Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho xe tải 11 tấn

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ôtô - máy kéo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nói
chung và giao thông vận tải nói riêng, nó quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát
triển của nền kinh tế của một quốc gia. Ngày nay các phương tiện vận tải ngày càng
phát triển hoàn thiện và hiện đại, đặc biệt là ngành ôtô đã có những vượt bậc đáng kể.
Các thành tựu kỹ thuật mới như điều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn
cũng như các phương pháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ôtô.
Ở nước ta hiện nay, các xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là của nước ngoài, được
lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ, các loại xe trên
rất đa dạng về chủng loại mẫu mã cũng như chất lượng. Trong các loại xe trên thì xe tải
đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế đất nước. Xe tải phục vụ chủ
yếu trong các ngành khai khoáng, xây dựng,vận tải hàng hoá. Với đặc thù của địa hình
Việt Nam với 70% diện tích là đồi núi. Đường xá thường là khó khăn có nhiều dốc cao
và dài, trong khi đó xe lại thường xuyên chở quá tải. Do đó yêu cầu phải có một hệ
thống phanh tốt đảm bảo an toàn quá trình vận tải, đồng thời nâng cao được hiệu quả
phanh và độ ổn định khi phanh.
Trên cơ sở đó em được giao đề tài:
“Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho xe tải 11 tấn”.
Nội dung đề tài bao gồm:
- Tìm hiểu kết cấu hệ thống phanh trên ôtô.
- Lựa chọn phương án thiết kế.
- Tính toán, thiết kế hệ thống phanh.
- Quy trình công nghệ gia công chi tiết pittông khí dạng màng của bầu phanh
chính
1
Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Sau
hơn 15 tuần thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành công việc
yêu cầu của đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn ThS.Phạm Huy Hường và các
thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em
hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

Hà Nội, Ngày tháng năm 2012
Sinh viên thực hiện
Ngô Bình Trọng
2
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
Phanh là hệ thống an toàn chủ động quan trọng trên ô tô.
Sự phanh ô tô được tiến hành bằng cách tạo ra ma sát giữa phần quay và phần đứng yên
của các cụm chi liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh (guốc phanh) hay
giữa đĩa phanh với má phanh.
Sơ đồ bố trí hệ thống phanh trên xe ô tô:
Hình 1.1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống phanh trên ô tô
3
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1 Công dụng
- Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc độ chuyển động nào đó
hoặc dừng hẳn ô tô ở một vị trí nhất định. Thông thường quá trình phanh xe được tiến
hành bằng cách tạo ra ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe. Như vậy, động
năng chuyển động của xe được biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền
ra môi trường xung quanh.
1.1.2 Phân loại
Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh
 Theo đặc điểm điều khiển được chia thành:
- Phanh chính( phanh chân), dùng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe khi xe đang
chuyển động.
- Phanh phụ (phanh tay): dùng để giữ nguyên xe tại vị trí đỗ xe khi người lái rời
khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng.
- Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ): dùng để tiêu hao bớt 1
phần động năng của ô tô khi tiến hành phanh lâu dài.
 Theo kết cấu của cơ cấu phanh được chia ra:
- Cơ cấu phanh tang trống.

- Cơ cấu phanh đĩa.
- Cơ cấu phanh dải.
 Theo dẫn động phanh được chia thành:
- Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí.
- Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực.
- Hệ thống phanh dẫn động bắng khí nén.
- Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén.
- Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực.
 Theo mức độ hoàn thiện của cơ cấu phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi
phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh:
- Bộ điều chỉnh lực phanh( điều hòa lực phanh).
- Bộ chống hãm cứng bánh xe( hệ thống phanh có ABS).
4
Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh như hạn chế
trượt quay, ổn định động học ô tô… nhằm hoàn thiện khả năng cơ động, ổn định của ô
tô khi không điều khiển phanh.
1.1.3 Yêu cầu
Các yêu cầu cơ bản về kết cấu của hệ thống phanh:
- Phải nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào, khi tiến hành phanh gấp
thì phải đảm bảo quãng đường phanh là ngắn nhất (gia tốc phanh là cực đại).
- Hiệu quả phanh cao nhưng vẫn phải êm dịu để đảm khi phanh xe chuyển động
với gia tốc chậm dần đều để giữ chuyển động ổn định của xe.
- Điều khiển phanh nhẹ nhàng và thuận lợi đối với cả phanh chân và phanh tay.
- Hệ thống phanh cần đảm bảo độ nhạy trong phản ứng. Hiệu quả phanh không
thay đổi giữa các lần phanh.
- Đảm bảo tránh hiện tượng bó cứng phanh dần tới xe bị trượt lết trên đường.
- Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến nhau.
- Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh
hưởng tới sự làm việc, tuổi thọ của các chi tiết, cơ cấu xung quanh.

- Cơ cấu phanh phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế khi gặp hư hỏng.
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp
với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh.
- Có khả năng giữ ô tô đứng yên ngay cả khi trên nền đường dốc.
- Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống phanh trong mọi trường hợp sử dụng, ngay cả
khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng.
1.2 Sơ đồ cấu tạo chung hệ thống phanh
 Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả như sau:
5
Hình1.2 Hệ thống phanh trên ôtô
Qua sơ đồ cấu tạo cho chúng ta thấy trên hệ thống phanh bao gồm hai phần chính
+ Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tiêu hao động năng ôtô trong quá trình phanh.
Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi
phanh ôtô. Hiện nay thường dùng cơ cấu phanh dạng ma sát (khô hoặc ướt) tạo ra ma
sát giữa hai phần: quay và không quay.
+ Dẫn động phanh: là tập hợp các chi tiết dùng để truyền năng lượng từ cơ cấu điều
khiển đến các cơ cấu phanh và điều khiển quá trình truyền năng lượng này trong quá
trình truyền với mục đích phanh bánh xe với các cường độ khác nhau. Trên ôtô sử dụng
các phương pháp điều khiển trực tiếp hay gián tiếp.
Điều khiển trực tiếp là quá trình tạo tín hiệu điều khiển, đồng thời trực tiếp cung cấp
năng lượng cần thiết cho hệ thống phanh để thực hiện sự phanh. Năng lượng này trong
quá trình truyền với mục đích phanh xe với cường độ khác nhau.
Điều khiển gián tiếp là quá trình tạo nên tín hiệu điều khiển còn năng lượng do cơ
cấu khác đảm nhận.
1.2.1 Cơ cấu phanh
Trên xe ôtô người ta thường sử dụng cơ cấu phanh dạng tang trống hoặc cơ cấu
phanh đĩa.
a) Cơ cấu phanh tang trống
Cơ cấu phanh tang trống được phân chia phụ thuộc vào :
- Theo dạng bố trí guốc phanh: đối xứng qua trục đối xứng, đối xứng qua tâm

quay, các cơ cấu phanh tự lựa bơi, guốc phanh tự cường hoá.
- Theo phương pháp truyền năng lượng điều khiển: phanh thuỷ lực, phanh khí nén,
phanh tay
 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
6
Hình1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
- Trong hình 1.3a là cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục điều khiển bằng xi lanh khí
nén. Hình 1.3b là cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục điều khiển bằng xi lanh thủy
lực. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục được dùng phổ biến trên cơ cấu phanh của cầu
trước và cầu sau cho ô tô con, ô tô tải với hệ thống phanh thủy lực và khí nén.
- Cấu tạo chung của cơ cấu phanh này là hai chốt cố định có bố trí chốt lệch tâm để điều
chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên điều chỉnh
bằng trục cam ép( hình a ) hoặc bằng cam lệch tâm ( hình b ).
 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
7
Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
1. Ống nối; 5. Phớt làm kín;
2. Vít xả khí; 6. Piston;
3. Xilanh bánh xe; 7. Lò xo guốc phanh;
4. Má phanh; 8. Tấm chặn.
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.4 . Sự đối xứng qua
tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh
bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm.
Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có chốt lệch tâm
để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông
luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và
trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông
của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thuỷ
lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

8
Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di
trượt. Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi : loại mặt tựa tác dụng đơn( hình 1.5.a); loại hai
mặt tựa tác dụng kép (hình 1.5.b).
- Loại mặt tựa tác dụng đơn: Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di
trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của piston. Cơ cấu phanh
loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước 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 piston và cả
hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston. Cơ cấu phanh loại
này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
 Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa
9
Hình 1.6 Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa
Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ
nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai. Có hai loại cơ cấu phanh tự
cường hoá: cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn( hình 1.6.a ); cơ cấu phanh tự
cường hoá tác dụng kép( hình 1.6.b ).
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có
hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ
cấu điều chỉnh tự động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt
tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt di trượt của piston 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 thường được bố trí ở các bánh xe trước
của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
- Cơ cấu phanh tự cường tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép có hai
đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong một xi
lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và
ôtô tải nhỏ đến trung bình.
b) Cơ cấu phanh đĩa

10
 Các bộ phận cơ bản của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
Hình 1.7 Cơ cấu phanh đĩa
- 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 xi lanh bánh xe.
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các
piston của các xi lanh bánh xe.
 Phân loại:
11
Hình 1.8 Các loại phanh đĩa
- Loại giá đỡ di động : Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang
được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí
một xi lanh bánh xe với một pitông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện
được gá trực tiếp trên giá đỡ
- Loại giá đỡ cố định: Ở loại giá này giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ
bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông mà một
đầu của nó luôn tì vào má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai
xi lanh bánh xe.
c) Phanh tay
 Công dụng
Phanh dừng được dùng để dừng xe ( đỗ xe ) trên dốc hoặc trên đường bằng. Hệ thống
phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, khi người lái dời khỏi xe.
 Cơ cấu phanh tay
Về cấu tạo phanh dừng cũng bao gồm hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn
động phanh.
12
- 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 được bố trí
hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn

gọi là phanh tay.
 Phân loại
- Theo kết cấu của cơ cấu phanh: Loại phanh trống, loại phanh đĩa.
- Theo cách bố trí : Bố trí ở bánh xe, bố trí ở hệ thống truyền lực.
Hình 1.9 Các phương án bố trí phanh tay
1.2.2 Dẫn động phanh
Trên ô tô dẫn động phanh thường là thủy lực hoặc khí nén, cũng có khi kết hợp cả
thủy lực với khí nén…
a) Dẫn động phanh chính bằng thủy lực(dẫn động phanh dầu)
 Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực
13
Hình 1.10 Cấu tạo chung
Bao gồm các bộ phận chính:
1 Bàn đạp phanh.
2 Trợ lực phanh.
3 Xi lanh phanh chính.
4 Càng phanh đĩa.
5 Má phanh đĩa.
6 Đĩa phanh.
7 Phanh trống.
8 Má phanh guốc.
Cấu tạo gồm 3 phần chính: dẫn động phanh, cơ cấu phanh và trợ lực phanh. Dẫn
động bố trí trên khung xe gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính, đường dầu phanh. Cơ cấu
phanh đặt ở bánh xe gồm: xylanh phanh, guốc phanh, lò xo hồi vị, trống phanh( hoặc
đĩa phanh). Bộ trợ lực có tác dụng làm giảm nhẹ lực tác dụng của người lái lên bàn đạp
phanh.
 Nguyên lý làm việc
Khi phanh, người lái đạp lên bàn đạp phanh 1 qua hệ thống đòn bẩy đẩy piston
của xylanh phanh chính dịch chuyển đẩy dầu trong buồng xylanh và được dẫn động qua
14

đường ống. Dầu áp suất cao được đưa tới buồng của xylanh phanh của cơ cấu phanh,
dầu đẩy piston chuyển động đẩy hai guốc phanh có má phanh áp sát vào tang trống( ép
má phanh vào đĩa phanh ) thực hiện quá trình phanh bánh xe do trống phanh( đĩa
phanh ) gắn liền với moayơ bánh xe.
Khi thôi phanh, lò xo kéo hai má phanh về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo
các piston sẽ về vị trí ban đầu ép dầu trở lại buồng dầu của xylanh phanh chính. Hệ
thống phanh dầu có đặc điểm lực trên má phanh phụ thuộc vào đường kính xylanh
phanh.
Muốn có lực phanh ở các bánh xe khác nhau chỉ cần thay đổi kết cấu xylanh
phanh.
 Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh theo yêu cầu.
- Hiệu suất cao, độ nhạy tốt.
- Kết cấu đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô.
- Không thể cho tỷ số truyền lớn vì tỷ lệ với lực bàn đạp.
- Có hư hỏng thì hệ thống làm việc kém hiệu quả.
- Hiệu suất có thể thấp khi ở nhiệt độ môi trường thấp.
- Phanh dầu đa số bố trí trên xe con, xe tải nhỏ và trung bình
b Dẫn động phanh chính bằng khí nén
 Cấu tạo chung
15
Hình 1.12 Cơ cấu phanh dẫn động khí nén
1- Máy nén khí. 5,6 - Bầu phanh cho cơ cấu.
2- Bình lắng nước và dầu. 8- Đồng hồ áp suất.
3- Bình khí nén. 9- Cam quay
4- Van phanh. 10- Guốc phanh
11-Tang trống phanh.
12-
 Nguyên lý làm việc
Máy nén khí cung cấp khí nén được dẫn động từ động cơ sẽ bơm khí nén qua

bình lắng 2 đến bình chứa khí nén 3, áp suất được khống chế qua đồng hồ 8. Khi phanh
người lái đạp bàn đạp phanh đồng thời mở đường khí nén từ van phanh 4, khí nén từ
bình chứa 3 qua van phân phối 4 đến các bầu phanh 5,6. Màng của bầu phanh bị ép qua
cơ cấu dẫn động làm cam phanh 9 quay. Vấu cam tỳ vào đầu guốc phanh, ép guốc
phanh sát vào trống phanh thực hiện quá trình phanh. So sánh giữa phanh dầu và phanh
khí: Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ lớn hơn so với phanh khí vì
lực này sinh ra để tạo ra áp suất trong bầu chứa dầu của hệ thống phanh còn phanh khí
nén, tác dụng của người lái chỉ mở đường khí nén của van phân phối.
 Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh khí
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
16
Van phanh
xả ra ngoài
Bình khí
Bình chứa dầu
Máy nén khí
Xi lanh chính
Bình chứa dầu
xi lanh bánh xe
Xi lanh chính
Trống phanh Trống phanh
Guốc
phanh
Guốc phanh
Bánh xe trước
Bánh xe sau
Đường khí
Đường dầu
Xi lanh bánh xe
- Có ưu điểm đặc biệt khi bố trí trên đoàn xe.

- Dễ dàng cơ khí hoá trong khiển và dễ dàng cung cấp cho các bộ phận khác có sử
dụng khí nén.
- Độ nhạy thấp.
- Khối lượng các chi tiết nhiều, kích thước lớn, giá thành cao.
- Phanh khí được dùng trên xe tải trung bình, lớn, chuyên dùng.
c Dẫn động phanh chính khí nén kết hợp thủy lực
 Cấu tạo chung hệ thống
Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực
điều khiển trên bàn đạp còn lớn. Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có ưu
điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng
lớn do khí nén bị nén do chịu áp suất).
Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động
phối hợp giữa thủy lực và khí nén. Loại dẫn động này thường được áp dụng các xe ôtô
tải trung bình và ôtô tải lớn.
17
Hình 1.13 Sơ đồ bố trí hệ thống phanh dẫn động thủy khí kết hợp
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phanh bao gồm hai phần dẫn động :
- Dẫn động thuỷ lực: Có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dẫn đến các xi 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 xi lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lí làm việc như
trong hệ thống dẫn bằng khí nén.
Phần xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lí làm việc
như trong hệ thống dẫn động bằng thuỷ lực. Đây là dẫn động thuỷ khí kết hợp hai dòng
nên van phân phối khí là loại van kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.
 Nguyên lý hoạt động
Máy nén khí cung cấp khí nén đến bình chứa khí. Khi có tác dụng từ bàn đạp của
người lái, van phân phối sẽ mở đường khí nén từ bình chứa tới van điều khiển. Tại đây
khi van điều khiển nhận được dòng khí nén điều khiển này sẽ mở thông cửa để một

dòng khí nén lớn từ bình chứa khí nén tới sẽ sinh lực ép lên piston của xi lanh chính.
Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua các ống dẫn dầu tới ép các piston xi lanh phanh do
đó sẽ dẫn động các guốc phanh và thực hiện các quá trình phanh. Ngoài ra, cũng nhằm
mục đích giảm tổn thất và tăng độ nhậy cho hệ thống khí nén- thuỷ lực kết hợp thì các
cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc: phần dẫn động khí nén kể từ xi lanh khí
nén phải gần với van điều khiển nhằm mục đích giảm tổn thất và giảm thời gian chậm
tác dụng của khí nén, còn từ xi lanh chính đến các xi lanh bánh xe có thể bố trí xa vì
dầu không chịu nén nên ít ảnh hưởng tới thời gian chậm tác dụng.
 Ưu- nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống
18
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực phối hợp cả ưu điểm của
phanh khí và phanh dầu cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhậy cao, hiệu suất
lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau.
- Phanh khí nén – thuỷ lực có những nhược điểm ở phần truyền động thủy lực là: ở
nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc kĩ thuật phức tạp như khi kiểm tra mức dầu
và thoát không khí khỏi truyền động…
- Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe có trọng tải trung bình và lớn.
1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động một số chi tiết điển hình
1.3.1 Xi lanh chính
a) Xi lanh chính một buồng
 Cấu tạo
19
Hình 1.14 Xi lanh chính 1 buồng
Các bộ phận chính bao gồm :
A – lỗ nạp dầu, B – lỗ dầu nạp đi vào, 1- lò xo, 2- đệm hãm, 3- piston, 4- tấm
hoa thị, 5- phớt kín, 6- lỗ bù dầu, 7- van kép, 8- đế van, 9- nắp chắn dầu, 10- nắp, 11-
thân van, 12- cơ cấu đưa dầu đến xilanh bánh xe, 13- lò xo, 14- ty đẩy
Cấu tạo xi lanh chính gồm: thân xi lanh 11 được chia làm 2 khoang: khoang dưới là
khoang làm việc có piston 3, khoang trên chứa dầu. Hai khoang được thông với nhau
bằng lỗ nạp dầu B và lỗ dù dầu 6. Ở mặt đầu piston 3 có các lỗ nhỏ được ngăn cách bởi

tấm hoa thị 4 bằng thép thép lò xo mỏng. Ở cửa ra của xi lanh chính bố trí van một
chiều kép 7. Lò xo 13 có tác dụng hồi vị cho piston 3 và giữ cho van 1 chiều kép 7, để
tạo áp suất dư của dầu trong ống dẫn đến các xi lanh bánh xe. Piston được giữ trong xi
lanh bởi vòng chặn và vòng hãm. Ty đẩy 14 có một đầu lien kết với piston 3 bằng khớp
20
cầu và đầu kia nối với bàn đạp nhờ khớp bản lề. Ty đẩy có thể điều chỉnh độ dài, nhằm
điều chỉnh vị trí tối ưu giữa bàn đạp và piston 3
 Nguyên lý làm việc
Khi đạp phanh: ty đẩy 14 và piston 3 dịch chuyển sang phải. Sau khi phớt 5 đi qua lỗ
bù dầu 6, áp suất dầu phía trước piston sẽ tăng dần. Áp lực dầu mở van 1 chiều thứ
nhất(7) để cấp dầu từ xi lanh chính đến xi lanh bánh xe, đẩy 2 guốc phanh ép sát vào
tang trống, thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh: lò xo hồi vị bàn đạp kéo ty đẩy và piston về vị trí ban đầu. Dưới tác
dụng của lò xo hồi vị guốc phanh ép 2 piston đẩy dầu theo đường ống trở về xi lanh
chính. Lúc này van 1 chiều thứ nhất 7 đóng lại, áp lực dầu nén lò xo mở van 1 chiều
thứ 2 cho dầu thông trở về khoang trước piston.
Khi áp lực dầu trước piston cân bằng với lực lò xo 13, van kép 7 đóng lại, giữ áp
suất dư phía sau xilanh chính tránh không khí lọt vào hệ thống. Piston 3 trở về vị trí ban
đầu, lỗ bù dầu 6 thông với khoang trước piston, duy trì áp suất khoang này cân bằng với
áp suất khí quyển.
Trong trạng thái nhả phanh, khi xuất hiện sự tăng đột ngột thể tích khoang trước
piston tấm hoa thị 4 và phớt 5 bị bóp lại, cho phép một phần dầu chuyển từ bình chứa
qua lỗ nạp cấp cho khoang trước piston. Nhờ vậy, khi cần phanh tiếp lần sau, dầu đã
được điền đủ vào khoang trước piston.
b) Xi lanh chính 2 buồng
 Cấu tạo
21
Hình 1.15 Xi lanh chính 2 buồng
Trong xi lanh chính bố trí hai piston: piston sơ cấp 4 và piston thứ cấp 11. Piston 4
ngăn cách với piston 11 bởi lò xo 8, piston 11 ngăn cách với thân xi lanh bởi lò xo 16.

Các vùng ngăn cách này được bố trí các phớt bao kín dầu 6,10,17 và tạo nên các
khoang làm việc (I,II) có thể tích thay đổi. Mỗi khoang đều bố trí các lỗ cấp dầu và van
bù dầu 3,14. Bình chứa dầu 2 ngăn 18 đặt trên thân xi lanh chính 15 cấp dầu tới các
khoang làm việc của 2 piston. Hai lò xo hồi vị 8 và 16 có tác dụng đẩy piston về vị trí
tận cùng bên phải khi ở trạng thái chưa phanh. Ở cuối các khoang có bố trí lỗ cấp dầu
tới các xi lanh bánh xe.
 Nguyên lý hoạt động
Ở trạng thái ban đầu, 2 piston đều nằm ở vị trí tận cùng bên phải, các lỗ nạp dầu và
bù dầu của cả 2 piston đều thông với khoang trước và sau mỗi piston.
Khi đạp phanh, trước hết piston 4 dịch chuyển sang trái, che lỗ bù dầu 3, áp suất dầu
ở khoang I tăng dần cùng với lò xo 8 đẩy piston 11 dịch chuyển. Khi piston 11đóng van
22
bù dầu 14, khoang II được làm kín, áp suất trong khoang II tăng dần. Từ 2 của ra của xi
lanh chính, dầu được dẫn tới các xi lanh bánh xe. Các piston của xi lanh bánh xe đảy
guốc phanh áp sát vào trống phanh, áp suất dầu trong hệ thống bắt đầu tăng cao, tạo ra
lực phanh ở các guốc phanh.
Khi nhả bàn đạp phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị ở cơ cấu phanh, bàn đạp
phanh và các lò xo hồi vị piston 8, 16 trong xi lanh chính, các piston 4, 11 trở về vị trí
ban đầu. Dầu từ xi lanh bánh xe được hồi về các khoang của xi lanh chính, kết thúc quá
trình phanh.
Nếu bị hởi một dòng hệ thống vẫn có khả năng làm việc các dòng còn lại
Khi dòng dầu nối với khoang I bị mất áp suất( hình vẽ), piston 4 dịch chuyển dưới
tác dụng của bàn đạp lực cho đến khi tỳ sát vào piston 11, tiếp tục đẩy piston 11 dịch
chuyển. Dầu ở khoang II vẫn tiếp tục tăng áp suất và dẫn dầu đến các xi lanh bánh xe
thực hiện quá trình phanh. Ngược lại, nếu mất áp suất ở khoang II, piston 11 được
piston 4 và lò xo 8 đẩy chạy tự do sang trái. Đuôi piston 11 chặn bởi thân xi lanh 15 tạo
nên điểm tựa cố định, piston 4 tiếp tục dịch chuyển à nén dầu ở khoang I cấp cho các xi
lanh bánh xe.
Như vậy, sự phanh vẫn được thực hiện ở các bánh xe nhưng hiệu quả phanh giảm.
1.3.2 Bộ trợ lực phanh

 Cấu tạo
23
Hình 1.16 Bộ trợ lực phanh
Hệ thống dẫn động điều khiển phanh đòi hỏi làm việc thường xuyên để điều khiển
tốc độ và dừng ô tô, các bộ truyền thủy tĩnh không cho phép có tỉ số truyền dẫn động
lớn, do vậy cần thiết giảm nhẹ lực bàn đạp phanh. Bộ trợ lực phanh sử dụng trong hệ
thống phanh thủy lực với các nguồn năng lượng trợ lực khác nhau : chân không, khí
nén, thủy lực, điện…
Cấu tạo được thể hiện trên hình vẽ.
 Nguyên lý làm việc
24
Bộ trợ lực 2 và xi lanh chính 3 được ghép thành 1 khối. Ty đẩy của bàn đạp phanh 1
khi tác dụng vào piston trong xi lanh chính được hỗ trợ bởi bộ trợ lực. Nhờ vậy, cho
phép giảm nhẹ lực điều khiển bàn đạp và tăng áp suất dẫn động.
1.3.3 Máy nén khí và bộ điều chỉnh áp suất
a) Máy nén khí
Với nhiệm vụ cung cấp không khí sạch ổn định có áp suất tùy thuộc và lưu lượng
yêu cầu, máy nén khí trên ô tô có thể là 1 piston, 2 piston thẳng hang hay hai piston chữ
V.
Cấu tạo máy nén khí được trình bày trên hình vẽ. Cấu trúc chung của máy nén khí
gần giống với cấu trúc động cơ đốt trong. Các chi tiết cơ bản bao gồm một trục khuỷu
3, được đặt trên các ổ bi đỡ 13. Trên trục khuỷu bố trí thanh truyền 5 nối với piston 6
bằng các chốt 7. Phần đỉnh của piston đặt xec măng để làm kín. Trong nắp máy đặt các
van nạp 15 và van xả 13 dạng van 1 chiều. Trục khuỷu máy nén khí được dẫn động từ
động cơ bằng bộ truyền đai thang qua bánh đai 2.
Máy nén khí được bôi trơn nhờ đường dầu trích từ đường dầu chính của động cơ và
được dẫn vào bôi trơn cổ khuỷu, đầu to thanh truyền sau đó rơi xuống đáy dầu và trở về
động cơ. Một lỗ nhỏ bên cạnh thanh truyền sẽ phun dầu để bôi trơn bề mặt làm việc của
piston với xi lanh và chốt piston. Máy nén khí được làm mát nhờ một đường nước từ
động cơ đưa tới thân xi lanh và nắp máy.

Khi trục khuỷu quay, các piston dịch chuyển trong xi lanh, thực hiện quá trình hút,
nén và nạp khí tới bình chứa khi đi qua các van nạp 15 và van xả 13.
b) Bộ điều chỉnh áp suất
Bộ tự động điều chỉnh áp suất được bố trí nằm cạnh máy nén khí, cùng với cơ cấu
giảm áp thực hiện nhiệm vụ duy trì áp suất khí nén ở 1 giá trị nhất định( 0,75-0,85
MPa).
Khi áp suất trong hệ thống vượt quá giá trị cho phép bộ điều chỉnh áp suất và cơ cấu
giảm áp, tạo tác động phản hồi giúp máy nén khí làm việc không tải. Đường khí vào 25
25