THIẾT KẾ HỆ THÔNG PHANH CHÂN Ô TÔ

3

Đồ án tốt nghiệp

Chơng 1

Tổng quan về hệ thống phanh và lựa chọn phơng
án thiết kế
1.1. Tổng quan về hệ thống phanh

1.1.1. Công dụng phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh
1. Công dụng
Hệ thống phanh dùng để hãm tốc độ của ôtô cho đến khi dừng hẳn hoặc là
đến một tốc độ cần thiết nào đấy. Ngoài ra hệ thống phanh còn giữ ôtô đứng yên
ở các đoạn đờng có độ dốc.
Trong toàn bộ cơ cấu tổng thành của ôtô thì hệ thống phanh đóng một vai
trò rất quan trọng, bởi vì nó đảm bảo độ an toàn cho ôtô chạy ở tốc độ cao. Do
vậy mà có thể nâng cao đợc năng suất vận chuyển. Hệ thống phanh gồm có cơ
cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc và truyền động phanh để dẫn động các cơ
cấu phanh. Tuỳ theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hay ở trục của hệ thống
truyền lực mà có loại phanh bánh xe và phanh truyền lực
ở ôtô cơ cấu phanh chính đặt ở bánh xe (phanh chân). Còn cơ cấu phanh
phụ (phanh tay) thờng đặt ở trục thứ cấp của hộp số với ôtô có một cần chủ động
hoặc trục thứ cấp của hộp phân phối với ôtô có hai cầu chủ động. Cũng có khi
phanh chân và phanh tay phối hợp làm một và đặt ở bánh xe với truyền động
phanh riêng rẽ.
2. Phân loại
Dựa vào bộ phận tiến hành phanh ở cơ cấu phanh chia ra: Phanh guốc,
phanh dải, phanh đĩa. Với phanh guốc đợc sử dụng rộng rãi trên ôtô còn phanh
đĩa ngày nay đang có xu hớng áp dụng cho ôtô con và ôtô du lịch loại nhỏ.
Phanh dải thờng dùng ở cơ cấu phanh phụ.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

4

Dựa vào loại bộ phận quay của cơ cấu phanh còn chia ra loại trống và đĩa.
Trong phanh đĩa còn chia ra loại một đĩa, loại nhiều đĩa tuỳ theo số lợng đĩa
quay
Cơ cấu phanh còn chia ra loại cân bằng và loại không cân bằng. Cơ cấu
phanh cân bằng khi tiến hành phanh không gây ra lực phụ thêm lên trục hay lên
ổ bi của moay ơ bánh xe. Cơ cấu phanh không cân bằng khi phanh sẽ gây ra lực
phụ thêm lên trục hay ổ bi của moay ơ bánh xe.
Dựa vào truyền động phanh có loại phanh cơ khí, thuỷ lực, khí nén, điện,
liên hợp. ở ôtô du lịch và ôtô vận tải có trọng tải nhỏ thờng dùng truyền lực
phanh dạng thủy lực (phanh dầu). Còn truyền động phanh bằng khí (phanh hơi)
thờng sử dụng trên các ô tô vận tải có tải trọng lớn và trên các ô tô chở khách.
Ngoài ra còn đợc sử dụng trên các ô tô có tải trọng trung bình sử dụng động cơ
diesel cũng nh trên các ô tô kéo để đoàn xe truyền động phanh bằng điện chỉ
dùng trên các đoàn ô tô. Truyền cơ khí chỉ dùng ở phanh tay.
3. Yêu cầu.
- Quãng đờng phanh là ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy
hiểm. Do đó gia tốc phanh phải là chậm dần cực đại.
- Phanh êm dịu trong bất kỳ mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô
khi phanh.
- Thời gian nhảy cảm bé hay là truyền động phanh có độ nhảy cảm lớn.

- Trong điều khiển phải nhẹ nhàng hay là lực tác dụng lên bàn đạp phanh
nhỏ.
- Phân bố mô men trên các bánh xe theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng
lợng bám khi phanh với bất kỳ cờng độ nào.
- Không có hiện tợng tự xiết khi ô tô chuyển đọg quay vòng hoặc tịnh tiến.
- Giữ đợc tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp và lực phanh trên bánh xe.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt,
- Có khả năng phanh khi dừng trong thời gian dài.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

5

1.1.2 Kết cấu của hệ thống truyền động phanh
Nh đã biết hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ.
Phanh chính và phanh phụ có thể có cơ cấu phanh và truyền động phanh hoàn
toàn riêng rẽ hoặc chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe), nhng truyền động phanh
hoàn toàn riêng rẽ. Truyền động phanh của loại phanh phụ thờng dùng loại cơ
khí. Phanh chính thờng dùng loại truyền động thủy lực gọi là phanh dầu hoặc khí
truyền động khí nén gọi là phanh hơi. Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn
đạp lớn hơn so với phanh khí, vì khi dùng phanh dầu thì lực dùng để sinh ra áp
suất của dầu trong bầu chứa dầu của hệ thống phanh, còn ở phanh khí lực này chỉ
dùng để thắng lực cản lò xo để mở van phân phối của hệ thống phanh. Do đó
phanh dầu thờng dùng ở xe du lịch, ô tô vận tải cỡ nhỏ và trung bình, vì ở các
loại ô tô này mô men phanh ở các bánh xe nhỏ nên lực bàn đạp cũng nhỏ. Mặt

khác phanh dầu thờng nhỏ gọn hơn phanh khí vì không có các bình chứa khí cồ
kềnh và độ nhạy khi phanh tốt, nên bố trí dễ dàng và sử dụng thích hợp cho các
loại xe kể trên.
Phanh khí thờng sử dụng trên ô tô vận tải trung bình và lớn. Ngoài ra còn
dùng loại phanh thủy khí, loại này kết hợp với u điểm của phanh dầu và phanh
khí.
1. Phanh dầu.
ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp đén cơ cấu phanh thông qua chất
lỏng (Chất lỏng đợc coi nh không đàn hồi khi ép) ở các đờng ống.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

6

Từ sơ đồ trên ta thấy hệ thống phanh dầu gồm hai phần chính: truyền động
phanh và cơ cấu phanh.
Truyền động phanh đợc bố trí trên khung xe gồm:
1. Bàn đạp
2. Xilanh phanh chính
3. Đờng dẫn dầu
Cơ cấu phanh đợc bố trí trên bánh xe gồm:
4. Xilanh phanh bánh xe
5. Má phanh
6. Lò xo kéo
7. Trống phanh

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh dầu:
Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp 1 qua hệ thống đòn sẽ đẩy piston của
xilanh phanh chính 2 tạo ra đờng dầu cao áp trong đờng ống dẫn 3. Dầu với áp
suất cao sẽ tác dụng vào bề mặt của piston xilanh 4. Hai piston này sẽ thắng lực
cản của lò xo 6 và đẩy hai má phanh 5 ép sát vào tang tang trống (Tang trống 7
gắn liền vào moayơ bánh xe) và ôtô đợc phanh lại. Khi nhả bàn đạp (ngừng
phanh) dới tác dụng lực kéo của lò xo 6 các piston trong xilanh 4 sẽ ép dầu trở về
xi lanh 2.
Nguyên lý làm việc của phanh dầu dựa vào nguyên lý thủy tĩnh. Nếu tác
dụng lên bàn đạp phanh thì áp suất truyền đến các xi lanh là nh nhau, lực trên má
phanh phụ thuộc đờng kính pisotn của các xi lanh làm việc. Do đó muốn có các
mô men phanh khác nhau chỉ cần làm các đờng kính piston khác nhau.
Lực tác dụng lên má phanh phụ thuộc vào tỷ số truyền của truyền động:
đối với phanh dầu bằng tỷ số của phần truyền động cơ khí nhân với tỷ số truyền
của phần truyền động thuỷ lực. Nếu piston ở xi lanh làm việc có diện tích lớn
gấp đôi diện tích của piston ở xi lanh chính thì lực tác dụng lên piston ở xilanh

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

7

làm việc sẽ lớn gấp đôi diện tích của piston ở xilanh chính thì lực tác dụng lên
piston ở xilanh làm việc sẽ lớn gấp đôi.
Nh thế tỉ số truyền tăng lên gấp hai lần, nhng trong lúc đó hành trình của
piston ở xilanh làm việc sẽ giảm đi hai lần, do đó chúng có quan hệ tỷ lệ nghịch

vì vậy sẽ gây khó khăn trong việc thiết kế và chế tạo.
Tuy nhiên đặc điểm quan trọng của hệ thống phanh dầu là các bánh xe đợc phanh cùng một lúc, do áp suất trong đờng ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả
các má phanh áp sát vào trống phanh mà phụ thuộc vào đờng kính xilanh và khe
hở giữa má phanh và trống phanh.
Ưu điểm của phanh dầu:
- Độ nhạy tốt kết cấu đơn giản.
- Hiệu suất cao.
- Phanh đồng thời giữa các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các má
phanh theo yêu cầu.
- Có khả năng dùng cho nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ
cấu phanh.
Khuyết điểm:
- Hiệu suất truyền động giảm khi ở nhiệt độ thấp.
- Khi một bộ phận h hỏng thì cả hệ thống phanh dầu không có cờng hóa
chỉ dùng cho xe có trọng lợng toàn bộ nhỏ, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
2. Phanh khí.
Phanh khí dùng năng lợng là khí nén để thực hiện quá trình phanh. Khi
phanh ngời lái chỉ cần tác dụng một lực nhỏ để thắng lực cản lò xo ở van phân
phối, để điều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làm
việc, do đó phanh khí thờng sử điều khiển nhẹ nhàng.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

8

Sơ đồ hệ thống phanh khí
1. Máy nén khí

7. Bàn đạp

2. Bầu lọc nớc và dầu

8. áp kế

3. Bình chứa khí nén

9. Cam phanh

4. Đòn van phân phối

10. Má phanh

5, 6. Bầu phanh

11. Trống phanh

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh khí.
Máy nén khí 1 đợc dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí qua bình lọc dầu và
nớc đến bình chứa khí nén 3. áp suất khí nén trong bình đợc đo bởi áp kế đặt
trong buồng lái
Khi phanh ngời lái tác dụng vào bàn đạp 7, bàn đạp sẽ dẫn động đòn van
phân phối 4 khi đo khí nén từ bình 3 qua van 4 tới các bầu phanh 5, 6. Màng của
bầu phanh sẽ bị ép lại và dẫn động cam phanh 9 quay, do đó các má phanh 10 sẽ
đợc ép vào trống phanh 11 để tiến hành phanh.
Ưu điểm:

- Lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhỏ, vì vậy thờng đợc trang bị cho ôtô
tải có tải trọng lớn. Ngoài ra còn có khả năng điều khiển hệ thống phanh rơmooc
bằng cách nối hệ thống phanh rơmooc với hệ thống phanh của ôtô kéo.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


9

Đồ án tốt nghiệp

- Dẫn động phanh bằng khí nén đảm bảo chế độ phanh rơmooc khác chế
độ phanh của ôtô kéo vì vậy phanh đoàn xe đợc ổn định. Khi rơmooc bị tách
khỏi đoàn xe thì rơmooc sẽ bị phanh tự động.
- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ôtô và có khả năng sử dụng
không khí nén cho các bộ phận khác nh hệ thống treo loại khí.
Khuyết điểm:
- Số lợng cụm tổng thành nhiều, kích thớc lớn, giá thành cao, độ nhạy của
hệ thống phanh thấp, hiện nay nó đợc dùng trên một số xe tải lớn của Nga.
3. Phanh thuỷ khí.

Sơ đồ hệ thống phanh thuỷ khí
1. Máy nén khí

5. Đờng dẫn dầu

2. Bình lọc

6. Xi lanh phanh bánh xe

3. Bình chứa khí nén

7. Má phanh

4. Xi lanh phanh chính

8. Trống phanh

Xi lanh lực van

9. Bàn đạp điều khiển

Nguyên lý làm việc:
Khí nén từ máy nén khí 1 qua bình lọc 2 đến bình chứa khí 3. Khi ta tác
dụng lên bàn đạp 9 van sẽ mở để khí nén từ bình chứa 3 đến xi lanh lực sinh ra
lực ép trên piston của xi lanh phanh chính 4. Dầu dới áp lực cao sẽ truyền qua
ống dẫn 5 đến các xi lanh 6 và dẫn động má phanh 7, quá trình phanh diễn ra.
Các ống dẫn khí ở hệ thống phanh này ngắn cho nên độ nhạy của hệ thống tăng

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


10

Đồ án tốt nghiệp

lên. Phanh thuỷ khí đợc sử dụng trên các loại xe tải có tải trọng trung bình và
lớn.
Ưu điểm:
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, độ nhạy cao, hiệu suất lớn, có thể dùng
cho nhiều cơ cấu phanh khác nhau
Nhợc điểm:
- ở nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, bảo dỡng và sửa chữa phức tạp.
1.1.3. Kết cấu của cơ cấu phanh ôtô
1. Kết cấu chung của loại phanh thông dụng
a. Loại phanh guốc

1. Guốc phanh

5. Xi lanh

2. Các tấm hớng

6. Lò xo

3. Cam lệch tâm

7. Đĩa phanh

4. Đầu tựa

8. Chốt lệch tâm

Nguyên tắc bố trí nh sau:
Cơ cấu phanh gồm có đĩa phanh 7 gắn trên mặt bích của dầm cầu. Các
guốc phanh 1 đặt trên các chốt lệch tâm 8. Dới tác dụng của lò xo 6 các má

phanh đợc ép vào cam lệch tâm 3 và ép các đầu tựa 4 làm các piston trong xi
lanh 5 sát lại gần nhau. Xi lanh 5 gắn chặt trên đĩa 7. Giữa các piston của xi lanh

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

11

5 có lò xo nhỏ để luôn ép các piston sát vào guốc phanh. Trên bề mặt các guốc
phanh có gắn các má phanh để cho các má phanh hao mòn đều hơn thì ở guốc
phanh trớc gắn má phanh dài hơn do hiệu quả phanh của má trớc bố trí theo kiểu
hình vẽ trên sẽ lớn hơn má sau. Để giữ các guốc phanh có hớng dịch chuyển ổn
định trong mặt phẳng thẳng đứng trên đĩa phanh 7 có gắn các tấm dẫn hớng 2.
Khi tác dụng vào bàn đạp phanh thì chất lỏng với áp suất cao truyền đến xi lanh
5 tạo nên lực ép trên các piston và đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh,
do đó quá trình phanh đợc tiến hành. Khi thôi đạp phanh, lò xo 6 sẽ kéo guốc
phanh 1 quay lại vị trí ban đầu, kết thúc quá trình phanh
Trong quá trình sử dụng các má phanh sẽ hao mòn vì vậy khe hở giữa má
phanh và trống phanh sẽ tăng lên. Do đó muốn cho khe hở ở vị trí bình thờng thì
phải điều chỉnh lại, ở phía trên khe hở điều chỉnh bằng cách xoay cam lệch tâm
3, ở phía dới thì xoay chốt lệch tâm 8, tuỳ vào từng loại xe mà có khe hở khác
nhau.
Nếu cơ cấu phanh với ống xi lanh làm việc có đờng kính piston khác nhau
thì lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trờng hợp này sẽ khác nhau. Với chiều
quay của trống phanh nh hình vẽ dới thì má phanh bên phải làm việc thuận lợi
hơn vì có hiện tợng tự xiết, do đó bên phải cần lực ép ít hơn cho nên đờng kính

piston cũng sẽ nhỏ hơn.

Cơ cấu phanh với xi lanh làm việc có bậc chốt tựa một phía
Ưu điểm:

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

12

Các má phanh mòn đều
Nhợc điểm:
Có một má phanh làm việc không thuận lợi do đó hiệu suất cha cao. Chỉ
làm việc tốt khi trống phanh quay theo chiều tiến của ôtô.

Cơ cấu phanh với xi lanh làm việc có chốt tựa khác phía
Đây là loại cơ cấu phanh có hai ống xi lanh riêng rẽ ở hai guốc phanh, mỗi
guốc phanh đợc quay quanh chốt lệch tâm 1 bố trí đối xứng với đờng trục của cơ
cấu phanh. Nhờ bố trí xi lanh làm việc và bố trí chốt lệch tâm nh vậy hiệu quả
làm việc của hai má phanh sẽ nh nhau không ảnh hởng tới chiều quay của trống
phanh. Khi trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ (chiều tiến của ôtô) thì
hiệu quả phanh tốt, nhng khi trống phanh quay cùng chiều kim đồng hồ (chiều
lùi của ôtô) thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng hai lần. Nhợc điểm này không
quan trọng lắm với ôtô trọng lợng bề mặt khác khi lùi thì mômen phanh cung
không lớn lắm. So với hiệu quả phanh của cơ cấu phanh có chốt tựa cùn phía thì
loại này tăng từ 1,6 - 1,8 lần ôtô tiến. Do đó cơ cấu phanh kiểu này thờng dùng

cho bánh trớc của ôtô du lịch khi cần hiệu quả phanh lớn với kích thớc phanh
nhỏ.
Guốc phanh của các cơ cấu phanh trên là loại chỉ có một bậc tự do (có một
điểm tựa cố định). Ngoài ra còn có loại hại bậc tự do và không có điểm tựa cố
định gọi là cơ cấu phanh loại bơi.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

13

Cơ cấu phanh loại bơi
ở cơ cấu phanh loại bơi hai xi lanh làm việc đều tác dụng vào đầu trên và
đầu dới của guốc phanh. Khi phanh các guốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiều
ngang ép má phanh vào trống phanh. Do ma sát nên khi áp sát vào trống phanh,
má phanh sẽ bị quay theo chiều trống phanh. Do đó mỗi má phanh sẽ tác dụng
vào piston và đẩy xi lanh tỳ sát vào điểm tựa cố định. Thí nghiệm cho thấy so với
loại phanh thờng thì phanh loại bơm đoạn trờng phanh giảm 22 - 35%, và lực tác
dụng cũng giảm nhiều. Hiệu quả tiến lùi đều nh nhau, nhng cấu tạo hơi phức tạp.

Cơ cấu phanh tự cờng hoá
ở hình (a) dùng lực ma sát giữa má phanh trớc và trống phanh để cờng
hoá hiệu quả phanh cho má phanh sau vì guốc phanh trớc đợc nối với guốc
phanh sau nhờ thanh trung gian 1 (trống phanh quay theo chiều hình vẽ). Khi
trống phanh quay theo chiều nào đấy sẽ có một guốc phanh tựa vào điểm tựa cố

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

14

định 2 là điểm tựa cố định cứng. Theo nh hình vẽ chiều quay của trống phanh
theo chiều ngợc kim đồng hồ (chiều tiến của ôtô) thì hiệu quả phanh của guốc
bên phỉa sẽ lớn hơn guốc bên trái. Đặc điểm của cơ cấu phanh loại này là hiệu
quả phanh khi ôtô tiến và lùi đều nh nhau. Một piston tác dụng trực tiếp lên guốc
phanh trớc còn piston có đờng kính xi lanh nhỏ tác dụng lên guốc phanh sau qua
đòn 1. Đầu dới của đòn 1 đợc nối với guốc phanh trớc qua thanh 2. Nhờ có tỷ số
truyền của đòn 1 cho nên tác dụng của piston nhỏ tác dụng lên guốc phanh sau
tăng lên. Khi thiết kế ngời ta sẽ chọn tỷ số truyền của đòn 1 thế nào để bù lại, sự
khác nhau giữa đờng kính của hai piston do đó lực tác dụng lên hai guốc phanh
sẽ bằng nhau.
Hình (c) là sơ đồ làm việc của cơ cấu phanh tự cờng hoá với nguyên lý:
- Khi trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ (ôtô tiến) guốc phanh bên
trái dới tác dụng lực của piston ở xi lanh làm việc sẽ đợc ép sát trớc vào trống
phanh là vì lò xo 1 yếu hơn lò xo 2, guốc phanh này sẽ đợc trống phanh cuốn
theo ép lên guốc phanh sau qua thanh nối 4, tác dụng vào guốc phanh cũng quay
theo chiều trống phanh đến tỳ vào chốt cố định 3. Khi ôtô lùi trống phanh sẽ
cuốn guốc phanh bên phải qua thanh nối 4 tác dụng vào guốc bên trái để ép vào
chốt cố định 3. Cơ cấu phanh này tự cờng hoá ở cả hai chiều quay của trống
phanh. Hiệu quả phanh ôtô tiến và lùi nh nhau.
b) Loại phanh đĩa
Phanh đĩa ngày nay đợc sử dụng nhiều trên ôtô. Phanh đĩa có hai loại, loại

đĩa quay và loại vỏ quay.
Loại đĩa quay với các guốc phanh ở phía ngoài có trọng lợng nhỏ thờng
dùng làm phanh truyền lực (phanh tay) ở một số xe vận tải. Nhợc điểm là dễ bị
hỏng do bụi bẩn rơ, vào khi chạy trên đờng đất.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

1. Vỏ gang

15

6. Ngõng quay

2. Moay ơ

7. Bi

3. Đĩa phanh

8. Xi lanh làm việc

4. Cơ cấu điều chỉnh khe hở

9. Má phanh

5. Lò xo
Nguyên lý làm việc
Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, piston ở các ống xi lanh làm việc 8 sẽ
đẩy đĩa 3 dịch chuyển tơng đối với nhau trong mặt phẳng quay của bánh xe theo
hớng ngợc chiều nhau. Nhờ có rãnh nghiêng ở đĩa 3 cho nên các hòn bi chạy
theo rãnh để áp sát đĩa vào vỏ thực hiện quá trình phanh khi đó lò xo 5 bị kéo
doãng ra. Khi nhả bàn đạp các lò xo 5 kéo đĩa 3 về vị trí cũ kết thúc quá trình
phanh.
So với phanh guốc, phanh đĩa có các u điểm sau:
- Có khả năng tăng diện tích ma sát của má phanh nhiều hơn, do đó giảm
đợc áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh
- áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh do đó má phanh mòn đều và
ít phải điều chỉnh.
- Bề mặt làm mát lớn và điều kiện làm mát tốt hơn
- Lực tác chiều trục tác dụng lên đều hơn nên đĩa đợc cân bằng không có
lực tác dụng thẳng góc với đờng trục của cơ cấu phanh.
- Các chi tiết ở dạng biến dạng tự do

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

16

- Có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm thời gian tác động tăng đợc tỷ số truyền của truyền động.
- Đảm bảo mô men phanh nh nhau khi ôtô tiến cũng nh lùi.
- Trọng lợng cơ cấu phanh bé hơn nếu cùng mô men phanh.

2. Cơ cấu điều chỉnh má phanh và trống phanh
Trong quá trình làm việc khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ bị thay
đổi do bị mòn trong quá trình làm việc. Do đó cần phải điều chỉnh lại khe hở để
cơ cấu phanh làm việc đợc bình thờng, khe hở cho phép là 0,3 ữ 0,6 mm.
Việc điều chỉnh khe hở có thể tiến hành bằng cách dịch chuyển đầu trên
hay đầu dới của guốc phanh. Có hai phơng pháp điều chỉnh: phơng pháp bình thờng và phơng pháp tự động.
a. Phơng pháp bình thờng

Điều chỉnh khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


17

Đồ án tốt nghiệp
Hình a:

Hình b

1. Trục vít

4. Cam

7. Tấm 8

2. Trục

5. Cam

8. Chi tiết hình sao

3. Bánh răng vít

9. Thanh có ren.

Điều chỉnh bằng tay theo ý muốn của lái xe. Dịch chuyển đầu trên của
guốc phanh có thể tiến hành bằng cách xoay cam lệch tâm 3 với cơ cấu phanh
chốt tựa cùng phía (phanh guốc) dòng chuyển động là chất lỏng. Vị trí của cam 3
cố định bằng lò xo 8 có độ cứng lớn. Nếu guốc phanh ép bằng cam quay (truyền
động phanh bằng cơ khí hoặc khí nén) thì khe hở điều chỉnh bằng cách thay đổi
giữa cam 5 và đòn 6 (hình a) nhờ trục vít 1 đợc gắn chặt trên trục 2. Khi xoay
trục 2, trục vít 1 sẽ quay là quay bánh răng vít 3 do đó làm quay cả trục 4 của
cam quay, vì vậy góc giữa cam 5 và đòn 6 sẽ thay đổi.
Các chi tiết điều chỉnh có thể kết cấu cùng với ống xi lanh làm việc (hình
b). Do đó trên cơ cấu phanh tự cờng hóa, trên một piston của ống xilanh làm việc
có đặt chi tiết hình 8 với thanh 9 có ren. Còn trên cơ cấu bình thờng thì đặt hai
chi tiết hình sao ở trên hai piston của ống xilanh làm việc. Tấm 7 của vỏ xilanh
làm việc dùng để hãm chi tiết hình sao 8.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

18

Điều chỉnh khe hở phía dới giữa má phanh và trống phanh
1. Chốt tựa

4. Bạc lệch tâm

7. Chi tiết hình sao.

2. Guốc phanh

5. Thanh đẩy

8. Lò xo

3. Êcu

6. Chi tiết hình côn

9. Thanh nối.

Khe hở phía dới má phanh và trống phanh điều chỉnh bằng cách dùng bạc
lệch tâm đặt trên các chốt tựa của guốc phanh (hình a). Bạc lệch tâm 4 đợc nối
ghép với chốt tựa 7 bằng mặt vát trên chốt tựa đợc nối ghép trên đĩa phanh. Khi
cơ cấu phanh làm việc các guốc phanh 2 có thể tự do đối với bạc lệch tâm 4 khi
điều chỉnh song cố định chốt tựa 1 cùng Êcu3.
Trên hình (b) là cơ cấu điều chỉnh khe hở phía dới má phanh và trống
phanh bằng chi tiết hình côn 6 có rãnh dọc theo đờng sin hình côn. Chi tiết hình

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

19

côn 6 là điểm tựa cho các thanh 5 của guốc phanh. Khi giảm phanh chỉ cần vặn
trục của chitiết hình côn 6 đi vào lúc đó các thanh 5 sẽ lẩy ra và guốc phanh dịch
chuyển gần hơn về phía trống phanh.
Trên hình (c) là cơ cấu phanh tự cờng hoá các chi tiết điều chỉnh chung
với thanh nối guốc phanh, thanh 9 cùng với chi tiết hình sao 7 (ren phải một đầu,
ren trái một đầu). Khi điều chỉnh khe hở xoay chi tiết hình sao 7, lò xo 8 sẽ kéo
guốc phanh đồng thời hãm chi tiết hình sao.
Trên trống phanh có các lỗ đặc biệt để kiểm tra khe hở giữa má phanh và
trống phanh bằng thớc lá mỏng
b. Phơng pháp tự động
Điều chỉnh tự động khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ làm đơn giản
vấn đề bảo dỡng kỹ thuật ô tô.

Hình a: Cơ cấu đợc nối với điểm tựa cố định bằng tai 4, tai 4 nối ghép liền
với cốc 3. Một đầu của cốc 3 có vấu đàn hồi nh lò xo, những vấu này bám chặt
lấy các rãnh vòng 5 đợc khoét trên ống 2. Đầu thứ 2 của có cấu đợc nối với guốc
phanh bằng tai 9, trên tai 9 đợc ghép liền bạc 8.Bạc 8 có ren và nối ghép với
phần ren của ống 2, thanh 6 đợc đẩy vê tận cùng phía bên trái lò xo7. Nếu khi

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức

Đồ án tốt nghiệp

20

phanh guốc phanh dịch chuyển một đoạn bằng khe hở bình thờng giữa má phanh
và trống phanh thì thanh 6 có thể dịch chuyển tự do trong phạm vi hành trình .
Nếu má phanh bị mòn hành trình của guốc phanh tăng lên, ống 2 sẽ đẩy cốc 3 lui
về một rãnh phía sau khi ấy khoảng cách giữa hai tai 4 và 9 tăng lên khi thôi
phanh, guốc phanh gần với trống phanh hơn để khắc phục khe hở bình thờng.
Hình b: ở cơ cấu này khi thôi phanh lò xo 12 sẽ kéo đầu trên của guốc
phanh vào tầm tỳ 11, còn lò xo 13 tạo ra trong xi lanh 14 và không gian bên trái
của xi lanh 15 một áp suất P1 nào đấy vào khoảng 0,3MN/m2. Khi tác dụng lên
bàn đạp áp suất bắt đầu tăng lên ở hai xi lanh 10 và 14 (dới tác dụng của piston
đặt xilanh 15) cơ cấu phanh lúc này làm viẹc giống cơ cấu loại cơ khí. Tự động
điều chỉnh khe hở nhờ có xilanh 15, nếu má phanh bị mòn thì khe hở giữa má
phanh và trống phanh tăng lên, lúc đó trong qúa trình nhả phanh (ngừng phanh)
dầu sẽ đi qua lỗ ở piston của xilanh điều chỉnh 15 và ép cong phớt đi xuống để
vào xilanh 14. Lợng dầu đi qua lỗ ở piston để vào xilanh 14 bằng thể tích của
không gian chứa dầu tăng lên của xilanh 14 do khe hở lớn. Khi piston của xilanh
15 ở vị trí cân bằng lợng dầu này không thể quay về xilanh chính đợc. Nh vậy
khi má phanh bị mòn thì sẽ có một lợng dầu bổ sung vào xilanh 14 để đảm bảo
khe hở bình thờng giữa má phanh và trống phanh. Xilanh 15 và 14 có thể cùng
kết cấu.
3. Các chi tiết chủ yếu của cơ cấu phanh.
a. Trống phanh.
Trống phanh phải có độ cứng vững và trọng lợng bé, đồng thời phải có
diện tích đủ để truyền nhiệt tốt. Vật liệu làm trống phanh phải có hệ số ma sát
cao, mòn đều trong bất kỳ nhiệt độ nào. Kết cấu của trống phanh phải đảm bảo
làm mát tốt.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

21

Các loại trống phanh
Hình a: Trống phanh đợc làm bằng gang hợp kim (niken, molípden,
đồng).
Hình b: Trống phanh là loại liên hợp gồm có đĩa dập bằng thép 1 và vòng
gang 2 (chúng đợc nối ghép liền với nhau trong khi đúc vòng gang).
Hình c: Trống phanh đợc đúc cùng với moayơ (thờng bằng thép + 2%
đồng).
Hình d: Trống phanh đợc làm bằng phơng pháp dập (vật liệu là théo các
bon thấp).
Để cho mặt trống phanh khỏi bị vênh thì bề mặt làm việc của trống phanh
phải đợc gia công cùng với moayơ. Trống phanh và moayơ phải đảm bảo độ cân
bằng nhất định, tùy thuộc vào loại và kích thớc của cơ cấu phanh. Cân bằng bằng
cách hàn vào các trọng lợng khối cân bằng 3.
(Hình c)
b. Guốc phanh.
Guốc phanh có loại hàn, dập , đúc. Guốc phanh thờng chế tạo bằng gang.
Trên bề mặt các guốc phanh có đặt má phanh. Má phanh đợc nối ghép với guốc
phanh bằng đinh tán hoặc dán.
Nếu guốc phanh nhận lực trực tiếp từ cam quay thì một đầu guốc phanh có
mặt tựa. Để cho mặt tựa ít bị mòn ngời ta đặt tấm thép đặc biệt lên đầu cuối guốc

phanh. Cũng có khi giữa guốc phanh và cam đặt con lăn.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


22

Đồ án tốt nghiệp

Kết cấu guốc phanh
Để cho guốc phanh không dịch chuyển theo chiều ngang, trên đĩa phanh
có đặt các tấm đỡ 1. Để cho các guốc phanh ép sát vào điểm tựa và nhả phanh
hoàn toàn khi thôi tác dụng vào bàn đạp thì giữa các guốc phnah có đặt các lò xo
kéo. Lò xo kéo khi làm chung cho cả hai guốc, khi lại là riêng cho từng guốc.
Đầu cuối của guốc phanh tiếp xúc với điểm tựa có định hoặc với khớp nối sẽ có
dạng kết cấu phù hợp tùy thuộc vào điểm tựa hoặc khớp nối.
1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lợng phanh

Để đánh giá chất lợng của quá trình phanh ngời ta sử dụng hệ thống chỉ
tiêu chung: Hiệu quả và sự ổn định của ôtô khi phanh
Tính năng hiệu quả của ôtô khi phanh
Tính năng hiệu quả dùng để đánh gía khả năng giảm tốc của ôtô khi
phanhh dới tác dụng của ngời lái lên bàn đạp trong quá trình phanh.
Để đánh giá hiệu quả phanh ngời ta dùng một trong các chỉ tiêu sau:
Quãng đờng phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh.
a. Gia tốc chậm dần khi phanh
Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để
đánh giá chất lợng của quá trình phanh ôtô. Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh

càng cao thì tính hiệu quả càng cao. Jmax đợc xác định theo công thức:
J max =

.g


Trong đó:

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

23

G - Trọng lợng toàn bộ của ôtô
- Hệ số bám
g - Gia tốc trọng trờng
i - Hệ số tính đến ảnh hởng của các chi tiết chuyển động quay.
Gia tốc chậm dần khi phanh phụ thuộc nhiều vào hệ số bám do vậy trong
quá trình phanh việc tận dụng khả năng bám là rất cần thiết
b. Thời gian phanh
Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu để đánh giá chất lợng
phanh. Thời gian phanh càng nhỏ thì hiệu quả phanh càng tốt. Thời gian phanh
nhỏ nhất có thể đợc xác định nh sau:
t min =

i .v1

.g

Với v1 là vận tốc bắt đầu phanh
c. quãng đờng phanh:
Quãng đờng phanh ôtô là chỉ tiêu về hiệu quả phanh quan trọng nhất so
với các chỉ tiêu khác thì quãng đờng phanh có thể xác định bằng trực diện làm
cho ngời lái dễ dàng sử lý khi ôtô chuyển động trên đờng. Quãng đờng phanh
nhỏ nhất đợc xác định:
S min

1 .v12
=
2. .g

d. Lực phanh riêng
Cũng là một chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh. Chỉ tiêu này thờng dùng khi
thử phanh trên bệ thử.
Pmax =

PP max .G
=
=
G
G

Nh vậy lực phanh riêng cực đại bằng hẹ sốbám .

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức

Đồ án tốt nghiệp

24

Quá trình phanh là một qúa trình rất phức tạp, phụ thuộc nhiều thông số,
mặt khác các thông số ảnh hởng lại là các thông số động không phải là thông số
tĩnh. Qua những công thức ngắn gọn trên để đánh giá tính hiệu quả của quá trình
phanh, ta thấy ảnh hởng của hệ số bám đến quá trình phanh là rất quan trọng, do
đó việc tận dụng khả năng bám cao nhất của ô tô khi phanh là một vấn đề hết sức
quan trọng.
Các chỉ tiêu trên là độc lập và tơng đơng với nhau. Việc lựa chọn chỉ tiêu
phụ thuộc vào khả năng công nghệ, trang bị kỹ thuật, điều kiện sử dụng, phơng
thức tổ chức và quá trình kiểm tra của mỗi nớc. Cùng một loại ô tô, sử dụng cùng
một loại chỉ tiêu nhng khi dùng trong điều kiện nớc này là hợp chuẩn sang nớc
khác thì không. Mặt khác do sử dụng không cùng một chỉ tiêu nên một xe sản
xuất tại một nớc khác bắt buộc phải qua kiểm nghiệm trên thiết bị riêng.
Tính năng ổn định của ô tô khi phanh: Là một vấn đề quan trọng. Tính
năng ổn định của ô tô khi phanh đợc dùng để đánh giá khả năng ổn định hớng
chuyển động của ô tô trong quá trình phanh.
Trong quá trình phanh ô tô nhất là khi vận tốc ô tô tại thời điểm bắt đầu
phanh tơng đối cao thì vấn đề ổn định càng trở lên hết sức quan trọng. Vì trong
khi tiến hành phanh thực hiện dừng xe an toàn nếu không chú ý chỉ tiêu ổn định
thì rất dễ gây tai nạn.
Để đánh gía tính ổn định của phanh ô tô thờng ở các nớc cũng nh Việt
Nam đa ra hai chỉ tiêu xem xét đó là: Độ lệch thân xe (Góc quay thân xe) và
Hành lang phanh.
* Tiêu chuẩn độ lệch thân xe là góc quay thân xe cho phép tối đa khi
phanh ở vận tốc ban đầu phanh cho trớc tính toán theo tốc độ di chuyển trung

bình của xe ô tô trong mạng lới giao thông của mỗi quốc gia. Ví dụ nh ở Việt
Nam qui định góc lệch tối đa là 8 0 khi phanh trên đờng có hệ số bám = 0,6 và
tốc độ ban đầu khi phanh là 30km/h.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


Đồ án tốt nghiệp

25

* Tiêu chuẩn hành lang phanh: là độ dịch chuyển ngang của thân xe tối đa
so với phơng chuyển động cho phép sang hai bên khi phanh ô tô đang chuyển
động trong mạng lới giao thông. Chính độ dịch chuyển cho phép này qui định
một hành lang an toàn khi xe xhuyển động trên mạng giao thông. Ví dụ nh ở
Việt Nam qui định hành lang phanh là 3,5m.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức


26

Đồ án tốt nghiệp

Chơng II

Tính toán thiết kết cơ cấu phanh
II.1. xác định mô men sinh ra ở cơ cấu phanh.

* Các thông số của xe cơ sở:
- Chiều dài cơ sở

L = 3785 (mm) = 7,785m

- Trọng lợng toàn bộ

G = 9.325 (Kg) = 93250(N)

+ Phân bố lên cầu trớc

G1 = 2770,3(Kg) = 27703(N)

+ Phân bố lên cầu sau

G2 = 6464,5(Kg) = 64645(N)

- Chiều cao trọng tâm hg = 1m
d
16


- Bán kính bánh xe: Rbx = B + 25,4 = 8,25 + 25,4 = 523,75
2
2

Rbx = .R0
: Là hệ số biến dạng của lốp
+ Lốp áp suất thấp = 0,93 ữ 0,95
+ Lốp áp suất cao = 0,945 ữ 0,95
Chọn = 0,94


Rbx = 0,94.412,75 = 387,99 (mm) = 0,388(m)

Xác định tọa độ trọng tâm theo chiều dọc của ô tô.

hg

O

Z2

Z1

G

a

Nguyễn Tiến Duyệt

b

Khoá 34 - tại chức

27

Đồ án tốt nghiệp

- Lập phơng trình mô men đối với tâm cầu sau:
Z1(a+b) - G.b
Mặt khác



Z1 = G1;

Do đó ta có: b = G1 .

Z1.L = G.b
Z2 = G2

L 2770,3.3,75
=
= 1,1( m)
G
9325

a = L b = 3,75 1,1= 2,65(m)
* Mô nen cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
+ Có thể giảm đợc tốc độ của ô tô đến 1 giá trị nào đó hoặc đến lúc cho
dừng hoàn toàn với gia tốc chậm dần nằm trong giới hạn cho phép.
+ Đạt hiệu quả phanh cao nhất và đảm bảo sự ổn định của xe khi phanh có
nghĩa là mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của 1 trục bánh xe tỉ lệ thuận với
trọng tải thẳng đứng.

+ Sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh.
Theo lý thuyết ô tô tải trọng thẳng đứng tác dụng lên của bánh xe của cầu
trớc và cầu sau đợc tính bằng công thức:
- Cầu trớc:

Z1 =

G
(b cos + hg sin + k .hg )
Z .L

(10-21.a)-[I]

- Cầu sau:

Z2 =

G
( a cos hg sin + k .hg )
Z .L

(10-21.b)-[I]

Trong đó:

G là trọng lợng của ô tô khi đầy tải
L: Chiều dài cơ sở của ô tô
a,b,hg: Toạ độ trọng tâm của ô tô khi đầy tải.
: góc dốc của đờng.
K: Hệ số cờng độ phanh ( K =

J max
= 0,4 ữ 0,5 )
g

Jmax : Gia tốc chậm dần cực đại khi phanh.
g: gia tốc trọng trờng.

Nguyễn Tiến Duyệt

Khoá 34 - tại chức