lắp dễ dàng khi có
sửa chữa và đĩa phải có không gian thoáng giúp cho việc tản nhiệt của đĩa phanh
đợc nhanh chóng và đĩa phải có khối lợng nhỏ nhng vẫn phải đảm bảo việc quan
trọng nhất là đạt đợc hiệu quả phanh nh mong muốn.
Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của
đĩa phanh là R
ng
= 150 mm; bán kính trong của đĩa phanh R
tr

= 85 mm.
II.2.1.2 Xác định kích thớc má phanh.
+ Má phanh có dạng nh hình vẽ
Ta chọn kích thớc ngoài của má phanh R
2
= 145 mm.
Trong quá trình xe chạy đĩa phanh quay còn má phanh đứng yên, khi
thực hiện qúa trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc của đĩa
phanh, khi đó có sự trợt giữa má phanh và đĩa phanh. Do đĩa phanh có hình tròn
nên vận tốc trợt ở mép trong của má phanh nhỏ hơn vận tốc trợt ở mép ngoài của
má phanh, do vậy phía trong của má phanh sẽ ít mòn hơn phía ngoài của má
phanh. Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính ngoài và
trong của má chênh lệch nhau càng lớn. Do vậy ta chọn bán kính trong của má
phanh R
1
= 95 mm. Ngoài ra má phanh còn phải có diện tích sao cho sự phân bố
áp lực lên má phanh nhỏ đảm bảo cho độ bền, tuổi thọ của má phanh do vậy ta
chọn góc ôm của má phanh x
0
= 60
0
.
II.2.1.3 Xác định đờng kính xilanh công tác.
Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay đợc xác định
nh sau:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
16
Đồ áN TốT NGHIệP
tbp
RQmM

ììì=
à
Trong đó:
m - Số đôi bề mặt ma sát. Chọn m = 2.
Q - Lực ép, ép má phanh vào với đĩa phanh.
à
- Hệ số ma sát.
à
=0,3.

R
tđ
- Bán kính trung bình tấm ma sát.

3 3
2 1
2 2
2 1
2
. 121, 7( )
3
td
R R
R mm
R R

= =

R
1

, R
2
là bán kính bên trong và bên ngoài của tấm ma sát
R
1

= 95(mm); R
2

= 145(mm);
1
1
1909,79
26146,61( )
2 2 0,3 0,121
p
tb
M
Q N
R
à
= = =
ì ì ì ì
Mặt khác:
n
d
pQ ìì=
4
2
1

01

n : Số lợng ống xilanh làm việc. Chọn n = 2.
p
0
: áp suất chất lỏng trong hệ thống. p
0

= 490,4
ữ
784,8 (N/cm
2
).
Chọn p
0

= 780 (N/cm
2
).
d
1
: Đờng kính xi lanh bánh xe.
1
1
0
4 4 26146,61
4,62 ( )
3,14 780 2
Q
d cm

p n

ì ì
= = =
ì ì ì ì
chn d
1
=47(mm).
II.2.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh sau:
II.2.2.1.Xác định kích thớc của đĩa phanh.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
17
Q Q
r
tb
Đồ áN TốT NGHIệP
Đĩa phanh phải có kích thớc đảm bảo cho việc tháo lắp dễ dàng khi có
sửa chữa và đĩa phải có không gian thoáng giúp cho việc tản nhiệt của đĩa phanh
đợc nhanh chóng và đĩa phải có khối lợng nhỏ nhng vẫn phải đảm bảo việc quan
trọng nhất là đạt đợc hiệu quả phanh nh mong muốn.
Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của
đĩa phanh là R
ng
= 150 mm; bán kính trong của đĩa phanh R
tr
= 87 mm.
II.2.2.2 Xác định kích thớc má phanh.
+ Má phanh có dạng nh hình vẽ
Ta chọn kích thớc ngoài của má phanh R
2

= 145 mm.
Trong quá trình xe chạy đĩa phanh quay còn má phanh đứng yên, khi
thực hiện qúa trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc của đĩa
phanh, khi đó có sự trợt giữa má phanh và đĩa phanh. Do đĩa phanh có hình tròn
nên vận tốc trợt ở mép trong của má phanh nhỏ hơn vận tốc trợt ở mép ngoài của
má phanh, do vậy phía trong của má phanh sẽ ít mòn hơn phía ngoài của má
phanh. Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính ngoài và
trong của má chênh lệch nhau càng lớn. Do vậy ta chọn bán kính trong của má
phanh R
1
= 105 mm. Ngoài ra má phanh còn phải có diện tích sao cho sự phân bố
áp lực lên má phanh nhỏ đảm bảo cho độ bền, tuổi thọ của má phanh do vậy ta
chọn góc ôm của má phanh x
0
= 60
0
.
II.2.2.3 Xác định đờng kính xilanh công tác.
Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay đợc xác định
nh sau:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
18
Đồ áN TốT NGHIệP
tbp
RQmM
ììì=
à
Trong đó:
m - Số đôi bề mặt ma sát. Chọn m = 2.
Q - Lực ép, ép má phanh vào với đĩa phanh.

à
- Hệ số ma sát.
à
=0,3.

R
tđ
- Bán kính trung bình tấm ma sát.

3 3
2 1
2 2
2 1
2
. 126,1( )
3
td
R R
R mm
R R

= =

R
1
, R
2
là bán kính bên trong và bên ngoài của tấm ma sát
R
1

= 105(mm); R
2

= 145(mm);
2
2
781,73
10340,34( )
2 2 0,3 0,126
p
tb
M
Q N
R
à
= = =
ì ì ì ì
Mặt khác:
2
1
2 0
4
d
Q p n

= ì ì
n : Số lợng ống xilanh làm việc. Chọn n = 2.
p
0

: áp suất chất lỏng trong hệ thống. p
0

= 490,4
ữ
784,8 (N/cm
2
).
Chọn p
0

= 500 (N/cm
2
).
d
2
: Đờng kính xi lanh bánh xe.
2
2
0
4 4 10340,34
2,91 ( )
3,14 780 2
Q
d cm
p n

ì ì
= = =
ì ì ì ì

chn d
2
=47(mm).
II.3.Tính công ma sát và áp suất trên bề mặt tấm ma sát:
+ Công ma sát riêng L xác định trên cơ sở má phanh thu toàn bộ động
năng của ôtô chạy với tốc độ khi bắt đầu phanh nh sau:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
19
Q Q
r
tb
Đồ áN TốT NGHIệP
Khi phanh ôtô đang chuyển động với vận tốc V
0
cho tới khi dừng hẳn
(V=0) thì toàn bộ động năng của ôtô có thể đợc coi là đã chuyển thành công ma
sát L tại các cơ cấu phanh:
[ ]
L
Fg
VG
L

ìì
ì
=

2
2
0

Với:
G =19718,1(N) là trọng lợng ôtô khi đầy tải;
V
max
= 50 (km/h) = 13,89 (m/s) là tốc độ của ôtô khi bắt đầu
phanh.
Gọi tổng diện tích các má phanh là F

ta có:

1 2
F F F

= +

Trong đó:

2 2
2 2
2 1
1 0 2 1 0
2 ( )
2 180 180
t t
t t
R R
F x R R x

ì ì
= ì ì ì = ì ì
ì

2 2
2 2
2 1
2 0 2 1 0
2 ( )
2 180 180
s s
s s
R R
F x R R x




ì ì
= ì ì ì = ì ì
ì
Trong đó:

NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
20
Đồ áN TốT NGHIệP
x
0
Góc ôm tấm ma sát. x

0
= 60
0
.

R
1t
, R
2t
Bán kính trong và ngoài má phanhtrớc.
R
1s
, R
2s
Bán kính trong và ngoài má phanh sau.
2 2 2 2
1
(145 95 ) 60 12560 125,6
180
F mm cm


= ì ì = =

2 2 2 2
2
(145 105 ) 60 10466,67 104,67
180
F mm cm

= ì ì = =
Vậy F

= 230,27 (cm
2
)
Vậy công ma sát riêng là:
2
2
2
0
19718,1 13,89
842,04 ( / )
2 2 9,81 230, 27
G V
L J cm
g F

ì
ì
= = =
ì ì ì ì
Vậy thỏa mãn điều kiện:
[ ]
)/(1000400
2
cmJLL
ữ=
+ áp suất trên bề mặt ma sát

áp suất trên bề mặt ma sát chính bằng lực ép ép má phanh vào với đĩa
phanh chia cho diện tích má phanh.
Lực ép má phanh trớc là:

1 1
26146,61 ( )P Q N
= =
Diện tích một má phanh là:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
21
Đồ áN TốT NGHIệP
2
1
125,6
62,8( )
2 2
F
F cm

= = =
Do đó áp suất trên bề mặt ma sát má phanh trớc là:
2
1
1
26146, 61
416,34 ( / )
62,8
P
q N cm
F

= = =
Lực ép má phanh sau là:

2 2
10340,34 ( )P Q N
= =
Diện tích một má phanh là:
2
2
104,67
52,335( )
2 2
F
F cm

= = =
Do đó áp suất trên bề mặt ma sát má phanh sau là:
2
2
2
10340,34
197,58 ( / )
52,335
P
q N cm
F
= = =
Từ kết quả trên ta thấy tấm ma sát đủ bền.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
22

Đồ áN TốT NGHIệP
II.4. Tính bền chốt dẫn hớng:

Lực ép giữa má và đĩa phanh cực đại là :
max
26146, 61P N=
Với mỗi cơ cấu phanh ta có 4 chốt do đó lực tác dụng lên mỗi chốt:
max
max
.
26146,61 0,3
1961
4 4
i
P
P N
à
ì
= =
Với kích thớc tham khảo của chốt là:
Đờng kính chốt :
cmd 1
=
Chiều dài tiếp xúc của chốt với càng phanh:
cml 3
=
Và chốt đợc làm chủ yếu từ thép 30.
Trong mỗi cơ cấu phanh đĩa thờng bố trí 4 chốt, do đợc bố trí đối xứng nên trong
mỗi quá trình phanh thì lực phanh tác động lên mỗi chốt là không khác nhau
nhiều do vậy để dễ dàng trong tính toán ta coi 4 chốt chịu tải nh nhau.

Kiểm tra bền chốt theo điều kiện bền chịu cắt và chèn dập:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
23
Đồ áN TốT NGHIệP
[ ]
2 2 2
max
2 2
4
4 1961
2496,8 / 254,51 / 400 /
3,14 1
i
c
P
N cm KG cm KG cm
d


ì
= = = = =
ì
[ ]
2 2 2
max
1961
653,67 / 66,63 / 800 /
3
i
ch

P
N cm KG cm KG cm
l d

= = = = =
ì
Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt và chèn dập.


NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
24
Đồ áN TốT NGHIệP
Chơng 3: Thiết kế tính toán dẫn động phanh
I.Tính toán dẫn động phanh.
- Sơ đồ dẫn động phanh.

1. Bánh xe
2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Trợ lực phanh
6. Bàn đạp
7. Bộ điều hoà lực phanh
I.1 Xác định đờng kính làm việc của xy lanh bánh xe.
Đã đợc xác định ở trên
I.2 Chọn đờng kính xilanh chính D, kích thớc đòn bàn đạp l, l .
Để tạo lên áp suất p = 780 N/cm
2

thì cần phải tác dụng lên bàn đạp một

lực Q
Q =
2
.
.
4
D
p

.

1
.
'
l
l
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
25