Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn

Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
MỤC LỤC

LỜI NÓI ðẦU ........................................................................................................ 3
BẢNG KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ........................................................................... 4
1. Mục ñích, ý nghĩa của ñề tài. ............................................................................... 6
2. Tổng quan. .......................................................................................................... 6
2.1. Tổng quan hệ thống phanh trên ô tô. ................................................................. 6
2.1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại. ...................................................................... 6
2.1.2. Kết cấu hệ thống phanh trên ô tô. ................................................................... 9
2.2. Các thông số cho trước và các hệ thống trên xe tham khảo. ............................ 20
2.2.1. Thông số kỹ thuật của xe. ............................................................................ 20
2.2.2. Các hệ thống trên xe tham khảo. .................................................................. 20
3. Tính toán thiết kế hệ thống phanh. ..................................................................... 22
3.1. Lựa chọn cơ cấu phanh và dẫn ñộng phanh. .................................................... 22
3.1.1. Cơ cấu phanh. .............................................................................................. 22
3.1.2. Dẫn ñộng phanh. .......................................................................................... 23
3.2. Tính toán cơ cấu phanh. .................................................................................. 24
3.2.1. Xác ñịnh tọa ñộ trọng tâm của xe theo chiều dọc. ........................................ 24
3.2.2. Xác ñịnh momen phanh cần sinh ra ở cơ cấu phanh. .................................... 25
3.2.3. Hệ số phân bố lực phanh lên các trục bánh xe. ............................................. 28
3.2.4. Momen phanh do cơ cấu phanh sinh ra và lực ép yêu cầu. ........................... 29
3.2.5. Tính toán xác ñịnh bề rộng má phanh. ......................................................... 34
3.2.6. Tính toán kiểm tra các thông số liên quan khác của cơ cấu phanh. ............... 36
3.3. Tính toán dẫn ñộng phanh............................................................................... 39
3.3.1. Hành trình dịch chuyển ñầu piston xilanh công tác của cơ cấu ép. ............... 39
3.3.2. ðường kính xy lanh chính và xy lanh công tác............................................. 40
3.3.3. Hành trình dịch chuyển của piston xilanh chính. .......................................... 41
3.3.4. Hành trình và tỷ số truyền bàn ñạp phanh. ................................................... 43
3.3.5. Lực cần thiết tác dụng lên bàn ñạp phanh..................................................... 44
3.3.6. ðường kính xy-lanh của bầu trợ lực. ............................................................ 46

4. Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống phanh. ................................................. 47
4.1. Cơ cấu phanh. ................................................................................................. 47
4.1.1. Cơ cấu phanh trước. ..................................................................................... 47
4.1.2. Cơ cấu phanh sau. ........................................................................................ 48

1


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
4.2. Dẫn ñộng phanh.............................................................................................. 49
4.3. Trợ lực phanh. ................................................................................................ 50
4.4. Nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống ABS. ........................................................ 53
4.4.1. Khi không phanh. ........................................................................................ 53
4.4.2. Khi phanh thường (ABS chưa làm việc). ..................................................... 53
4.4.3. Khi phanh khẩn cấp (ABS hoạt ñộng). ......................................................... 54
4.5. Nguyên lý hoạt ñộng của các hệ thống EBD, IBA, VDC. ............................... 59
4.5.1. Nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống EBD. ..................................................... 59
4.5.2. Nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống IBA. ...................................................... 65
4.5.3. Nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống VDC. ..................................................... 66
4.6. Các cảm biến. ................................................................................................. 68
4.6.1. Cảm biến tốc ñộ bánh xe. ............................................................................. 68
4.6.2. Cảm biến giảm tốc G. .................................................................................. 69
4.6.3. Cảm biến gia tốc ngang................................................................................ 70
5. Hư hỏng thường gặp và cách khắc phục hệ thống phanh. ................................... 71
5.1. Công việc kiểm tra và bảo dưỡng cần thiết. .................................................... 71
5.1.1. Công việc kiểm tra cần thiết......................................................................... 71
5.1.2. Công việc bảo dưỡng cần thiết. .................................................................... 71
5.2. Hư hỏng thường gặp và cách khắc phục. ......................................................... 72
5.3. Kiểm tra hệ thống ABS. .................................................................................. 74
5.3.1. Kiểm tra nhanh chất lượng của ABS. ........................................................... 74

5.3.2. Kiểm tra các cảm biến. ................................................................................ 76
5.3.3. Kiểm tra bộ chấp hành thuỷ lực ABS. .......................................................... 76
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 79

2


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
LỜI NÓI ðẦU
Nằm trong khung chương trình ñào tạo kỹ sư ngành Cơ Khí ðộng Lực, ñồ án
tốt nghiệp coi như là một học kỳ chính thức. Vì vậy mục ñích chính của việc làm ñồ
án tốt nghiệp là ñể ñáp ứng ñúng khung chương trình bên cạnh ñó việc làm ñồ án tốt
nghiệp cũng mang ý nghĩa kiểm tra kiến thức lý thuyết và vận dụng nó vào thực tế.
Trong quá trình xây dựng ñất nước theo hướng công nhiệp hóa, hiện ñại hóa
nhu cầu cơ giới hóa rất lớn. Trong ñó nhu cầu vận tải bằng ôtô ngày càng phát triển
theo quy luật của một xã hội tiến bộ, trong ñó số lượng và chủng loại ôtô tải và
khách ngày càng tăng. Từ những năm 80 của thế kỷ XX, nước ta ñã nhập khẩu các
loại ô tô có kết cấu tiên tiến. Sau những năm 1990 và ñặc biệt là sự kiện Liên Xô và
các nước xã hội chủ nghĩa anh em ở ðông Âu bị sụp ñổ, số lượng và chủng loại ôtô
có kết cấu tiên tiến xuất xứ từ các nước tư bản chủ nghĩa và các nước ðông Á (Nhật
Bản, Hàn Quốc) có cơ hội ñể chiếm lĩnh thị trường Việt Nam. Vì vậy, ñòi hỏi người
cán bộ kỹ thuật ôtô trong giai ñoạn này phải thích nghi ñược cái mới. Thấy ñược
tầm quan trọng ñó nhà nước ta ñã khuyến khích thành lập các công ty liên doanh lắp
ráp trong và ngoài nước, ñể người Việt Nam có cơ hội xâm nhập tìm hiểu công
nghệ ôtô các nước tiên tiến. Do ñó mục ñích thiết kế hệ thống phanh xebán tải dựa
trên xe tham khảo Nissan Navara D40 không nằm ngoài cái chung ñó. Song trước
sức ép chung toàn cầu về: Chất lượng, giá thành, ñặc biệt là viễn cảnh cạn kiện
nguồn dầu mỏ và an toàn giao thông.Trong sự nổ lực hoàn thiện ñể ñáp ứng nhu cầu
trên, hệ thống phanh ñóng vai trò ñáng kể. ðể thấy rõ sự tiên tiến hệ thống phanh

xebán tải, nên em ñã mạnh dạn làm ñề tài này. Thời giai ñầu, bản thân còn bỡ ngỡ
trước yêu cầu của một ñồ án tốt nghiệp. Tuy nhiên nhờ sự giúp của giáo viên hướng
dẫn và các thầy trong khoa tận tình giúp ñỡ, cùng với sự nổ lực của bản thân tích
cực tìm tòi thu thập các kết quả thực tế, nên cơ bản ñã ñáp ứng ñược nhu cầu ñặt ra
của ñồ án tốt nghiệp. Tuy nhiên do trình ñộ bản thân chưa rộng về nhiều lĩnh vực,
nên ñồ án còn nhiều thiếu sót.
Cuối cùng, em xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn, cùng các thầy cô giáo ñã tạo
ñiều kiện cho em hoàn thành tốt ñề tài.
ðà Nẵng, ngày 15 tháng 06 năm 2012
Sinh viên thực hiện

Trương Duy

3


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
BẢNG KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
Ký hiệu
và viết tắt

Giải thích

a

Khoảng cách từ trọng tâm ô tô ñến tâm trục bánh trước

b

Khoảng cách từ trọng tâm ô tô ñến tâm trục bánh sau

dc

ðường kính xilanh chính

d1 , d2
f

ðường kính xilanh công tác cơ cấu phanh trước và sau
Hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh

f.N

Lực ma sát.

Go

Trọng lượng bản thân ô tô

Ga

Trọng lượng toàn bộ ô tô khi ñầy tải

Ga1

Trọng lượng phân bố lên cầu trước khi ñầy tải

Ga2

Trọng lượng phân bố lên cầu sau khi ñầy tải

Jp

Mô men quán tính của bánh xe

K12

Hệ số phân bố lực phanh lên các trục bánh xe

Kr

Hệ số tối ưu

R1 , R2

Bán kính trong và ngoài ñĩa phanh

Rtb

Bán kính trung bình cảu ñĩa phanh

bvk

Bề rộng hình vành khăn của ñĩa

α

Góc ôm của má phanh

µ

Hệ số ma sát trượt

L

Chiều dài cơ sở của ô tô

Mp

Mômen phanh

Mpt,Mps

Mômen phanh thực tế sinh ra ở guốc phanh trước và sau

Mp1, Mp2

Mômen phanh lý thuyết sinh ra ở cầu trước và sau

Mg1,Mg2

Momen phanh do các guốc tạo ra cho tang trống

Mφ
Memax

Mômen bám giữa bánh xe và mặt ñường
Mômen xoắn cực ñại của ñộng cơ

ne

Số vòng quay ñộng cơ

n

Số vòng quay trục máy nén

N

Hợp lực của phản lực pháp tuyến tác dụng vào trống phanh

Pp

Lực phanh

Pbñ

Lực tác dụng lên bàn ñạp phanh

P1, P2

Lực dẫn ñộng cơ cấu phanh trước và sau

4


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
Plx

Lực lò xo hồi vị màng phanh

p

Áp suất dầu dẫn ñộng phanh

q

Áp suất làm việc của bề mặt ma sát

rb

Bán kính làm việc của lốp

rtk

Bán kính thiết kế (lý thuyết) của lốp

rt

Bán kính mặt trong trống phanh

Va, Vx

Vận tốc cực ñại và vận tốc ôtô

Za1

Phản lực mặt ñường tác dụng lên các bánh xe cầu trước ôtô khi ñầy tải

Za2

Phản lực mặt ñường tác dụng lên các bánh xe cầu sau ôtô khi ñầy tải

β

Là góc ôm má phanh của cơ cấu phanh sau

εb

Gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh

η

Hiệu suất

φx = φ

Hệ số bám dọc giữa bánh xe và mặt ñường

φy

Hệ số bám ngang giữa bánh xe và mặt ñường

ωb

Tốc ñộ góc của bánh xe

λ

ðộ trượt tương ñối giữa bánh xe và mặt ñường

Az

Diện tích các má phanh

hg

Chiều cao trọng tâm ô tô

α1,α2

Góc ñặt ñầu và cuối của tấm ma sát

C

Chiều dài cung trung bình

Lr

Công trượt riêng

mt

Khối lượng mỗi ñĩa phanh

δd

Bề dày ñĩa phanh

δt

Bề dày tang trống

h

Hành trình dịch chuyển của piston xilanh chính

i

Tỉ số truyền bàn ñạp

Sbd

Hành trình thực tế của bàn ñạp

Slv

Hành trình làm việc của bàn ñạp

Pbd

Lực cần thiết tác dụng lên bàn ñạp phanh

Ptl

Lực yêu cầu của bộ trợ lực

Db

ðường kính xilanh của bầu trợ lực

5


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
1. Mục ñích, ý nghĩa của ñề tài.
Trong những năm gần ñây, xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi hoạt
ñộng trong ñời sống xã hội ñều phát triển theo xu hướng hiện ñại hóa nên ñòi hỏi
phải có những phương tiện hiện ñại phục vụ cho con người. Do ñó song song với sự
phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay ñổi khá lớn. Nhu
cầu của con người dần dần ñược ñáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô
nhiễm môi trường… trong ñó vấn ñề an toàn ñược ñặt lên hàng ñầu. Do mật ñộ ôtô
trên ñường ngày càng lớn và tốc ñộ chuyển ñộng ngày càng cao cho nên vấn ñề tai
nạn giao thông trên ñường là vấn ñề cấp thiết luôn phải quan tâm.
Trong các nguyên nhân gây ra tai nạn giao thông ñường bộ do hư hỏng máy
móc, trục trặc kỹ thuật thì nguyên nhân do mất an toàn hệ thống phanh chiếm tỷ lệ
lớn. Hiện nay, hệ thống phanh trang bị trên ôtô ngày càng ñược cải tiến, tiêu chuẩn
về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
ðối sinh viên ngành cơ khí ñộng lực em nhận thấy nghiên cứu, khảo sát và
tính toán hệ thống phanh là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này. Nhằm ñi sâu tìm
hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, các ñặc tính làm việc của hệ thống phanh. Từ ñó,
ñề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh,
tăng tính năng ổn ñịnh và tính năng dẫn hướng khi phanh, tăng ñộ tin cậy làm việc
với mục ñích ñảm bảo an toàn chuyển ñộng và tăng hiệu quả vận chuyển của ôtô.
Em xin chọn ñề tài “Thiết kế hệ thống phanh trên xe bán tải 05 chổ 1,88 tấn”
là hệ thống phanh dẫn ñộng thủy lực ñược trang bị hệ thống chống bó cứng bánh xe
khi phanh ABS (Anti-Lock Braking System) kết hợp bộ ñiều hòa lực phanh cho cầu
sau.
Trong ñề tài này em tập trung thiết kế hệ thống phanh cho xe bán tải, ngoài ra
em còn tìm hiểu về các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục các hư hỏng.

2. Tổng quan.
2.1. Tổng quan hệ thống phanh trên ô tô.
2.1.1. Công dụng, yêu cầu, phân loại.
* Hệ thống phanh dùng ñể giảm tốc ñộ của ôtô cho ñến khi dừng hẳn hoặc ñến
một tốc ñộ cần thiết nào ñó. Ngoài ra, hệ thống phanh còn giữ cho ôtô ñứng yên tại
chỗ trên các mặt ñường dốc nghiêng hay trên mặt ñường ngang.
Với công dụng như vậy hệ thống phanh là hệ thống ñặc biệt quan trọng. Nó
ñảm bảo cho ôtô chuyển ñộng an toàn ở mọi chế ñộ làm việc. Nhờ ñó mới có khả
6


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
năng phát huy hết khả năng ñộng lực, nâng cao tốc ñộ và khả năng vận chuyển của
ôtô.
* Hệ thống phanh cần ñảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh ñột ngột với cường ñộ lớn trong trường
hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, ñể ñảm bảo tiện nghi và an toàn
cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ôtô ñứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế.
- Ðảm bảo tính ổn ñịnh và ñiều khiển của ôtô và khi phanh.
- Không có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng ñứng và
khi quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (hoặc ñĩa phanh) cao và ổn ñịnh
trong mọi ñiều kiện sử dụng.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn ñạp hay ñòn
ñiều khiển phải nhỏ.
* Ðể có ñộ tin cậy cao, ñảm bảo an toàn chuyển ñộng trong mọi trường hợp, hệ

thống phanh của ôtô bao giờ cũng có tối thiểu ba loại phanh là:
- Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, sử dụng thường xuyên ở tất cả
mọi chế ñộ chuyển ñộng, thường ñược ñiều khiển bằng bàn ñạp nên còn gọi là
phanh chân.
- Phanh dự trữ: Dùng ñể phanh trong trường hợp phanh chính bị hỏng.
- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng ñể giữ xe ñứng yên tại chỗ khi
dừng xe hoặc khi không làm việc và thường ñược ñiều khiển bằng tay nên gọi là
phanh tay.
- Phanh chậm dần: Trên các ôtô tải trọng lớn như xe tải có trọng lượng toàn bộ
lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 5 tấn hoặc xe làm việc ở
vùng ñồi núi, thường xuyên phải chuyển ñộng xuống các dốc dài, còn phải có phanh
thứ tư là phanh chậm dần. Phanh chậm dần ñược dùng ñể phanh liên tục, giữ cho
tốc ñộ ôtô không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc hoặc là ñể giảm dần tốc

7


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
ñộ của ôtô trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh dừng trên có thể có bộ phận chung và kiêm nghiệm chức năng
của nhau. Nhưng phải có ít nhất là hai bộ ñiều khiển và dẫn ñộng ñộc lập.
* Ðể có hiệu quả phanh cao thì hệ thống phanh phải ñạt yêu cầu:
- Dẫn ñộng phanh phải có ñộ nhạy lớn.
- Phân phối momen phanh trên các bánh xe phải ñảm bảo tận dụng ñược toàn
bộ trọng lượng bám ñể tạo lực phanh.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể dùng bộ phận trợ lực hay dùng dẫn ñộng
khí nén hoặc bơm thủy lực ñể tăng hiệu quả phanh ñối với các xe có trọng lượng
toàn bộ lớn.
* Ðể quá trình phanh ñược êm dịu và ñể người lái cảm giác ñiều khiển ñược
ñúng cường ñộ phanh, dẫn ñộng phanh phải có cơ cấu ñảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực

tác dụng lên bàn ñạp hoặc ñòn ñiều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe, ñồng thời
không có hiện tượng tự siết khi phanh.
* Ðể ñảm bảo tính ổn ñịnh và ñiều khiển của ôtô khi phanh, sự phân bố lực
phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các ñiều kiện sau:
- Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt
ñường tác dụng lên chúng.
- Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng
nhau. Sai lệch cho phép không ñược vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất.
- Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì khi
phanh: Các bánh xe trước trượt trước thì xe sẽ bị trượt ngang, mất tính ñiều khiển.
Các bánh xe sau trượt trước xe sẽ bị quay ñầu, mất tính ổn ñịnh. Ngoài ra, các bánh
xe bị trượt sẽ gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Ðể ñảm bảo các yêu cầu này, trên các xe hiện ñại, người ta dùng các bộ ñiều
chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh ABS.
Yêu cầu về ñiều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện ñược ñánh giá bằng lực lớn
nhất cần thiết tác dụng lên bàn ñạp hay ñòn ñiều khiển và hành trình tương ứng của
chúng.

8


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
2.1.2. Kết cấu hệ thống phanh trên ô tô.
2.1.2.1. Cơ cấu phanh.
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý
ma sát. Trong quá trình phanh, ñộng năng của ôtô máy kéo ñược biến thành nhiệt
năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài.
Kết cấu của 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 khác như: Bộ phận ñiều chỉnh

khe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận ñể xả khí ñối với dẫn ñộng thủy lực,...
Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống - guốc, ñĩa hay dải.
Mỗi dạng có một ñặc ñiểm riêng biệt.

Hình 1-1.Sơ ñồ nguyên lý các loại phanh chính.
a) Phanh trống - guốc: 1-Piston; 2-Má phanh; 3-Tang trống.
b) Phanh ñĩa: 1-Piston; 2-Má phanh; 3-ðĩa phanh.
c) Phanh dải:1,5-Chắn bảo vệ; 2,6-Dải phanh; 3,8-Ổ khớp quay;7-Cần kéo;
9- lò xo.
a) Loại phanh trống-guốc:
ðây là loại cơ cấu phanh ñược sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:
- Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe.
- Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh).
- Mâm phanh: Là một ñĩa cố ñịnh bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp ñặt và ñịnh
vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh.

9


Thiết
ết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
- Cơ cấuu ép: Khi phanh cơ ccấu ép do người lái ñiều khiển
n thông qua dẫn
d ñộng,
sẽ ép các bề mặtt ma sát của
c guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong củaa trống
tr
phanh, tạo
ra lực ma sát ñể phanh bánh xe llại.
- Bộ phận ñiều chỉnh

nh khe hhở: Khi nhả phanh, giữa trống
ng phanh và má phanh
cần phải có một khe hở tối thiểu nào ñó, khoảng 0,2÷0,4[mm] ñể cho phanh nhả
ñược hoàn toàn. Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng
t
hành
trình của cơ cấuu ép, tăng lư
lượng chất lỏng làm việc cần thiếtt hay lư
lượng tiêu thụ
không khí nén, tăng thờ
ời gian chậm tác dụng,... ðể tránh những
ng hhậu quả xấu ñó,
phải có cơ cấu ñể ñiềuu chỉnh
ch
khe hở giữa má phanh và trống
ng phanh. Có hai phương
pháp ñể ñiều chỉnh: bằng
ng tay và ttự ñộng.
* Cơ cấu
ấu phanh trống guốc loại 11(loại trống guốc có cơ cấu
ấu ép bằng xy lanh
kép và có hai ñiểm
ểm tựa cố ñịnh của guốc ññược bố trí cùng phía):
ðây là loại cơ
ơ cấu
c
phanh tang
trống ñơn giản
ản nhất, có tính ñối xứng qua
mặt

ặt phẳng ñối xứng thẳng ñứng về
phương diện kết cấu ((hình 1-2). Tuy
nhiên mô-men
men ma sát ñược
ñư tạo ra bởi các
guốc
ốc có giá trị khác nhau do tính chất
tách/siết
ết của các guốc ñối với tang trống
phụụ thuộc chiều quay của bánh xe.
Cụ thể cơ cấu
ấu phanh loại 1 có các
ñặc
ặc ñiểm về kết cấu ñáng chú ý:
+ Hai guốc
ốc của cơ
c cấu phanh có

Hình 1-2. Cơ cấu
ấu phanh trống loại 1
ñiểm
ểm tựa tâm quay cố ñịnh của guốc
ñược bố trí về cùng một
ột phía ñối với cơ
c cấu phanh (cùng một
ột tâm quay chung phía
dưới ở hình 1-2).
+ Hai guốc
ốc sử dụng chung một cơ
c cấu ép là xy lanh kép (một

ột xy lanh với hai
piston thường có cùng
ùng ñư
ñường kính nhưng chiều tác dụng làà trái chi
chiều nhau), nên
mô-men
men ma sát do hai guốc
gu tạo ra cho tang trống làà khác nhau do tính ch
chất tách/siết
mặc
ặc dầu lực ép do xy lanh kép tạo ra llà giống nhau hoàn toàn.
* Cơ cấu
ấu phanh trống guốc loại 22(loại trống guốc có cơ
ơ ccấu ép bằng xy
lanh ñơn và có hai ñiểm
ểm tựa cố ñịnh của tâm quay guốc ññược
ợc bố trí khác phía):

10


Thiết
ết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
ðây là loại cơ cấu
ấu phanh kiểu tang trống có tính ñối xứng ho
hoàn toàn về
phương diện
ện kết cấu qua tâm quay
bánh xe (xem hình 1-3).
). Vì vvậy mômen ma sát của

ủa tang trống ñược
ñ
tạo
ra bởi
ởi hai guốc có giá trị hoàn
ho toàn
giống
ống nhau với các ñặc ñiểm như
nh sau:
+ Hai guốc
ốc sử dụng hai ccơ cấu
ép riêng biệt
ệt bởi hai xy lanh ññơn bố
trí vềề hai phía khác nhau ((hình 1-3).
+ Hai guốc
ốc của ccơ cấu phanh
có tâm quay của
ủa ñiểm tựa cố
ñịnhñược
ợc bố trí về hai phía khác nhau
(xem hình 1-3).

Hình 1-3. Cơ cấu
ấu phanh trống guốc loại 2

* Cơ cấu
ấu phanh trống guốc loại 3 – cường hóa (loại
ại trống guốc có ccơ cấu
ép bằng
ằng xy lanh kép vvà thanh

cường hóa):
ðây là loại cơ cấu
ấu phanh
kiểu
ểu tang trống ñặc biệt, có tính
ñối xứng về phương diện
ện kết cấu
qua mặt
ặt phẳng ñối xứng (xem
(
hình 1-4). Tuy vậy mô--men ma
sát của tang trống ñược
ợc tạo ra bởi
hai guốc
ốc có giá trị tăng llên ñáng
kể nhờ guốc này cường
ờng hóa cho
guốc
ốc kia mặc dầu các thông số
cơ bản của cơ cấu
ấu phanh không
thay ñổi
ổi so với hai loại trên.
tr

Hình 1-4. Cơ cấu
ấu phanh trống guốc loại 3 (loại

cường
ờng hóa)

Cơ cấu
ấu phanh loại 3 nnày có các ñặc ñiểm như sau.
+ ðầu trên của
ủa hai guốc sử dụng chung một xy lanh kép ñể tạo lực ép chính
cho hai guốc ( hình 1-4).
).
+ ðầu dưới
ới của hai guốc ññược nối với nhau bằng thanh cường
ờng hóa ttùy ñộng
(hình 1-4).

11


Thiết
ết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
+ Mỗi guốc của cơ
ơ ccấu phanh ñều có thêm một tâm quay tùy
ùy ñộng
ñ
cùng ñược
bố trí cùng phía với
ới xy lanh kép ((khoảng cách c trên hình 1-4).
* Cơ cấu
ấu phanh trống guốc loại 4 (loại
ại trống guốc với cam ép):
ðây cũng là một
ột loại ccơ cấu
ấu phanh kiểu tang trống ñặc biệt, có tính ñối xứng

về phương diện
ện kết cấu ñối với hai guốc qua mặt phẳng ñối xứng (xem
(
hình 1-5).
Mô-men ma sát của
ủa tang trống ññược
ợc tạo ra bởi hai guốc có giá trị ho
hoàn toàn bằng
nhau Mp1 = Mp2 (hai guốc
ốc ñược
ñ
ép cưỡng bức với cùng
ùng hành trình nâng cam làm
cho chúng có cùng biến
ến dạng vvà do ñó có cùng áp lực và cùng mô-men
men ma sát
sát). Dĩ
nhiên lực ép từ cam ép lên
ên các gu
guốc P1 và P2 là khác nhau do tính chất
ch siết/tách của
guốc phụ thuộc vào chiều
ều quay.
Cơ cấu phanh loại 4 này
ày có các
ñặc trưng như sau.
+ Hai guốc
ốc sử dụng chung
một cam ép cùng kiểu
ểu vvà hành

trình nâng ñểể tạo lực ép cho hai
guốc (xem hình 1-5).
+ Hai guốc
ốc có tâm quay của
ñiểm tỳ cùng bốố trí về một phía
(xem hình 1-5).
Hình 1-5. Cơ cấu
ấu phanh trống guốc loại 4
(loại
ại cam ép)
b) Loại phanh ñĩa:
Cơ cấu phanh loạii ññĩa thường ñược sử dụng trên ôtô du lịch.
Phanh ñĩa nhiềuu lo
loại: Kín, hở, một ñĩa, nhiều ñĩa, loại vỏ quay, ñĩa
ñ quay và
vòng ma sát quay.
ðĩa có thể là ñĩa ñặặc, ñĩa có xẻ các rảnh thông gió, ñĩa một lớ
ớp kim loại hay
ghép hai kim loạii khác nhau.
Phanh ñĩa có mộtt loạt
lo các ưu ñiểm so với cơ cấu phanh trống - guốc như sau:
Áp suất phân bố ñềuu trên bbề mặt má phanh, do ñó má phanh mòn ñềuu và ít ph
phải ñiều
chỉnh.

12


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
Việc bảo dưỡng ñơn giản do không phải ñiều chỉnh khe hở, có khả năng làm

việc với khe hở nhỏ 0,05÷0,15[mm] nên rất nhạy, giảm ñược thời gian chậm tác
dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn ñộng.
Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng, nên cho phép tăng giá trị của
chúng ñể tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi ñiều kiện biến
dạng của kết cấu. Vì thế, phanh ñĩa có kết cấu nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.
- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn ñịnh hơn.
- ðiều kiện làm mát tốt hơn, nhất là ñối với dạng ñĩa quay.
Tuy vậy, phanh ñĩa còn có một số nhược ñiểm hạn chế sự sử dụng của nó là:
- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín.
- Các ñĩa phanh loại hở dễ bị ôxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh.
- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước.
Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không ñể tăng lực dẫn ñộng, nên khi
ñộng cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn ñộng thấp và khó sử dụng chúng ñể
kết hợp làm phanh dừng.

1 2

1

3 4

2

3

b)
9

8

6

2

3 4

§−êng
dÇu

§−êng
dÇu

§−êng
dÇu

a)

1

4

c)
9

8 5

9

8 7

6

Hình 1-6. Sơ ñồ các loại phanh ñĩa trên ôtô.
a) Loại má kẹp cố ñịnh; b) Loại má kẹp tùy ñộng xilanh cố ñịnh;
c) Loại má kẹp tùy ñộng xilanh bố trí trên má kẹp.
1-Má phanh; 2-Má kẹp; 3-Piston; 4-Vòng làm kín; 5-Thân xilanh;
6-Chốt dẫn hướng; 7-Vòng ñệm làm kín; 8-Cần ñịnh vị; 9-ðĩa phanh.

13


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
c) Loại phanh dải:
Loại phanh này chủ yếu ñược sử dụng trên máy kéo xích. Vì nó dùng phối hợp
với ly hợp chuyển hướng tạo ñược một kết nối rất ñơn giản và gọn.
Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương pháp nối ñầu dải phanh và do
ñó khác nhau ở hiệu quả phanh.
- Phanh dải ñơn giản không tự siết: Khi tác dụng lực, cả hai ñầu dải phanh
ñược rút lên, siết vào trống phanh. Ưu ñiểm của loại này là phanh êm dịu, hiệu quả
phanh không phụ thuộc chiều quay. Nhược ñiểm là hiệu quả phanh không cao.
- Phanh dải ñơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một ñầu ñược nối cố ñịnh nên
hiệu quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần. Tuy vậy khi
phanh thường dễ bị giật, không êm.
- Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thì
hiệu quả phanh của nó cũng không ñổi và luôn luôn có một nhánh tự siết.
- Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải ñơn giản tự siết,
nhưng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay.
Tất cả các loại phanh dải ñều có nhược ñiểm là áp suất trên bề mặt ma sát
phân bố không ñều. Nên má phanh mòn không ñều và tải trọng hướng kính tác dụng
lên trục lớn.

2.1.2.2. Dẫn ñộng phanh.
Dẫn ñộng phanh là một hệ thống dùng ñể ñiều khiển cơ cấu phanh.
Dẫn ñộng phanh thường dùng hiện nay có ba loại chính: cơ khí, chất lỏng thủy
lực và khí nén. Nhưng dẫn ñộng cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu
suất thấp và khó ñảm bảo phanh ñồng thời các bánh xe. Nên ñối với hệ thống phanh
làm việc của ôtô ñược sử dụng chủ yếu hai loại dẫn ñộng là: thủy lực và khí nén.
Lực tác ñộng lên bàn ñạp phanh hoặc ñòn ñiều khiển phanh cũng như hành
trình bàn ñạp và ñòn ñiều khiển phanh phụ thuộc ở momen phanh cần sinh ra và các
thông số dẫn ñộng phanh.
a) Dẫn ñộng thủy lực:
Dẫn ñộng phanh bằng thủy lực ñược dùng nhiều cho xe ôtô du lịch, ôtô vận tải
có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm chủ yếu sau: xilanh phanh chính, bộ trợ
lực phanh, xilanh làm việc ở các bánh xe...

14


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
* Dẫn ñộng phanh thủy lực có những ưu ñiểm là :
- Ðộ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ.
- Luôn luôn ñảm bảo phanh ñồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫn
ñộng chỉ bắt ñầu tăng khi tất cả má phanh ñã ép vào trống phanh.
- Hiệu suất cao.
- Kết cấu ñơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp.
- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay ñổi cơ cấu
phanh.
* Nhược ñiểm của dẫn ñộng thủy lực :
- Yêu cầu ñộ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn ñộng
không làm việc ñược.
- Lực cần thiết tác dụng lên bàn ñạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ

lực ñể giảm lực bàn ñạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp.
- Sự dao ñộng áp suất của chất lỏng có thể làm cho các ñường ống bị rung
ñộng và momen phanh không ổn ñịnh.
- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt ñộ thấp và ñộ nhớt tăng.
* Theo hình thức dẫn ñộng phanh thủy lực có thể chia làm hai loại:
- Truyền ñộng phanh một dòng: Truyền ñộng phanh một dòng ñược sử dụng
rộng rãi trên một số ôtô trước ñây vì kết cấu của nó ñơn giản.
- Truyền ñộng phanh nhiều dòng: Dẫn ñộng hệ thống phanh làm việc nhằm
mục ñích tăng ñộ tin cậy, cần phải có ít nhất hai dòng dẫn ñộng ñộc lập có cơ cấu
ñiều khiển chung là bàn ñạp phanh. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các
dòng còn lại vẫn phanh ñược ôtô máy kéo với một hiệu quả phanh nào ñó.
* Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn ñộng phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại:
- Dẫn ñộng tác ñộng trực tiếp: Cơ cấu phanh ñược ñiều khiển trực tiếp chỉ
bằng lực tác dụng người lái.
- Dẫn ñộng tác ñộng gián tiếp: Cơ cấu phanh ñược dẫn ñộng một phần nhờ lực
người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn ñạp.
- Dẫn ñộng dùng bơm và các bộ tích năng: lực tác dụng lên cơ cấu phanh là áp
lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực.

15


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
* Dẫn ñộng thủy lực tác dụng trực tiếp:
Dẫn ñộng tác ñộng gián tiếp có nhược ñiểm là lực ñiều khiển của lái xe lớn, vì
vậy ngày nay không sử dụng mà phải dùng loại gián tiếp có trợ lực bằng chân
không hoặc khí nén ñể giảm nhẹ lực ñiều khiển cho lái xe.

4

3

1

5

2
8
B

A

6

7

Hình 1-7. Dẫn ñộng phanh thuỷ lực tác ñộng trực tiếp.
1,8-Xilanh bánh xe; 3,4-Piston trong xilanh chính;2,7-Ðường ống dẫn dầu ñến
xilanh bánh xe; 5-Bàn ñạp phanh; 6-Xilanh chính.

* Dẫn ñộng thủy lực trợ lực chân không:
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng ñộ chân không trong
ñường nạp của ñộng cơ ñể tạo lực phụ cho người lái. Vì vậy, ñể ñảm 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 ñộng cơ xăng cao tốc.

16


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn

Hình 1-8. Dẫn ñộng phanh thuỷ lực trợ lực chân không.
1-Xilanh chính; 2-Piston xilanh chính; 3-Bình chứa dầu; 4-Bầu trợ lực;
5-Màng piston trợ lực; 6-Vòng cao su cơ cấu tỉ lệ; 7-Piston tỉ lệ;
8-Lọc không khí; 9-Bàn ñạp; 10-Lò xo; 11-Màng không khí; 12-Máy nén khí;
13-Van một chiều; 14,15-ðường dầu tới các xilanh bánh xe.
* Dẫn ñộng thủy lực trợ lực khí nén:
Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén ñể tạo lực phụ,
thường ñược lắp song song với xilanh chính, tác dụng lên dẫn ñộng hỗ trợ cho
người lái.Bộ trợ lực phanh loại khí có hiệu quả trợ lực cao, ñộ nhạy cao, tạo lực
phanh lớn cho nên ñược dùng nhiều ở ôtô tải.
1

2

3

4

5

8

5

7

6

Hình 1-9. Dẫn ñộng phanh thủy lực trợ lực khí nén.

17


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
1- Ðường dầu ñến xilanh bánh xe; 2-Piston; 3 - Bình chứa dầu phanh;4-Xilanh
chính; 5-Xilanh bánh xe; 6-Bình chứa khí nén;7-Cụm van khí nén; 8-Bàn ñạp.
* Dẫn ñộng thủy lực trợ lực dùng bơm:
Bơm thủy lực: Là nguồn cung cấp chất lỏng cao áp cho dẫn ñộng. Trong dẫn
ñộng phanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như: bánh răng, cánh gạt, piston hướng trục.
Bơm thủy lực làm tăng áp suất làm việc, cho phép tăng ñộ nhạy, giảm kích thước và
khối lượng của hệ thống.Nhưng ñồng thời, yêu cầu về làm kín, chất lượng ñường
ống cũng cao hơn.
Bộ tích năng thủy lực: Ðể ñảm bảo áp suất làm việc cần thiết của hệ thống
trong trường hợp lưu lượng tăng nhanh ở chế ñộ phanh ngặt, bên cạnh bơm thủy lực
cần phải có các bộ tích năng có nhiệm vụ: tích trữ năng lượng khi hệ thống không
làm việc và giải phóng nó, cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khi cần thiết.

2

4

3
1

5

6
7

9
8

10

11

Hình 1-10. Dẫn ñộng phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.
1-Bàn ñạp; 2-Xilanh chính; 3,4-Van phanh; 5,6-Xilanh bánh xe; 7,9-Bộ tích năng;8Bộ ñiều chỉnh tự ñộng kiểu áp suất rơle; 10-Van an toàn; 11-Bơm.
b) Dẫn ñộng khí nén:
Dẫn ñộng phanh bằng khí nén ñược dùng nhiều ở ôtô vận tải có tải trọng cỡ

18


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
trung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như: máy nén khí, van ñiều chỉnh áp suất,
bình chứa, van phân phối, bầu phanh....
*Ưu ñiểm :
- Ðiều khiển nhẹ nhàng, lực ñiều khiển nhỏ.
- Làm việc tin cậy hơn dẫn ñộng thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có
thể làm việc ñược, tuy hiệu quả phanh giảm).
- Dễ phối hợp với các dẫn ñộng và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như:
phanh rơ moóc, ñóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,....
- Dễ cơ khí hóa, tự ñộng hóa quá trình ñiều khiển dẫn ñộng.
* Nhược ñiểm:
- Ðộ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn.
- Do bị hạn chế bởi ñiều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn chất lỏng
trong dẫn ñộng thủy lực tới (10÷15) lần. Nên kích thước và khối lượng của dẫn ñộng lớn.
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều.

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn.

4

3

2

1
V

6

5

9

10
7
8
Hình 1-11. Sơ ñồ dẫn ñộng khí nén ôtô ñơn không kéo moóc.

1-Máy nén khí; 2-Van an toàn; 3-Bộ ñiều chỉnh áp suất;4-Bộ lắng lọc và tách ẩm; 5Van bảo vệ kép; 6,10-Các bình chứa khí nén;7,9-Các bầu phanh xe kéo; 8-Tổng van
phân phối.

19


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
2.1.2.3. Phanh dừng và hệ thống phanh phụ.

Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng ñể giữ xe ñứng yên tại chỗ khi dừng
xe hoặc khi không làm việc và thường ñược ñiều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay.
2.2. Các thông số cho trước và các hệ thống trên xe tham khảo.
2.2.1. Thông số kỹ thuật của xe.
Bảng 2-1.Các thông số kỹ thuật chính của xe Nissan Navara D40.
STT Thông số kỹ thuật

ðơn vị

Giá trị

1

Chiều dài tổng thể

mm

5230

2

Chiều rộng tổng thể

mm

1850

3

Chiều cao tổng thể

mm

1780

4

Chiều dài cơ sở

mm

3200

5

Trọng lượng bán tải

KG

1880

6

Trọng lượng toàn tải

KG

2880

7

Kích thước thùng chở hàng

mm

1480x1494x455

8

Số chỗ ngồi

Chỗ

5

9

Loại ñộng cơ

Diesel 2.5L YD25DDTi

10

Dung tích xilanh

cm3

11

Tỉ số nén

12

Công suất cực ñại

rpm

4000

13

Moment xoắn cực ñại

rpm

2000

14

Loại nhiên liệu

15

Dung tích thùng chứa nhiên liệu

L

80

16

ðường kính xilanh x Hành trình
piston

mm x mm

89x100

17

Kí hiệu lốp xe

2498
16,5

Diesel

P255/70R16

2.2.2. Các hệ thống trên xe tham khảo.
2.2.2.1. ðộng cơ.
Linh hồn của xe bán tải Nissan Navara nằm ở ñộng cơ diesel mạnh mẽ 2.5L 4
xy lanh, trục cam kép 16 van ñược trang bị bộ nạp tăng áp biến thiên (VNT) và hệ
thống cân bằng tự ñộng sẽ giảm thiểu ñộ rung, ñộ ồn của ñộng cơ. Ngoài ra, với
công nghệ phun nhiên liệu trực tiếp tiên tiến nhất trên ñộng cơ diesel.
Công suất cực ñại: 174 Mã lực/ 4000 vòng/phút.
Mô men xoắn cực ñại: 403 Nm/ 2000 vòng/phút.
20

Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
2.2.2.2. Hệ thống phanh.
Hệ thống phanh trước là phanh ñĩa ñiều khiển bằng thủy lực có trợ lực chân
không, hệ thống phanh sau là phanh tang trống có bộ ñiều hòa lực phanh.
Hệ thống phân phối lực phanh ñiện tử EBD (Electronic Brake force
Distribution) của xe Nissan Navara tính toán mức tải – cả hành khách và hành lý –
ñể tối ưu lực phanh sau và ñiều khiển phân phối lực phanh trước, phanh sau ñể tăng
hiệu quả phanh.
Hệ thống trợ lực phanh BA (Brake Assist)của xe bán tải Nissan Navara giúp tránh
va chạm từ phía sau, và nó cũng phối hợp với dây an toàn Pre-crash phanh tự ñộng ñể
giúp giảm thiểu thương tích trong trường hợp va chạm là không thể tránh khỏi.
Hệ thống chống bó cứng phanh(ABS) trên xe bán tải Nissan Navara tác ñộng
tới phanh giúp cho bánh xe không bị khóa khi phanh ñột ngột nhờ ñó tài xế có thể
ñiều khiển xe dễ dàng.
2.2.2.3. Hệ thống lái.
Xe Nissan Navara ñược trang bị hệ thống 4 bánh xe dẫn hướng 4WAS (4
Wheel Active Steer) giúp cho xe chuyển hướng ở tốc ñộ cao dễ dàng hơn. Cơ cấu
lái là loại bánh răng-thanh răng có trợ lực thủy lực.
Tay lái trợ lực dầu: ðiều khiển dễ dàng giúp xe di chuyển linh hoạt trong mọi
ñịa hình.
Hệ thống lái có nút chuyển chế ñộ “Auto” (Tự ñộng) và “Sport” (Thể thao) ñể
phù hợp với các ñiều kiện ñường và sở thích của người lái.
2.2.2.4. Hệ thống treo.
Nissan Navara sử dụng hệ thống treo trước tay ñòn kép lò xo trụ và thanh cân
bằng, hệ thống treo sau với nhíp và bộ giảm chấn giúp xe vận hành êm ái trên mọi
ñịa hình.
Hệ thống ñiều khiển ñộng học xeVDC (Vehicle Dynamic Control) kết hợp với
hệ thống ñiều khiển lực kéo TCS (Traction Control System). Ngoài ra, xe còn ñược
trang bị công nghệ kiểm soát giảm xóc liên tục CDC (Continuous Damping
Control). Bằng cách sử dụng tới 9 cảm biến khác nhau, chỉ trong vòng 2 phần nghìn

giây, xe sẽ xác ñịnh ñiều kiện ñịa hình và kiểm soát từng bánh một cách ñộc lập.

21


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
2.2.2.5. Hệ thống truyền lực.
Nissan Navara có hệ thống gài cầu ñiện tử – với các chế ñộ dẫn ñộng 1 cầu
(2WD), 2 cầu cao (4H) và 2 cầu thấp (4LO). Hệ thống này cho phép chuyển giữa
chế ñộ 1 cầu sang 2 cầu bằng cách xoay núm ñiều chỉnh mà không cần phải dừng xe
miễn là chiếc xe ñang chạy với vận tốc dưới 100km/h.
3. Tính toán thiết kế hệ thống phanh.
3.1. Lựa chọn cơ cấu phanh và dẫn ñộng phanh.
3.1.1. Cơ cấu phanh.
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý
ma sát. Trong quá trình phanh, ñộng năng của ôtô ñược biến thành nhiệt năng ở cơ
cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài.
Xe thiết kế sử dụng hệ thống phanh ñĩa loại ñĩa quay hở với cơ cấu ép bằng
xilanh thủy lực má kẹp tùy ñộng cho 2 bánh xe trước và sử dụng hệ thống phanh loại
trống – guốc với cơ cấu ép bằng xilanh thủy lực có sử dụng bộ ñiều hòa lực phanh.
Xilanh thuỷ lực: ðược ñúc bằng hợp kim nhôm. ðể tăng tính chống mòn và
giảm ma sát, bề mặt làm việc của xilanh ñược mạ một lớp crôm. Khi xilanh ñược
chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt ñộ ñốt nóng dầu phanh. Một
trong các biện pháp ñể giảm nhiệt ñộ dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa
piston với má phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim.
Cơ cấu ép bằng xilanh thủy lực còn gọi là xilanh con hay xilanh bánh xe, có
kết cấu ñơn giản, dễ bố trí. Thân của xilanh ñược chế tạo bằng gang xám, bề mặt làm
việc ñược mài bóng. Piston ñược chế tạo bằng hợp kim nhôm. .
ðĩa phanh ñược chế tạo bằng gang có xẻ rãnh thông gió. Má kẹp: ðược ñúc
bằng gang rèn. Các thân má phanh: Chỗ piston ép lên, ñược chế tạo bằng thép lá.

Nguyên lý làm việc:
Khi phanh: Người lái ñạp bàn ñạp, tác ñộng vào cần bầu trợ lực chân không,
thanh ñẩy của bầu trợ lực tác dụng vào piston của xilanh chính, ñưa dầu phanh từ
xilanh chính ñi ñến các xilanh bánh xe ñể tạo lực phanh. Lực tác ñộng vào cần bầu
trợ lực chân không làm ñóng van chân không, mở van không khí, tạo ra sự chênh
lệch áp suất giữa các buồng của bầu trợ lực chân không. Chính sự chênh áp ñó nó sẽ
ñẩy màng của bộ trợ lực tác dụng lên piston trong xilanh thủy lực tạo nên lực trợ lực
hỗ trợ cho lực ñạp của người lái. Khi ñó lực bàn ñạp của người lái cộng với lực trợ
lực sẽ tác dụng lên piston thủy lực ép dầu theo ñường ống dẫn ñộc lập ñến các
22


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
xilanh bánh xe trước và sau. Dầu có áp lực cao sẽ tác dụng lên piston trong xilanh
bánh xe ép má phanh vào má phanh vào ñĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về vị trí ban ñầu nhờ bộ ñàn hồi của vòng làm
kín và ñộ ñảo chiều trục của ñĩa. Khi nhả phanh các má phanh luôn ñược giữ cách
mặt ñĩa một khe hở nhỏ do ñó tự ñộng ñiều chỉnh khe hở.
3.1.2. Dẫn ñộng phanh.
Vì phương án dẫn ñộng phanh một dòng là không ñảm bảo an toàn khi có sừ
cố ở bất kỳ một ñường dầu nào ñó. Nếu dùng xilanh một buồng ñể cho kết cấu
xilanh ñơn giản thì trong dẫn ñộng phanh phải có thêm bộ chia dòng. Như vậy, làm
tăng số lượng chi tiết, giảm ñộ tin cậy của hệ thống.Còn với dẫn ñộng phanh hai
dòng, ngoài việc ñảm bảo hiệu quả phanh còn tính ñến tính kinh tế.
Dẫn ñộng hệ thống phanh làm việc với mục ñích tăng ñộ tin cậy, cần phải có ít
nhất là 2 dòng dẫn ñộng ñộc lập.Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng
còn lại vẫn ñược ô tô máy kéo với một hiệu quả xác ñịnh nào ñó.
Xilanh chính là bộ phận quan trọng nhất và không thể thiếu trong dẫn ñộng
thủy lực. Nhiệm vụ tạo áp suất làm việc hay áp suất ñiều khiển cần thiết và ñảm bảo
lượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống.

Ta chọn dẫn ñộng thủy lực trợ lực chân không cho xe thiết kế.
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng ñộ chân không trong
ñường nạp của ñộng cơ ñể tạo lực phụ cho người lái. Vì vậy, ñể ñảm 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 ñộng cơ xăng cao tốc.

Hình 3-1.Dẫn ñộng phanh thuỷ lực trợ lực chân không.
23


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
1-Xilanh chính; 2-Piston xilanh chính; 3-Bình chứa dầu; 4-Bầu trợ lực;
5-Màng piston trợ lực; 6-Vòng cao su cơ cấu tỉ lệ; 7-Piston tỉ lệ;
8-Lọc không khí; 9-Bàn ñạp; 10-Lò xo; 11-Màng không khí; 12-Máy nén khí;
13-Van một chiều; 14,15-ðường dầu tới các xilanh bánh xe.
3.2. Tính toán cơ cấu phanh.
3.2.1. Xác ñịnh tọa ñộ trọng tâm của xe theo chiều dọc.

v
Pw

Pj

O1

Ga

hg

O

O2
Pp2

Pp1
Z1

a

b

Z2

Lo

Hình 3-2.Sơ ñồ lực tác dụng lên ôtô khi phanh.
Trong ñó:

v: vận tốc của xe.
Pω: Lực cản không khí.
Pj: Lực quán tính sinh ra khi phanh.
Ga: Trọng lượng toàn bộ của ôtô.
Ga = 2880.9,81= 28252,8[N]
Pp1 , Pp2 : Lực phanh sinh ra ở bánh xe trước, sau.
Z1 , Z2: phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh xe trước, sau.
O: Trọng tâm của xe.
a,b,hg : Tọa ñộ trọng tâm của ôtô.
L0: Chiều dài cơ sở của ôtô.

Theo [7], phân bố trọng lượng cầu trước/cầu sau: 40/60[%]
Trọng lượng toàn bộ của ôtô tác dụng lên cầu trước (Ga1) và cầu sau (Ga2):

Ga1= 0,40.2880.9,81=11301,12[N]
24


Thiết kế hệ thống phanh xe bán tải 05 chỗ 1,88 tấn
Ga2= 0,60.2880.9,81=16951,68[N]
Lấy momen tại ñiểm O1, ta có:
–Ga.a + Z2.L0 = 0

(3.1)

Mặt khác: Z2 = Ga2
Do ñó: a =

(3.2)

Ga 2 .L0 16951, 68.3, 2
=
= 1,92[m]
Ga
2880.9,81

Ta có: b = L0– a = 3,2 – 1,92 = 1,28[m]

(3.3)
(3.4)

Theo [5], chiều cao trọng tâm xe hg có thể tính gần ñúng theo chiều rộng cơ sở
B theo công thức kinh nghiệm sau: hg ≈ (0,6÷0,8).B.
Vậy hg = 0,6.B = 0,6.1,570 = 0,942[m].

(3.5)

3.2.2. Xác ñịnh momen phanh cần sinh ra ở cơ cấu phanh.
Momen phanh cần sinh ra ñược xác ñịnh từ ñiều kiện ñảm bảo hiệu quả phanh
lớn nhất, tức là sử dụng hết lực bám ñể tạo lực phanh. Muốn ñảm bảo ñiều kiện ñó lực
phanh sinh ra cần phải tỷ lệ thuận với các phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh xe.
Viết phương trình cân bằng momen lần lượt ñối với tâm O1 và O2, ta có:
ðối với cầu trước: Z2.L0 – Ga.a + Pj.hg = 0

(3.6a)

ðối với cầu sau:

(3.6b)

–Z1.L0 + Ga.b + Pj.hg = 0

Mặt khác: Lực quán tính Pj:
Pj = J p .ma = J p .

Ga
g

(3.7)

Với ma là khối lượng ôtô khi ñầy tải.
Thay Pj vào ta có phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh xe trước, sau:
Z1 =

j .h 
Ga 
. b + p g 
L0 
g 

(3.8a)
Z2 =

j p .hg 
Ga 
. a −

L0 
g 

(3.8b)

Lực phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước (Pp1), cầu sau (Pp2):

25