Đồ án môn học kết cấu tính toán ôtô - Hệ thống phanh

ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU TÍNH TỐN ƠTƠ
LÅÌI NỌI ÂÁƯU
Sỉû phạt triãøn to låïn ca táút c cạc ngnh kinh tãú qúc dán cáưn chun
chåí khäúi lỉåüng låïn vãư hng họa v hnh khạch. Nãn ä tä tråí thnh mäüt trong
nhỉỵng phỉång tiãûn ch úu, phäø biãún âãø chun chåí hng họa v hnh khạch,
âỉåüc sỉí dủng räüng ri trãn mi lénh vỉûc âåìi säúng kinh tãú
-
x häüi con ngỉåìi.
Âãø tråí thnh mäüt ngỉåìi K sỉ nghnh Âäüng lỉûc thç mäùi sinh viãn phi hon
thnh Âäư ạn mơn học. Trong quạ trçnh hc táûp, sinh viãn têch ly kiãún thỉïc v âãún khi
lm Âäư ạn mơn học thç chụng ta váûn dủng l thuút cå bn vo thỉûc tãú sao cho håüp
l; nghéa l lục ny sinh viãn â âỉåüc lm viãûc ca mäüt cạn bäü k thût.
Phanh ä tä l mäüt bäü pháûn ráút quan trng trãn xe, nọ âm bo cho ä tä chảy an
ton åí täúc âäü cao. Nãn hãû thäúng phanh ä tä cáưn thiãút bo âm : bãưn vỉỵng, tin cáûy,
phanh ãm dëu, hiãûu qu phanh cao, tênh äøn âënh ca xe, âiãưu chènh lỉûc phanh
âỉåüc âãø tàng tênh an ton cho ä tä khi váûn hnh.
Màûc d â cäú gàõng, nhỉng do thåìi gian, kiãún thỉïc v kinh nghiãûm thỉûc tãú
cọ hản nãn trong quạ trçnh lm âäư ạn s khäng trạnh nhỉỵng thiãúu sọt. Täi ráút
mong cạc tháưy gọp , chè bo táûn tám âãø kiãún thỉïc ca täi hon thiãûn hån. Täi
xin chán thnh cm ån tháưy giạo hỉåïng dáùn, cạc tháưy giạo bäü män â hãút sỉïc
táûn tçnh giụp âåỵ hỉåïng dáùn täi hon thnh täút näüi dung âãư ti âäư ạn ca mçnh.
 Nàơng, ngy thạng 10 nàm 2008
Ngỉåìi thỉûc hiãûn
NGUYỄN TẤN HƯNG
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
1. Tổng quan:
1.1. Mục đích, ý nghĩa đề tài:
Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện
vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân,

đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế
phát triển. Ở nước ta, số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng
của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao.
Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao
cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết luôn phải quan tâm.
Ở nước ta, số vụ tai nạn giao thông đang trong tình trạng báo động. Theo
thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60 ÷ 70 % do con người
gây ra 10 ÷ 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật và 20 ÷ 30% là do đường
quá xấu. Trong nguyên nhân do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì theo
thống kê cho thấy tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn (52 ÷ 75%). Cũng vì thế
mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo
và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu
về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Ðể giải quyết vấn đề này thì trước
hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ
thống phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng
hiệu quả phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin
cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận
chuyển của ô tô
1.2. Lý thuyết về hệ thống phanh:
1.2.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại:
1.2.1.1. Công dụng:
Hệ thống phanh dùng để:
- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho dến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó.
- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
-Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng.
Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc. Nhờ thế ô
tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất

vận chuyển.
1.2.1.2. Yêu cầu:
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường
hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn
cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh.
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và
khi quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều
kiện sử dụng.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều
khiển nhỏ.
Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ
thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:
- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở
mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là
phanh chân.
- Phanh trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên
tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển
bằng tay đòn nên còn được gọi là phanh tay.
- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng

toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng
đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh
thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:
+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn
cho phép khi xuống dốc.
+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng
của nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc
lập.
Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân
thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm
việc bình thường.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Để có hiệu quả phanh cao:
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn
bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ
lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động
khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn.
Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm
dần và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực
phanh hay thời gian phanh.
Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng
hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô
đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết
bị kiểm tra…
Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng với ba

dạng thử khác nhau, [4]:
-Thử “O”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu
phanh còn nguội và thường tiến hành cho hai trường hợp: động cơ được tách và
không tách khỏi hệ thống truyền lực.
-Thử “I”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu
phanh đã làm việc nóng lên. Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:
+ Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên.
+ Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh.
-Thử “II”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi ô tô máy kéo
chuyển động xuống các dốc dài.
Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức
năng của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3 (m/s
2
) đối với ô tô khách và 2,8(m/s
2

đối với ô tô tải.
Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực
phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe
hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải
và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng
không nhỏ hơn 25%.
Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động
xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không
cần sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần
của ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s
2
.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
4

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển
được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ
lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở
bánh xe. Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh, sự phân
bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:
-Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai lệch
cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
-Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các bánh xe
trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm
ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây
mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ điều
chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-
ABS).
1.2.1.3. Phân loại:
- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: phanh bánh xe và phanh
truyền lực.
- Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: phanh guốc,
phanh đĩa và phanh dải.
- Theo loại dẫn động, phân chia ra: phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén,
phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).
Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính
a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải.
1.2.2. Kết cấu hệ thống phanh chính:
Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh luôn phải có hai phần kết
cấu chính sau:
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
5

a) b) c)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
- Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản. Trong quá trình phanh động
năng của ô tô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi
trường.
- Dẫn động phanh: để điều khiển các cơ cấu phanh.
1.2.2.1. Cơ cấu phanh:
Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cơ cấu
phanh bao giờ cũng có hai phần chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép.
Ngoài ra cơ cấu phanh còn có một số bộ phận phụ khác, như: bộ phận điều chỉnh khe
hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận để xả khí đối với dẫn động thủy lực…
Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: trống-guốc,đĩa hay dải. Mỗi dạng có
đặc điểm kết cấu riêng biệt.
Loại trống-guốc:
Thành phần cấu tạo:
Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất. Cấu tạo gồm:
- Trống phanh: là một trống quay hình trụ gắn với may ơ bánh xe.
- Các guốc phanh: trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh).
- Mâm phanh: là một đĩa cố định, bắt chặt với dầm cầu. Là nơi lắp đặt và định
vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh.
- Cơ cấu ép: khi phanh, cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động,
sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ra
lực ma sát phanh bánh xe lại.
- Bộ phận điều chỉnh khe hở và xả khí (chỉ có đối với dẫn động thủy lực).
Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:
Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (Hình 1-2). Các sơ
đồ này khác nhau ở chỗ:
- Dạng và số lượng cơ cấu ép.
- Số bậc tự do của các guốc phanh.
- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép.

Và do vậy khác nhau ở:
- Hiệu quả làm việc.
- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc.
- Giá trị các lực tác dụng lên ổ trục của bánh xe.
- Mức độ phức tạp của kết cấu.
Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là
các sơ đồ trên hình 1-3a và 1-3b. Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự do,
quay quanh hai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép. Sau đó là đến các
sơ đồ trên hình 1-3c và 1-3d.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta
sử dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là tính thuận
nghịch, tính cân bằng và hệ số hiệu quả.
- Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh
do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức chiều chuyển động của ô
tô máy kéo.
- Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực tác
dụng từ guốc phanh lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ lên cụm ổ
trục của bánh xe.
- Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa momen phanh tạo ra và tích
của lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh.
Sơ đồ tác dụng lên các guốc phanh trên hình 1-3 là sơ đồ biểu diễn đã được
đơn giản hóa nhờ các giả thiết sau:
- Các má phanh bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu.
- Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa
vòng cung của má phanh trên bán kính r
t
.

Từ sơ đồ ta thấy rằng:
- Lực ma sát tác dụng lên các guốc trước (tính theo chiều chuyển động của xe)
có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động, ép guốc phanh vào trống phanh, nên các
guốc này được gọi là guốc tự siết.
- Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc
này được gọi là guốc tự tách. Hiện tượng tự tách và tự siết là một đặc điểm đặc trưng
của cơ cấu phanh guốc.
Sơ dồ trên hình 1-3a có cơ cấu ép cơ khí, dạng cam đối xứng. Vì thế độ dịch
chuyển của các guốc luôn bằng nhau, và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc và
mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:
N
1
=N
2
=N và M
P1
=M
P2
=M
Do hiện tượng tự siết nên khi N
1
=N
2
thì P
1
<P
2
. Đây là cơ cấu phanh vừa thuận
nghịch vừa cân bằng. Nó thường được dùng với dẫn động khí nén nên thích hợp với
các loại ô tô tải và khách cỡ trung bình và cỡ lớn.

Sơ đồ hình 1-3b dùng cơ cấu ép thủy lực nên lực dẫn động hai guốc bằng
nhau: P
1
=P
2
=P. Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N
1
>N
2
và M
p1
>M
P2
.do vậy
áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn của guốc sau, làm cho các guốc
mòn không đều. Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm
má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xilanh ép có đường kính khác nhau,
phía guốc tự siết đường kính xilanh nhỏ hơn.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng.
Nó thường được sử dùng trên các ô tô tải cỡ nhỏ và vừa trên các bánh sau của ô tô du
lịch.
Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hiệu quả phanh của sơ đồ 1.3a:
K
hq
=∑M
P
/(P

1
+P
2
)r
t
=100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu ép thủy
lực (1.7b) sẽ là 116% ÷ 122% khi có cùng cá kích thước chính và hệ số ma sát giữa
má phanh và trống phanh: f= 0,30 ÷ 0,33.
Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta sử dụng cơ cấu phanh
với hai xilanh riêng lẻ. Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khác
phía, sao cho khi xe chạy tiến thì hai guốc đều tự siết (hình 1-3c). Hiệu quả phanh
trông trường hợp này có thể tăng được 1,6 ÷ 1,8 lần so với cách bố trí bình thường.
Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp. Cơ cấu phanh không có tính thận
nghịch.
Cơ cấu phanh loại này dùng kết hợp với các kết cấu bình thường dặt ở các
bánh sau, cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết P
Pt
>
P
Ps
trong khi các chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước. Vì thế nó
thường được sử dụng ở cầu trước của các ô tô du lịch và tải nhỏ.
Hình 1-2 Các sơ đồ phanh trống guốc
Để nhận được hiệu quả phanh cao khi chuyển động cả tiến và lùi, người ta
dùng cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 1-3d. Các guốc
phanh của sơ đồ này có hai bậc tự do và không điểm quay cố định. Cơ cấu ép gồm
hai xilanh làm việc tác dụng đòng thời lên hai đàu trên và dưới của các guốc phanh.
Với kết cấu như vậy guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều nào.
Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang

8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Để nâng hiệu quả phanh hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh tự cường hóa.
Tức là cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát giữa một má
phanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép. Tăng hiệu quả phanh cho má kia:
sơ đồ hình 1-4 hay các sơ đồ VI đến IX trên hình 1-2.
Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số hiệu quả có thể
đạt 360% so với các cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép.
Nhưng mômen kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không
êm nên ít được sử dụng. Xu hướng hiện nay là: sử dụng cơ cấu phanh loại bình
thường với các guốc có điểm quay cố định , cùng phía. Trường hợp cần thiết thì sử
dụng thêm các bộ trợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh.
Để đánh giá mức độ tự cường hóa, người ta sử dụng hệ số tự cường hóa:
K
c
= ∑N/∑N
o
Trong đó:
∑N và ∑N
o
tương ứng là tổng các lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh khi trống
phanh quay và khi trống phanh đứng yên.
Cơ cấu phanh với cơ cấu ép bằng cam hay chêm và các guốc một bậc tự do
không có tính chất tự cường hóa (nên K
c
= 1). Cơ cấu phanh với sơ đồ I và II trên
H1-2 có mức tự cường hóa nhỏ (K
c
= 1,2 ÷ 1,4). Các sơ đồ III, X, XI có mức tự
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang

Hình 1-3 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ
đồ lực tác dụng.
a-Ép bằng cam; b-Ép bằng xilanh thủy lực; c-
Hai xilang ép, guốc phanh một bậc tự do; d-
Hai xilanh ép, guốc phanh hai bậc tự do.
Hình 1-4 Các cơ
cấu phanh guốc
tự cường hóa
9
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
cường hóa trung bình (K
c
= 1,8 ÷ 2,2). Các sơ đồ VI đến IX với các guốc tự cường
hóa có hệ số tự cường hóa cao (K
c
= 4,0 ÷ 4,5).
Loại đĩa:
Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch (chủ yếu ở các
bánh trước) và máy kéo. Gần đây loại phanh này bắt đầu được sử dụng trên một số
ôtô vận tải và chở khách.
1.2.2.2. Các loại dẫn động phanh:
Đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người ta sử dụng chủ yếu hai loại
dẫn động là: thủy lực và khí nén.
Dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng, vì: Hiệu suất thấp
(η=0,4÷0,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe.
Dẫn động điện chỉ dùng cho đoàn xe kéo moóc, nhưng cũng rất hiếm. Trên
các xe và đoàn xe tải trọng lớn và rất lớn sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí.
Đối với máy kéo, ngược lại, thường dùng dẫn động cơ khí, vì: nó có kết cấu
đơn giản, làm việc tin cậy. Dẫn động cơ khí, tuy hiệu suất thấp, độ chính xác kém và
khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe. Nhưng ở máy kéo các đường dẫn động

không dài, tốc độ chuyển động thấp nên các nhược điiểm đó ít nghiêm trọng.
Dẫn động thủy lực hầu như không dùng cho máy kéo nhưng lại thường dùng
để dẫn động phanh của rơ moóc kéo theo sau. Trên các máy kéo cỡ lớn thường sử
dụng dẫn động khí nén.
Các sơ đồ phân dòng chính:
Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có
ít nhất là hai dòng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các
dòng còn lại vẫn được ôtô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó. Hiện nay phổ
biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 1-13. Để phân
chia các dòng có thể sử dụng bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang,
xi lanh chính kép hay bộ chia.
Mỗi sơ đồ đều có các ưu khuyết điểm riêng. Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dòng
phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:
- Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng
- Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép
- Mức độ phức tạp của dẫn động
Thường sử dụng nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H1-1-5a). Đây là sơ đồ đơn
giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước.
Khi dùng các sơ đồ b,c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn. Hiệu quả phanh đảm bảo
không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó. Tuy vậy khi dùng sơ đồ b và d, lực
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị
hỏng. Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất.
Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn động phanh
phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:
- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mômen phanh sinh ra với lực tác dụng lên bàn đạp và hành
trình của nó;
- Thời gian chậm tác dụng khi phanh không được vượt quá 0,6 s, khi nhả phanh -

không được lớn hơn 1,2 s;
- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải còn tối
thiểu là 50%;
- Khi kéo moóc, nếu moóc tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại.
Hình 1-5 Các sơ đồ phân dòng
Dẫn động thủy lực:
Ưu nhược điểm:
Dẫn động thủy lực có ưu điểm quan trọng là:
- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2 ÷ 0,4 s)
- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dẫn động chỉ bắt
đầu tăng lên khi tất cả các má phanh đã ép sát trống phanh
- Hiệu suất cao (η=0,8 ÷ 0,9)
- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành nhỏ
- Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu
phanh.
Nhược điểm của dẫn động thủy lực là:
- Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào đó bị dò rỉ thì cả dòng dẫn động
không làm việc được.
- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường phải sử dụng các bộ trợ
lực để giảm lực đạp, làm cho kết cấu phức tạp
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
- Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bị
rung động và mô men phanh không ổn định
- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp.
Phạm vi sử dụng:
Với các đặc điểm đó, dẫn động thủy lực được sử dụng rộng rãi trên các ôtô du
lịch, ôtô tải cỡ nhỏ hoặc cỡ đặc biệt lớn.
Các loại và sơ đồ dẫn động:

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thuỷ lực có thể chia thành ba loại:
1) Dẫn động tác dụng trực tiếp: Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằng lực
tác dụng của người lái.
2) Dẫn động tác dụng gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực
người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp.
3) Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên các cơ cấu phanh là áp
lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực. Người lái chỉ điều
khiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến các cơ cấu
phanh tùy theo cường độ phanh yêu cầu.
Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:
Sơ đồ và nguyên lý làm việc: (hình 1-14)
Hình 1-6 : Dẫn động phanh thủy lực tác động trực tiếp.
1,8 - Xylanh bánh xe; 3,4 - Piston trong xylanh chính; 2,7-Ðường ống dẫn dầu đến
xylanh bánh xe; 5-Bàn đạp phanh; 6-Xylanh chính.
Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh 5, piston 4 trong xylanh chính 6 sẽ dịch
chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái. Do đó áp
suất trong khoang B cũng tăng lên theo. Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống 2 và
7 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 8 để thực hiện quá trình phanh.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
12
1
2
3
4
5
8
7
A
6

B
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Khi người lái nhả bàn đạp phanh 5 thì dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các
piston trong xylanh của bánh xe 1 và 8 sẽ ép dầu trở về xylanh chính 6, kết thúc một
lần phanh.
Dẫn động tác động gián tiếp.
Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân không.
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp
của động cơ để tạo lực phụ cho người lái. Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực, kích
thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp với các xe
có động cơ xăng cao tốc.
Sơ đồ dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không: (hình 1-15)

A

7

2

3

4

6

B

5

1

Hình 1-7 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chân không
1,2-Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe; 3-Xylanh chính; 4-Ðường nạp
động cơ; 5-Bàn đạp; 6-Lọc; 7-Van chân không; 8-Cần đẩy; 9-Van không khí; 10-
Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ; 11-Màng (hoặc piston) trợ lực; 12-Bầu trợ lực chân
không
Nguyên lý làm việc:
Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston
11 (hoặc màng). Van chân không 7, làm nhiệm vụ: Nối thông hai khoang A và B khi
nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh. Van không khí 9, làm
nhiệm vụ: cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường
thông của khoang A khi đạp phanh. Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ: Làm nhiệm vụ
đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU TÍNH TOÁN ÔTÔ
Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua van một
chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không.
Khi nhả phanh: van chân không 7 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B
qua van này và có cùng áp suất chân không.
Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm
van chân không 7 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9
mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa
hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và
qua đó tạo nên một lực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh
chính 3, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện
quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10
cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không
khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi. Muốn tăng
lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm

van không khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A. Ðộ chênh áp tăng lên,
vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước so với cần 8,
làm cho van không khí 9 đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi
và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và
độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại.
Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du
lịch và tải nhỏ.
Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén.

Hình 1-8 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén
1-Bàn đạp; 2-Ðòn đẩy ; 3-Cụm van khí nén ; 4-Bình chứa khí nén; 5-Xylanh lực; 6-
Xylanh chính; 7-Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 8-Xylanh bánh xe; 9-
Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 10-Xylanh bánh xe.
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
1
2 3
4
5
6
7
8
9
10
14
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
B tr lc khớ nộn l b phn cho phộp li dng khớ nộn to lc ph, thng c
lp song song vi xylanh chớnh, tỏc dng lờn dn ng h tr cho ngi lỏi. B tr
lc phanh loi khớ cú hiu qu tr lc cao, nhy cao, to lc phanh ln cho nờn
c dựng nhiu ụ tụ ti
Nguyờn lý lm vic:

Khi phanh boớ qua lổỷc caớn khọng khờ P

vaỡ lổỷc caớn ln P
f1
vaỡ P
f2
.Vỗ khi phanh
vỏỷn tọỳc cuớa xe giaớm nhanh cho õóỳn vỏỷn tọỳc bũng khọng, nón P
f1
+P
f2
nhoớ hồn rỏỳt nhióửu
so vồùi P
pt
vaỡ P
ps
.
Lỏỷp phổồng trỗnh cỏn bũng momen õọỳi vồùi O
1
ta coù:
2
Z
.L+
j
P
Hg - a.
a
G
= 0
B tr lc gm cm van khớ nộn 3 ni vi bỡnh cha khớ nộn 4 v xylanh lc

5. Trong cm van 3 cú cỏc b phn sau:
C cu t l: m bo s t l gia lc p v lc phanh.
Van np: cho khớ nộn t bỡnh cha i vo khi p phanh.
Van x: cho khớ nộn trong dũng dn ng thoỏt ra ngoi khớ quyn khi nh phanh.
Khi tỏc dng lờn bn p 1, qua ũn 2, lc s truyn ng thi lờn cỏc cn ca xylanh
chớnh 6 v ca cm van 3. Van 3 dch chuyn: M ng ni khoang A ca xylanh
lc vi bỡnh cha khớ nộn 4. Khớ nộn t bỡnh cha 4 s i vo khoang A tỏc dng lờn
piston ca xylanh tr lc, h tr cho ngi lỏi ộp cỏc piston trong xylanh chớnh 6
dch chuyn a du n cỏc xylanh bỏnh xe. Khi i vo khoang A, khớ nộn ng
thi i vo khoang phớa sau piston ca van 3, ộp lũ xo li, lm van dch chuyn lựi
sang trỏi. Khi lc khớ nộn cõn bng vi lc lũ xo thỡ van dng li v trớ cõn bng
mi, ng thi úng luụn ng khớ nộn t bỡnh cha n khoang A duy trỡ mt ỏp
sut khụng i trong h thng, tng ng vi lc tỏc dng v dch chuyn ca bn
p. Nu mun tng ỏp sut lờn na thỡ phi tng lc p y van sang phi, m
ng cho khớ nộn tip tc i vo. Nh vy cm van 3 m bo c s t l gia
lc tỏc dng, chuyn v ca bn p v lc phanh.
Dn ng thy lc tr lc dựng bm v cỏc b tớch nng.
Bm thy lc: L ngun cung cp cht lng cao ỏp cho dn ng. Trong dn
ng phanh ch dựng loi bm th tớch, nh: bỏnh rng, cỏnh gt, piston hng trc.
Bm thy lc cho tng ỏp sut lm vic, cho phộp tng nhy, gim kớch thc v
khi lng ca h thng. Nhng ng thi, yờu cu v lm kớn v cht lng ng
ng cng cao hn.
1.3.1Sồ õọử hóỷ thọỳng phanh õaợ choỹn.
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
15
ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU TÍNH TỐN ƠTƠ
A
9
10
1

2 3
4
8
7
B
5
6
Hçnh 1.9. Så âäư hãû thäúng phanh thy lỉûc trợ lực chân khơng
2. TÊNH TOẠN THIÃÚT KÃÚ CÅ CÁÚU PHANH
2.1. XẠC ÂËNH TA ÂÄÜ TRNG TÁM CA XE THEO CHIÃƯU DC ÅÍ TRẢNG
THẠI TÉNH.

L

G

a

Hg

Z

1

Z

2

G

a

1

G

a

2

o

1

o

2

a

b

Hçnh 2.1. Så âäư xạc âënh trng tám.
Trong âọ:
G
a
- Trng lỉåüng ton bäü ca ätä, âiãøm âàût tải ta âäü trng tám ca xe,
phỉång chiãưu nhỉ hçnh v.
G
at

- Trng lỉåüng ton bäü ca ätä tạc dủng lãn cáưu trỉåïc.;
G
as
- Trng lỉåüng ton bäü ca ätä tạc dủng lãn cáưu sau;
Z
1
- Phn lỉûc phạp tuún tỉì màût âỉåìng lãn bạnh trỉåïc ca xe;
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
16
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
Z
2
- Phaớn lổỷc phaùp tuyóỳn tổỡ mỷt õổồỡng lón baùnh sau cuớa xe;
L - Chióửu daỡi cồ sồớ cuớa xe;
Hg - Chióửu cao troỹng tỏm cuớa xe;
a - Khoaớng caùch tổỡ cỏửu trổồùc õóỳn toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa xe;
b - Khoaớng caùch tổỡ cỏửu sau õóỳn toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa xe;
Theo sồ õọử phỏn tờch lổỷc nhổ (Hỗnh 2.1) ta coù:
G
at
.a = G
as
.b
a + b = L
Suy ra:
a.G
at
+a.G
as
=G

as
.L

a =
asat
as
GG
LG
+
.
( 2.1)
=
1001100
2400.1000
+
=1143,8 [mm]
b = L - a
= 2400 - 1143,8= 1257[ mm]
Vỏỷy toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa ọtọ:
a = 1143,8 [mm]
b = 1257 [mm]
Hg = 650 [mm]
2.2. XAẽC ậNH MOMEN PHANH CệN SINH RA CAẽC C CU PHANH .
Khi phanh boớ qua lổỷc caớn khọng khờ P

vaỡ lổỷc caớn ln P
f1
vaỡ P
f2
.Vỗ khi phanh

vỏỷn tọỳc cuớa xe giaớm nhanh cho õóỳn vỏỷn tọỳc bũng khọng, nón P
f1
+P
f2
nhoớ hồn rỏỳt nhióửu
so vồùi P
pt
vaỡ P
ps
.
Lỏỷp phổồng trỗnh cỏn bũng momen õọỳi vồùi O
1
ta coù:
2
Z
.L+
j
P
Hg - a.
a
G
= 0
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
17
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
G
a
Hg
Z
1

Z
2
G
a
1
G
a
2
o
1
o
2
a
b
L
V
P
W
P
j
P
f
1
P
ft
P
f
2
P
fs

Hỗnh 2.2. Caùc lổỷc taùc duỷng lón ọtọ khi phanh.
Trong õoù:
G
a
- Troỹng lổồỹng toaỡn bọỹ cuớa ọtọ õỷt taỷi troỹng tỏm;
P
f1
- Lổỷc caớn ln ồớ baùnh xe trổồùc;
P
f2
- Lổỷc caớn ln ồớ baùnh xe sau;
P
pt
,P
ps
- Lổỷc phanh ồớ mọứi baùnh xe trổồùc vaỡ sau;
P


- Lổỷc caớn khọng khờ;
P
j
- Lổỷc quaùn tờnh sinh ra khi phanh;
L - Chióửu daỡi cồ sồớ;
Hg
, a, b - Toỹa õọỹ troỹng tỏm cuớa ọtọ;


2
Z

=
L
HgPjGa
a

Vồùi
j
P
=
p
a
J
g
G
Nón:
2
Z
=
)(
max
Hg
g
J
a
L
G
p
a

( 2.2 )

Lỏỷp phổồng trỗnh cỏn bũng momen õọỳi vồùi
2
O
ta õổồỹc:
-
1
Z
.L+
HgP
j
.
+
a
Gb.
= 0


L
HgPGb
Z
ja

1
+
=
=
).( Hg
g
J
b

g
G
pmaợ
a
+
( 2.3 )
Trong õoù:
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
18
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
g - Gia tọỳc troỹng trổồỡng;
J
p
- Gia tọỳc chỏỷm dỏửn khi phanh, J
p

g.

=
;

- Hóỷ sọỳ baùm cuớa baùnh xe õọỳi vồùi õổồỡng. Khi tờnh toaùn õóứ cho cồ cỏỳu phanh coù khaớ
nng sinh ra mọỹt momen cổỷc õaỷi luọn luọn lồùn hồn hoỷc tọỳi thióứu bũng momen xaùc
õởnh theo õióửu kióỷn baùm, ta lỏỳy giaù thở tọỳi õa. ọỳi vồùi ọtọ du lởch
85,06,0 ữ=

theo
taỡi lióỷu [1] (nóỳu dỏựn õọỹng khọng coù trồỹ lổỷc), ta choỹn
6,0=

Thay
gJ
p
.

=
vaỡo caùc cọng thổùc ( 2.2 ) vaỡ ( 2.3 ) ta õổồỹc cọng thổùc tổồng
õổồng:
).(
1
Hgb
L
G
Z
a

+=
( 2.4 )
).(
2
Hga
L
G
Z
a

=
( 2.5 )
Thay sọỳ vaỡo (2.4) vaỡ (2.5) ta õổồỹc:
81,9).650.60,01257(

2400
2100
1
+=Z
= 12233 [N]
81,9).650.60,08,1142(
2400
2100
2
=Z
= 4300[N]
Vỏỷy momen cỏửn sinh ra ồớ cỏửu trổồùc, cỏửu sau laỡ:
M
pt
1
.Z

=
.r
bx
M
ps
2
.Z

=
.r
bx
Ta cú: r
bx

= 30 [mm] = 0,3 [m]
Thay sọỳ vaỡo ta õổồỹc:
M
pt
3,0.12233.60,0=
= 2202 [N.m]
M
ps
3,0.4300.60,0=
=1290 [N.m]
Vỏỷy mọmen phanh sinh ra ồ cỏửu trổồùc laỡ: M
Pt
= 2202[N.m]
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
19
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
vaỡ mọmen phanh sinh ra ồ cỏửu sau laỡ: M
Ps
= 1920 [N.m]
Vy K

=
=
Ps
Pt
M
M
2202/1290=1,72
T h s K

trờn nờn ta chn phanh trc theo hỡnh 1.3c v phanh sau theo hỡnh
1.3b
2.3. XAẽC ậNH CAẽC KấCH THặẽC C BAN CUA C CU PHANH.
2.3.1.Baùn kờnh bóử mỷt ma saùt cuớa trọỳng phanh.
ng kớnh ca trng phanh c tớnh theo cụng thc sau : d
t
=(0,8-0,85)r
bx
d
t
=300 x 0,82 = 245 [mm]
Bỏn kớnh b mt ca trng: r
tt
=r
ts
=122,5 [mm]
2.3.2 Chn cỏc kớch thc
1
,
2
, , h, s :
Choỹn caùc thọng sọỳ
1
,
2
, , h, s :
Goùc õỏửu cuớa maù phanh trổồùc vaỡ sau baùnh xe trổồùc:
st 11

=

=
0
18
Goùc cuọỳi cuớa maù phanh trổồùc vaỡ sau baùnh xe trổồùc:
st 22

=
=138
0
Suy ra goùc ọm
=


0
138
-
0
18
=120
0
Goùc õỏửu cuớa maù phanh trổồùc vaỡ sau baùnh xe sau:
st 11

=
=18
0
Goùc cuọỳi cuớa maù phanh trổồùc vaỡ sau baùnh xe sau:
st 22

=

=
0
138
Suy ra gọỳc ọm

=
0
138
-
0
18
=
0
120
Khoaớng caùch tổỡ tỏm O cuớa cồ cỏỳu phanh õóỳn õióứm tỗ cọỳ õởnh cuớa guọỳc phanh:
S = 0,85 x r
t
= 0,85x122,5 = 104 [mm]
Khoaớng caùch giổợa hai õióứm tyỡ guọỳc phanh:
h = 0,8 x d
t
= 0,8 x 245 = 196 [mm]
Maỡ h = h = h/2= 196/2 = 98[mm].
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
20
ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU TÍNH TỐN ƠTƠ

P

0

h

r

t

β

α
2

α

1

h'

h''

s

Hçnh 2.3. Så âäư tênh toạn lỉûc cáưn thiãút tạc dủng lãn gúc phanh.
2.4. TÊNH TOẠN BÃƯ RÄÜNG MẠ PHANH.
Chiãưu räüng ca mạ phanh âỉåüc xạc âënh trãn cå såí âm bo ạp sút trãn bãư
màût ma sạt v ti trng riãng quy ỉåïc.
p sút sinh ra trãn ton bäü bãư màût ma sạt phi tha mn âiãưu kiãûn:
][

2

q
rb
M
q
t
p
≤=
βµ
(2.6)
Trong âọ:
M
p
- Momen phanh;
r
t
- Bạn kênh träúng phanh;
b - Bãư räüng mạ phanh;
µ
- Hãû säú ma sạt;
Theo ti liãûu tham kho , khi tênh toạn cọ thãø thỉìa nháûn hãû säú ma sạt
38,03,0 ÷=
µ
,
chn
µ
= 0,32;
][q
- p sút cho phẹp ca bãư màût ma sạt mạ phanh;
p sút cho phẹp trãn bãư màût mạ phanh phủ thüc båíi ngun liãûu mạ phanh
v träúng phanh. p sút ny thay âäøi trong giåïi hản räüng. Âäúi våïi cạc mạ phanh hiãûn

SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
21
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
nay duỡng cho ọtọ aùp suỏỳt trung bỗnh cho pheùp khi phanh vồùi cổồỡng õọỹ cổỷc õaỷi nũm
trong giồùi haỷn tổỡ 1,5
ữ
2 MN/m
2
.Ta choỹn [ q
tb
] = 2 MN/m
2
.
Tổỡ bióỳu thổùc ( 2.6 ) suy ra bóử rọỹng maù phanh:
b
].[
2
qr
M
t
p
à

( 2.7 )
+ Bóử rọỹng maù phanh trổồùc:
b
].[
180.
2
0

qr
M
t
pgt
à

( 2.8 )
Trong õoù:
M
pgt
- Momen phanh ca gut trc; M
pgt
= 550,499[N.m].
r
t
- Baùn kờnh trọỳng phanh; r
t
= 122,5 [ mm ] = 0,1225 [m ]

Goùc ọm;

= 120
0
.
Thay vaỡo cọng thổùc (2.8) ta õổồỹc:
b
( )
60
2
0

10.2.14,3.120.1225,032,0
180.499,550

027,0
[m]
+Bóử rọỹng maù phanh sau:
b
[ ]
qr
M
t
pgs

180.
2
0
à

( 2.9 )
Trong õoù:
M
pgs
- Momen phanh ca guc sau; M
pgs
= 453,53[N.m]
0
120=

;
,

à
r
t
, [ q ] nhổ trón;
Thay vaỡo cọng thổùc (2.9) ta õổồỹc:
b
602
0
10.2.14,3.120.1225,0.32,0
180.53,453

b

0,022[m]
Choỹn b = 40[mm].
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
22
ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU TÍNH TỐN ƠTƠ
2.5. XẠC ÂËNH LỈÛC ẸP CÁƯN THIÃÚT TÁC DỤNG LÊN CƠ CẤU PHANH.
Sau khi â tênh âỉåüc momen phanh cáưn sinh ra v cạc kêch thỉåïc ca cå cáúu phanh ta
dãù dng xạc âënh lỉûc ẹp cáưn thiãút tạc dủng lãn gúc phanh.

P

0

h

r

t

β

α
2

α

1

h'

h''

s

Hçnh 2.4. Så âäư tênh lỉûc ẹp lãn cạc gúc phanh
∗ Xẹt cán bàòng gúc phanh våïi cạc gi thuút sau:
-p sút phán bäú âãưu theo chiãưu räüng mạ phanh
-Quy lût phán bäú ạp sút theo chiãưu di mạ phanh khäng phủ thüc vo giạ trë lỉûc ẹp
v cọ dảng täøng quạt sau:
q = q
max
.ψ
α
Våïi ψ
α
: Hm phán bäú ạp sút ψ
α

= 1
q: ạp sút phán bäú trãn mạ phanh
-Phán bäú ạp sút giỉỵa träúng v mạ phanh khäng phủ thüc vo dáùn âäüng phanh (nàûng
hay nhẻ).
∗ Xẹt mäüt phán täú vä cng bẹ dα khi phanh chëu tạc dủng ca lỉûc phạp tuún dN .
dN = qbrd
α
- Lỉûc ma sạt :
dF
ms
= dN.µ = µq
max
ψ
α

brd
α
Tỉì lỉûc ma sạt tảo ra mämen phanh
dM
p
= dF
ms
r = µqbr
2
d
α
SVTH : Nguyễn Tấn Hưng Låïp : 07C4LT Trang
23
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
dM

p
= àq
max



br
2
d


(2.10)
Tờch phỏn bióứu thổùc (2.10) tổỡ
0
õóỳn
1
ta õổồỹc mọmen phanh tọứng do caùc guọỳc
phanh tổồng ổùng taỷo ra
M
p1
= àq
max
br
2




d

2
1

(2.11)
óứ xaùc õởnh q
max
ta vióỳt phổong trỗnh cỏn bũng mọmen õọỳi vồùi õióứm quay cọỳ õởnh O
1

cuớa guọỳc

= PhMO
1

0sin
2
1
2
1
=






dNSldF
ms
(2.12)

Mỷt khaùc : l = (r - Scos)
Trong õoù :
: goùc ổùng vồùi õióứm quay cọỳ õởnh O
1
OD õang xeùt
P : lổỷc phanh
h: khoaớng caùch giổớa hai õióứm tyỡ guọỳc phanh
à : hóỷ sọỳ masaùt giổớa trọỳng vaỡ maù phanh. Theo taỡi lióỷu [1] choỹn:
à = 0.32
S: khoaớng caùch tổỡ tỏm õóỳn õióứm cọỳ õởnh guọỳc phanh O
1
Thay dF
ms
vaỡ dN vaỡo (2.12) ta coù:
Ph


2
1
)cos(



Sr
àq
max



brd

-

2
1
sin



S
q
max



brd


= 0
q
max
=


2
1
2
1
2

1
sincos







àà
dSdSdr
br
Ph
q
max
=


2
1
2
1
2
1
cossin

à
dSdrdS
br
Ph
(2.13)
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
24
N MễN HC KT CU TNH TON ễTễ
Thay bióứu thổùc (2.11) vaoỡ (2.13) rọửi chia cho



dr
ta õổồỹc phổồng trỗnh xaùc õởnh
mọmen phanh cho tổỡng cỏửu:
M
1,2
=

ì
2
1
2
1
2
1
2
1
2
cossin










à

à
dSdrdS
d
br
Phbr
M

1,2
=



















2
1
2
1
2
1
2
1
cos

1
sin














à


à
dr
dS
d
dS
Ph
(2.14)
ỷt : A=


2

1
2
1
sin








dr
dS
B = 1-


2
1
2
1
cos

dr
dS
Thay A vaỡ B vaỡo (2.14) ta õổồỹc phổồng trỗnh mọmen phanh nhổ sau:
Momen phanh i vi gut t sit :
M
p1,2
=
BA
Ph
à
à

(2.15)
Momen phanh i vi gut t tỏch:
M
p1,2
=
BA
Ph
à
à
+
(2.16)
+ xeùt aùp suỏỳt phỏn bọỳ õóửu trón maù phanh

= 1

12
21

=
CosCos
r
s
A
t
=
1225,0
104,0
.
14,3
180
.
18138
13818
0
00
00

CosCos
= 0,687
SVTH : Nguyn Tn Hng Lồùp : 07C4LT Trang
25