Thiết kế hệ thống phanh

Chơng I:
Tổng quan về hệ thống phanh.
* Công dụng của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ chuyển động của ô tô cho đến khi dừng
hẳn hoặc đến một tốc độ nào đó theo yêu cầu của ngời lái. Ngoài ra hệ thống phanh
còn giữ cho ô tô dừng ở ngang dốc trong thời gian lâu dài hoặc cố định xe trong thời
gian dừng xe (phah tay).
Đối với ô tô, máy kéo hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng vì nó đảm
bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng xe trong tinh huống nguy
hiểm nhờ vậy mà nâng cao đợc năng suất vận chuyển, tăng đợc tính động lực.
* . Yêu cầu của hệ thống phanh.
Để nâng cao hiệu quả phanh trong quá trình làm việc của hệ thống phanh thì
nó phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh với các trờng hợp nguy hiểm.
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trờng hợp
nghĩa là phải tạo ra đợc lực phanh lớn nhất, đồng thời cho tất cả các bánh xe.
- Hoạt động êm dịu, đảm bảo sự hoạt động của ô tô khi phanh, khi phanh
hệ thống phanh không gây tiếng ồn, tiếng gõ và phải có mômen phanh nh nhau ở các
bánh xe cùng trục của ô tô để tránh hiện tợng lệnh lực phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm bớt cờng độ lao động của ngời lái: cấu tạo hệ
thống sao cho lực đạp phanh của ngời lái là nhỏ nhất, trong khi vẫn tạo đợc lực phanh
tới các bánh xe là lớn nhất. Để đảm bảo yêu cầu này hệ thống phanh có lắp thêm bộ
trợ lực (trợ lực chân không, trợ lực khí nén hoặc trợ lực thuỷ lực).
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trờng hợp nguy
hiểm.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc
sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với mọi cờng độ.
1
- Không có hiện thợng tự xiết khi phanh và nhả phanh tức thời khi ngời lái thôi
đạp phanh. Nếu không sẽ rất nguy hiểm trong qua trình ô tô chuyển động.
- Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt: thực chất của quá trình phanh là sử dụng

lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh để tạo mômen cản chuyển động quay của bánh xe,
xét về mặt năng lợng thì hệ thống phanh là biến đổi động năng của ô tô thành nhiệt
năng của cơ cấu phanh. Khi phanh nhiệt độ sinh ra ở cơ cấu phanh rất cao. Do đó cơ
cấu phanh phải có khả năng truyền nhiệt tốt.
- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh
trên bánh xe: tức là hệ dẫn động phanh phải có tỷ số truyền ổn định. Tạo cảm giác
yên tâm cho lái xe khi đạp phanh.
Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện
sử dụng.
- Có khả năng phanh ô tô khi đứng trong thời gian dài.
- Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dỡng và sửa chữa.
I. Giới thiệu về xe huyndai và hệ thống phanh của xe tham
khảo (hyundai 11 tấn):
1./ Các thông số cơ bản về xe Huyndai:
Xe Hyundai 11 tấn là loại xe tải do hãng Hyundai của Hàn Quốc sản xuất. Đây
là loại xe đợc dùng để chuyên chở các vật liệu và các phụ kiện có kích thớc lớn nhằm
phục vụ các công trình xây dựng và các nơi có không gian vừa và lớn. Xe có công
suất lớn, độ bền và độ tin cậy cao, kết cấu cứng vững gồm nhiều thiết bị hiện đại đợc
trang bị trên xe và đảm bảo an toàn cho ngời sử dụng trong các điều kiện đờng sá, khí
hậu có phần khắc nghiệt.
Với đề tài đợc giao là khai thác hệ thống phanh dùng cho xe tải loại 11 tấn dựa
trên cơ sở là xe Hyundai do hãng Hyundai của Hàn Quốc sản xuất.
2
Hình 1.1:Sơ đồ bố trí chung xe Huyndai-11 tấn
Thông số cơ bản về xe Huyndai - 11 tấn
- Chiều dài toàn bộ mm 8.270
- Chiều rộng toàn bộ mm 2.495
- Chiều cao toàn bộ mm 2.860
- Chiều dài cơ sở mm 7.025
- Vết bánh trớc mm 2.040

- Vết bánh sau mm 1.850
- Trọng lợng bản thân KG 10.525
- Trọng lợng toàn bộ KG 21.700
- Vận tốc lớn nhất Km/h 95,8
- Bánh xe Phía trớc đơn, sau kép
- Cỡ lốp Trớc 11 - 12
Sau 11 - 20
- Phanh chính loại Dẫn động liên hợp
Phanh trớc Tang trống
Phanh sau Tang trống
- Phanh tay loại Tang trống, tác dụng phía sau hộp số
- Kiểu động cơ: Động cơ diegen, 4 kỳ, phun nhiên liệu trực tiếp, làm mát bằng
nớc.
- Số xy lanh 8
- Công suất lớn nhất 290KW/2200v/p
3
- M«men xo¾n lín nhÊt 100KGm/1400v/p
- Kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn piston xy lanh b¸nh xe 160mm
- Kho¶ng c¸ch tõ t©m b¸nh xe ®Õn ®iÓm tùa chèt quay 170mm
2./ Giíi thiÖu vÒ hÖ thèng phanh .
+ Ôtô HYUNDAI-11T được trang bị các loại hệ thống phanh chính, hệ thống
phanh dừng, phanh phụ trợ.
Cơ cấu phanh bánh xe kiểu tang trống, có hai má phanh với đầu cố định cùng
phía. Dẫn động hệ thống phanh chính bằng khí nén, có hai đường phanh riêng
biệt cho các cơ cấu phanh. Khi đỗ, ôtô được phanh nhờ cơ cấu phanh các bánh
sau dưới tác dụng của lực lò xo trong các bầu phanh. Cơ cấu phanh phụ trợ
được đặt ở đường ống xả. Phanh phụ trợ hoạt động theo nguyên lý chắn lưu
lượng dòng khí xả và giảm lượng nhiên liệu cung cấp. Trường hợp hệ thống
phanh chính bị hỏng ta có thể dùng phanh dừng để phanh xe tạm thời.
2.1. S¬ ®å bè trÝ chung cña hÖ thèng phanh xe huyndai 11 tÊn.

4
Hình 1.2: Sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh xe: Huyndai 11T
1: Đồng hồ áp suất 12: Van ba ngả
2: Cơ cấu phanh bánh xe 13: Cơ cấu phanh bánh xe
3: Máy nén khí 14: Cơ cấu phanh bánh xe
4: Bình lọc hơi nớc 15: Bầu phanh chính của cầu giữa và trớc
5: Bình nén khí 16: Bầu phanh chính của phanh cầu sau
6: Cơ cấu phanh bánh xe 17: Bình dầu
7; Cơ cấu phanh xe 18: Van chuẩn đoán
8: Van phân phối 19: Van xả nhanh
9: Cơ cấu phanh bánh xe 20: Bình ngng tụ hơi nớc
10: Bầu phanh tay 21: Van an toàn
11 Van xả khí 22: Bàn đạp phanh
*Nguyên lý làm việc:
Động cơ làm việc thì máy nén khí làm việc và nén khí đến một áp suất nhất
định và đợc kiểm tra bằng đồng hồ áp suất rồi đợc đa tới các bình chứa khí nén.
5
Khi thực hiện quá trình phanh thì ta đạp bàn đạp phanh làm cho van phân phối
mở và khí nén từ bình chứa đến mở van ở các bầu phanh chính của các cầu để cho
dòng khí từ bình chứa tới ép pitôn màng trong bầu phanh chính đẩy pitôn dầu trong
bầu phanh chính và đ dầu tới các xy lanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh.
Khi không phanh thì nhờ các lực lò xo hồi vị kéo các guốc phanh lại và dầu hồi
về bình dầu lúc này khí nén không hồi về bình chứa mà thông với khí quyển và áp
suất trong buồng phanh giảm, lò xo hồi vị trong bầu phanh đẩy pitôn màng dịch
chuyển về vị trí ban đầu và dừng quá trình phanh
3.Giới thiệu chung về hệ thống treo.
Hệ thống treo dùng để nối đàn hồi giữa khung hoặc vỏ xe với các cầu ( các
bánh xe ) của ôtô và thực hiện các chức năng sau:
+ Khi ôtô chuyển động, nó cùng với lốp hấp thụ và cản lại các rung động, các
dao động và các va đập tác dụng lên xe do mặt đờng không bằng phẳng, để bảo vệ

hành khách, hành lý và cải thiện tính ổn định.
+Truyền lực kéo và lực phanh sinh ra do ma sát giữa mặt đờng và các bánh xe,
đến gầm và thân xe.
+ Đỡ thân xe trên các cầu và đảm bảo mối liên hệ hình học chính xác giữa
thân và các bánh xe.
+ Khi ôtô chuyển động trên đờng không bằng phẳng sẽ chịu những dao động
do bề mặt đờng mấp mô sinh ra. Những dao động này ảnh hởng xấu tới tuổi thọ của
xe, hàng hoá và đặc biệt là ảnh hởng tới hành khách.. Vì vậy, tính êm dịu chuyển
động là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng của xe.
+ Tính êm dịu của ô tô phụ thuộc vào kết cấu của xe và trớc hết là hệ thống treo,
phụ thuộc vào đặc điểm và cờng độ kích thích, sau đó là phụ thuộc vào kỹ thuật của
lái xe. Lực kích thích gây dao động có thể do sự không cân bằng của liên hợp máy
hoặc do độ nhấp nhô của bề mặt đờng không bằng phẳng. Nếu chỉ xét trong phạm vi
6
kh¶ n¨ng chÕ t¹o « t« th× hÖ thèng treo mang tÝnh chÊt quyÕt ®Þnh ®Õn ®é ªm dÞu
chuyÓn ®éng cña « t«.
+ Hệ thống treo cña xe « t« huyndai 11 tÊn : là hệ thống treo phụ thuộc, phần
tử đàn hồi loại nhíp, bộ giảm chấn dùng bằng thuỷ lực kiểu ống lồng tác dụng thuận
nghịch.
Có 4 lá nhíp, có biên dạng hình chử nhật. Nhíp được bắt chặt vào gầm cầu
bằng 2 bulông hình chữ U. Trong phần trước của nhíp có các tai nhíp tháo được,
trong lổ của tai nhíp có ép các ống lót. Mút sau của nhíp được bắt di động trên
khung xe bằng liên kết bản lề.
Chiều rộng lá nhíp: 88 (mm)
Chiều dày lá nhíp: 23 (mm)
Chiều dày của lá nhíp dài nhất: 1500 (mm)
Bán kính cong của nhíp: 90 (mm)
Độ cứng của lá nhíp: 56,4 ( 4,2 (N/mm)
+ Hệ thống treo sau: là hệ thống treo phụ thuộc, gồm có 12 lá nhíp bố trí kiểu
cân bằng. Cách bố trí này đảm bảo cho phản lực pháp tuyến trên bánh xe của các

cầu này luôn luôn bằng nhau và cầu không bị treo khi xe chuyển động trên các
đường có mấp mô lớn.
Chiều dài của lá nhíp dài nhất: 1470 (mm)
Chiều rộng các lá nhíp: 90 (mm)
Chiều dày các lá nhíp: 20 (mm) có 3 lá nhíp: - 18 (mm) có 8 lá nhíp.
Bán kính cong của lá nhíp: 34 (mm)
Độ cứng của các lá nhíp: 207 ( 22 (kG/mm)
7
4.Giíi thiÖu chung vÒ hÖ thèng lái.
Cơ cấu lái trên ôtô HYUNDAI -11T là loại liên hợp: Trục vít- êcu bi -thanh
răng - cung răng, có bộ trợ lực lái bằng thuỷ lực. Dẫn động hệ thống lái thông
qua trục lái, khớp cácđăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu lái và
trợ lực lái được bố trí chung thành một cụm, cơ cấu lái được bắt chặt vào
khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng.
Tỷ số truyền của cơ cấu lái i
ω
= 22,76.
Bơm dầu trợ lực lái là loại bơm cánh gạt tác dụng kép, số cánh gạt là 10 cánh,
trên thân bơm có bố trí van an toàn.
Hình thang lái được bố trí phía sau cầu trước.
5.Giíi thiÖu chung vÒ hÖ thèng thuû lùc.
+ Hệ thống nâng thủy lực dùng trên các ôtô chở hàng có thùng tự đổ làm việc
theo nguyên tắc: dùng năng lượng của động cơ ô tô làm quay bơm dầu tạo nên áp
suất cao, đưa vào xy-lanh lực nâng một đầu thùng hàng, và tự trút hàng trên thùng.
Cấu trúc cơ bản bao gồm: cụm bơm thủy lực, cụm van điều khiển, cụm xy lanh lực
nâng hạ thùng hàng.
Cụm bơm thủy lực được gắn ở bên cạnh hộp số, bơm chỉ làm việc khi các số
truyền dùng cho di chuyển xe ở vị trí trung gian. Bơm được điều khiển bằng cần
điều khiển nối tới buồng lái, và có hai vị trí: gài bơm và ngắt bơm khỏi hộp số. Khi
gài bơm công suất của động cơ truyền tới hộp số và bơm quay. Bơm có thể tạo áp

suất dầu tới 100 bar và có van điều khiển áp suất và lưu lượng dầu. Dầu có áp suất
cao truyền tới cụm van điều khiển và có thể tới xy lanh lực tùy theo vị trí của cụm
van điều khiển đường dầu.
Cụm van điều khiển đường dầu có cấu trúc là van con trượt 3 vị trí: vị trí ngát
đường dầu đi và về, vị trí cấp dầu cho xy lanh và đưa dầu về thùng, vị trí xả dầu
cao áp về thùng. Mạch thủy lực cũng rất đa dạng, van con trượt có thể được điều
8
khin trc tip hay iu khin in tựy theo cu trỳc ca nh ch to.
Cm xy lanh lc cú cu trỳc l xy lanh thy lc cú tỏc dng 1 chiu vi hai
ng du: ng cp du v ng thoỏt du v thựng.
Khi gi bm v gi cm van iu khin vo v trớ nõng thựng, du c cp ti xy
lanh lc, v to kh nng nõng thựng hng.
Khi ang h thựng v trớ van iu khin c ua v v trớ h thựng, du cú ỏp sut
s tr v thựng du qua van iu khin.
V trớ trung gian ca cm van iu khin m bo h thng xy lanh b ngt hon
ton vi h thng thy lc.
Chơng II
I. phân tích hệ thống phanh của xe huyndai 11 tấn
2.1./ hệ thống phanh chính.
2.1.1. giới thiệu về cơ cấu phanh.
C cu phanh bỏnh xe kiu tang trng, cú hai mỏ phanh vi u c nh cựng
phớa. Dn ng h thng phanh chớnh bng khớ nộn,
*. Cơ cấu phanh tang trống.
-. Cơ cấu phanh tang trống đối xứmg qua trục.(sử dụng một xilanh có hai pistong)
Hình 2.1: Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục.
1- Giá đỡ cơ cấu phanh; 2- Tang trống; 3-Guốc phanh; 5- Lò xo hồi vị; 6- Lò xo
kéo; 7- Giá đỡ guốc phanh; 8- chốt chống xô ngang guốc phanh; 9- Bộ phận dẫn
9
động cơ cấu phanh tay; 10- Xilanh bánh xe.
Kết cấu: Trống phanh (2) đợc gắn với mặt bích của trục và quay cùng với bánh

xe.Lò xo hồi vị (5) có tác dụng làm cho một đầu của guốc phanh (3) tỳ vào chốt định
vị , đầu còn lại tỳ vào thanh đẩy pistong xilanh con (10).
Khi ngời điều khiển tác động lên bàn đạp phanh, áp suất chất lỏng trong xilanh
chính tăng lên và đợc truyền đến các xilanh con(10) làm cho các pistong trong xilanh
con dịch chuyển và đẩy các guốc phanh (3) hớng ra ngoài, các má phanh ép chặt vào
trống phanh(2) để ngăn cản sự quay tròn của trống phanh, làm giảm hay dừng hẳn lại,
quá trình phanh đợc thực hiện. Khi các má phanh chạm vào trống phanh đang quay
theo chiều mũi tên ( chiều tiến của xe), nhờ tác động quay của trống phanh, guốc
phanh bên trái có xu hớng đợc ép thêm vào trống phanh. Guốc phanh này đợc gọi là
guốc dẫn động. Guốc phanh bên phải có xu hớng bị trống phanh đẩy ra làm giảm lực
ép giữa má phanh và trống phanh. Guốc này gọi là guốc bị dẫn.
Khi ngời lái xe nhả bàn đạp phanh, áp suất trong xilanh con giảm, lò xo hồi
vị(3) kéo các guốc phanh về vị trí ban đầu để tạo khe hở giữa má phanh và trống
phanh, quá trình phanh kết thúc.
ở loại phanh này các guốc phanh đợc lắp riêng biệt không có tác dụng qua lại
với nhau nên đợc gọi là cơ cấu phanh không trợ động.
u điểm: của cơ cấu phanh loại này là: hiệu quả phanh khi ô tô tiễn và lùi là nh
nhau, kết cấu phanh có độ cứng vững cao và đơn giản, có thể tạo đợc lực phanh độc
lập lên các guốc phanh.
Nhợc điểm: Guốc phanh bị dẫn làm việc không thuận lợi do tác động đẩy của
trống phanh nên cơ cấu phanh này có hiệu quả phanh kém hơn các cơ cấu phanh khác
có cùng đờng kính xilanh con và diện tích tiếp xúc giữa má phanh và trống phanh.
Trờng hợp cơ cấu phanh với xilanh con có đờng kính của các pistong bên trong
nó khác nhau, lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trờng hợp này sẽ khác nhau.
Trên hình (Hình 2.1) với chiều quay của trống phanh theo chiều mũi tên thì má phanh
bên trái làm việc thuận lợi hơn vị có hiện tợng tự xiết, vì vậy má phanh bên trái cần ít
10
lực ép hơn. Nghĩa là đờng kính pistong ở bên má phanh trái nhỏ hơn đờng kính
pistong ở bên má phanh bên phải.Với đặc điểm nh vậy thì khi phanh có một má xiết
và một má nhả, má nhả khi làm việc có xu hớng là đi ra xa trống phanh còn má xiết

thì sẽ có xu hớng vào trống phanh do vậy mà khi làm việc lực ma sát của má xiết và
trống phanh lớn hơn của má nhả và trống phanh.
a. giới thiệu về dẫn động phanh.
+ Dẫn động phanh chính ôtô huyndai 11 tấn thuộc kiểu dẫn động kết hợp
khí nén thuỷ lực.. Dẫn động phanh chính của ôtô huyndai 11 tấn đợc phân làm
hai dòng độc lập. Một dòng dẫn động tới hai bánh xe cầu trớc, một dòng dẫn
động tới hai bánh xe cầu sau. Mục đích của việc phân dòng nh vậy là để nếu một
dòng bị h hỏng thì dòng kia vẫn hoạt động để tạo ra lực phanh tối thiểu, nhằm
tăng độ tin cậy của hệ thống.
+ Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén thuỷ lực: Là hệ thống phanh kết hợp khí
nén và thuỷ lực.
Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống phanh dẫn động thuỷ khí.
Nguyên lý làm việc: Máy nén khí(2) đợc dẫn động bởi động cơ của ô tô thông
qua các dây đai và nạp khí vào bình chứa khí nén(3).
11
Khi ngời điều khiển tác dụng lên bàn đạp phanh(4), van phân phối khí nén(5)
sẽ mở ra, khí nén từ bình chứa qua van phân phối đến các xilanh lực đẩy pistong của
các xilanh lực ép vào pistong của xilanh chính(10-12), áp suất dầu trong xilanh chính
và trong hệ thống tăng lên, sinh ra lực tác động lên các piston của các xilanh con(6-
13), do đó sẽ làm cho các guốc phanh cùng má phanh(8-15) ép sát vào trống
phanh(7-14) để thực hiện quá trình phanh.
Hệ thống phanh thuỷ khí đợc trang bị cho các xe tải cỡ trung và lớn, nó
phối hợp cả hai u điểm của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực và khí nén. Nhờ
vậy mà hệ thống phanh thuỷ khí có lực tác dụng nên bàn đạp nhỏ, độ nhạy cao và
có thể sử dụng cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
*Nguyên lý làm việc:
Động cơ làm việc thì máy nén khí làm việc và nén khí đến một áp suất nhất
định và đợc kiểm tra bằng đồng hồ áp suất rồi đợc đa tới các bình chứa khí nén.
Khi thực hiện quá trình phanh thì ta đạp bàn đạp phanh làm cho van phân phối
mở và khí nén từ bình chứa đến mở van ở các bầu phanh chính của các cầu để cho

dòng khí từ bình chứa tới ép pitôn màng trong bầu phanh chính đẩy pitôn dầu trong
bầu phanh chính và đ dầu tới các xy lanh bánh xe và thực hiện quá trình phanh.
Khi không phanh thì nhờ các lực lò xo hồi vị kéo các guốc phanh lại và dầu hồi
về bình dầu lúc này khí nén không hồi về bình chứa mà thông với khí quyển và áp
suất trong buồng phanh giảm, lò xo hồi vị trong bầu phanh đẩy pitôn màng dịch
chuyển về vị trí ban đầu và dừng quá trình phanh.
*. Máy nén khí.
Máy nén khí là để tạo 1 lợng khí nén dự trữ cố định ở các ôtô dùng hệ thống
phanh hơi và phanh liên hợp.
* Nguyên lý làm việc.
Máy nén khí đợc dẫn động bằng truyền động đai từ trục khuỷu động cơ. Dới tác
dụng của độ chân không sinh ra trong xy lanh của máy nén khí, không khí đợc hút
vào máy nén khí và khi vào trong không khí đợc nénlại và có áp suất cao sau đó đợc
12
®a tíi b×nh chøa khÝ nÐn qua c¸c èng dÉn ®éng.
H×nh 2.2: S¬ ®å m¸y nÐn khÝ
* Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt.

13
Hình 2.3: Bộ điều chỉnh áp suất
Bộ điều chỉnh áp suất đặt trên khối xylanh của máy nén khí, nó có tác dụng giữ
nguyên áp suất khí nén trong một giới hạn nhất định là trong khoảng (0,6 - 0,77Mpa).
áp suất này bảo đảm cho luồng khí nén từ các bình chứa vào các bầu phanh với tốc
độ giới hạn không đổi và với lu lợng trong một giây lớn nhất do vậy bảo đảm đợc thời
gian chậm tác dụng của dẫn động phanh là ngắn nhất.
* Van an toàn.
Van an toàn dùng để phòng ngừa cho hệ thống khí nén không bị tăng áp suất
quá lớn trong trờng hợp tự động điều chỉnh áp suất bị h hỏng. Van đợc bố trí ở bình
chứa khí nén gần máy nén khí và đợc điều chỉnh áp suất bị h hỏng. Van bố trí gần
nén khí và đợc điều chỉnh nhờ áp suất quá lớn mở van khoảng 0,9 - 0,95Mpa. Van đ-

ợc điều chỉnh nhờ áp suất khí và đợc hãm lại nhờ lò xo.

Hình 2.4: Van an toàn
1: Đế van 2: Thân van
3: Bi 4: Lò xo van
5: Đai ốc hãm 6: Ty điều chỉnh
2.2./ hệ thống phanh dừng.
a- Giới thiệu về cơ cấu phanh dừng.
*. Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phanh tay ô tô hyundai.
14
Hình 2.2. Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh tay
1. Tay phanh; 8, 15, 16. Các lò xo hồi vị;
2. Cóc hãm; 9. Vỏ dây cáp;
3. ống trợt; 10. Dây cáp số2;
4. Con lăn 12, 13. Dây cáp số 3;
5. Dây cáp số 1; 14, 20. Các đòn điều khiển cơ cấu phanh tay;
6.Đai ốc điều chỉnh; 18. Trống phanh.
7, 11. Đòn quay;
* Nguyên lý làm việc:
15
Khi ngời lái tác động vào tay phanh (cần điều khiển phanh tay) nhờ truyền
động bằng cơ khí sẽ kéo dây cáp làm các đòn ABO và đòn CB trong cơ cấu
phanh dịch chuyển ép các guốc phanh vào trống phanh thực hiện quá trình
phanh.
Khi kéo tay phanh ở một vị trí nhất định nào đó, cóc hãm ăn khớp với răng
ca trên tay phanh, giữ nguyên vị trí tay phanh. Khi nhả phanh ngời lái phải xoay
tay phanh vào vị trí răng ca của tay phanh không ăn khớp với cóc hãm để nhả
phanh.
b- Giới thiệu về dẫn động phanh dừng.
* Cấu tạo:

Sơ đồ cấu tạo dẫn động phanh tay đợc trình bày trên hình 2.2. Tay phanh
(1) chạy trong ống trợt (3), đầu cuối tay phanh nối cứng với dây cáp (5), dây cáp
(5) chạy trên con lăn (4), đầu còn lại của dây cáp (5) đợc nối với đòn quay (7)
bằng khớp bản lề. Một đầu của dây cáp số (10) nối với đòn quay (7) bằng khớp
bản lề, đầu còn lại mắc vào đòn điều khiển cơ cấu phanh tay bánh xe bên trái,
dây cáp số (10) chạy trong vỏ dây cáp (9). Vỏ dây cáp (9) một đầu đợc bắt chặt
với khung xe, đầu còn lại bắt chặt với đòn quay (11). Dây cáp số 12, 13 một đầu
đợc nối với đòn quay 11 bằng khớp bản lề, đầu còn lại móc vào đòn điều khiển
cơ cấu phanh tay bánh xe bên phải.
b, Nguyên lý làm việc:
Khi kéo tay phanh theo chiều mũi tên, dây cáp số (5) chạy trên con lăn và
chuyển động theo chiều mũi tên, đòn quay (7) quay theo chiều mũi tên, kéo dây
cáp số 10 chạy trong vỏ (9), kéo đòn điều khiển cơ cấu phanh tay bánh xe bên
trái làm ép các guốc phanh vào trống phanh đồng thời khi dây cáp số 10 chuyển
động trong vỏ (9) vì một đầu của vỏ dây cáp (9) bắt cố định với khung xe, đầu
còn lại bắt chặt với đòn quay (11). Khi dây cáp số 10 chuyển động trong vỏ (9)
theo chiều mũi tên thì vỏ 9 sẽ chuyển động ngợc chiều với chiều chuyển động
16
của dây cáp số 10, kéo theo đòn quay số 11 quay theo chiều mũi tên, đòn quay
(11) quay và kéo dây cáp số 12 chạy theo chiều mũi tên, kéo đòn điều khiển cơ
cấu phanh tay bánh xe bên phải ép các guốc phanh vào trống phanh. Thực hiện
quá trình phanh.
Khi nhả tay phanh, các lò xo hồi vị của cơ cấu phanh kéo các dây cáp
chuyển động theo chiều ngợc lại mũi tên, các chi tiết trở về vị trí ban đầu khi
không phanh.
Chơng III
1 . tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh
trên xe tải huyndai 11t:
Hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng trên ô tô, do vậy tính toán
kiểm nghiệm lại hệ thống phanh là một công việc cần thiết. Nhiệm vụ đặt ra là phải

tính toán để xác định đợc giá trị mô men phanh yêu cầu, giá trị mô men phanh do các
guốc phanh sinh ra trong quá trình phanh ô tô, sau đó chứng minh sự cần thiết phải
lắp bộ điều chỉnh lực phanh, tính toán sự thay đổi áp suất khí nén trong các dòng
phanh cầu trớc và cầu sau, xây dựng các đờng đặc tính và cuối cùng là phần tính toán
kiểm nghiệm lại cơ cấu phanh.
3.1 xác định momen phanh yêu cầu:
3.1.1. Số liệu đã biết.
Thông số cơ bản về xe Huyndai - 11 tấn
- Chiều dài toàn bộ mm 8.270
- Chiều rộng toàn bộ mm 2.495
- Chiều cao toàn bộ mm 2.860
- Chiều dài cơ sở mm 7.025
- Vết bánh trớc mm 2.040
- Vết bánh sau mm 1.850
- Trọng lợng bản thân KG 10.525
- Trọng lợng toàn bộ KG 21.700
17
- Vận tốc lớn nhất Km/h 95,8
- Bánh xe Phía trớc đơn, sau kép
- Cỡ lốp Trớc 11 - 12
Sau 11 - 20
- Phanh chính loại Dẫn động liên hợp
Phanh trớc Tang trống
Phanh sau Tang trống
- Phanh tay loại Tang trống, tác dụng phía sau hộp số
3.1.2. Xác định mô men phanh yêu cầu.
Trờng hợp ô tô đầy tải:
Khi phanh, bỏ qua lực cản gió P
w
và lực cản lăn P

f1
, P
f2
vì khi phanh vận tốc giảm
dần rất nhanh, nếu nh phanh đến vận tốc V = 0 thì lực P
f1
+ P
f2
rất nhỏ so với P
P1
+P
P2
.
Phơng trình cân bằng mômen:
Với
g
G
JP
a
Pj
.
=
(3.1)

+=
g
hJ
b
L
G
Z
gp
a
1
1
.
(3.2)









=
g
hJ
a
L
G

Z
gp
a
1
2
.
(3.3)
Để sử dụng hết trọng lợng bám của ôtô thì cơ cấu phanh đợc bố trí ở các bánh xe
trớc và sau. Lực phanh lớn nhất đối với toàn bộ xe tức là phanh có hiệu quả nhất khi
lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỉ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên chúng.
Từ đó ta có lực phanh cực đại tác dụng lên bánh xe ở cầu trớc và sau là :
- Lực phanh sinh ra ở cầu trớc:
P
p1
= .Z
1
[N] (3.4)
- Lực phanh sinh ra ở cầu sau:
P
p2
= .Z
2
[N] (3.5)
Từ (5.6) và (5.8) ta có lực phanh sinh ra ở một bánh của cầu trớc là :
( )

+=
01
.
.2
.
g
a
p
hb
L
G
P

[N] (3.6)
18
Với : G
a
= 21700 [kg] = 217000 [N]
L = 8,27 [m]
b = 2,495 [m]
h
g0
= 2,860 [m]

( )

+
ì
=
491,1.96,0
27,82
217000
.
1

p
P
P
p1
= 12594,91

+ 19561,45

2
[N]
Từ (3.5) và (3.7) ta có lực phanh cần sinh ra ở một bánh của cầu sau là:
( )






=

02
.
4
.
gp
ha
L
Ga
P

(3.7)
Với : a = 3,215 [m]

( )







ì
=
491,1.215,3
27.84
217000
.
2

p

P
= 21326,07.

- 9890,25.

2
[N]
Vậy mômen cần sinh ra ở các cơ cấu phanh.
+ Mô men phanh cần sinh ra ở 1 cơ cấu phanh trớc:
M
p1
= P
p1
.r
bx
(3.8)
Trong đó : r
bx
= 0.525 [m] : bán kính làm việc của bánh xe
Chọn

= 0,7
M
p1
= (12594,91

+ 19561,45

2
).0,525

= 6612,32.0,7 +10269,76.0,7
2
(3.9)
= 9660.806 [Nm]
+ Mô men cần sinh ra ở cơ 1 cấu phanh sau:
M
p2
= P
p2
.r
bx
= (21326,07.

- 9890,25.

2
). 0,525
= 11196,18.

- 5192,38.

2
= 5293.06 [Nm]
3.2xác định momen phanh mà cơ cấu phanh sinh ra:
19
3.2.1. Các số liệu cơ bản.
- Cơ cấu phanh trớc:
d
t
: đờng kính bề mặt ma sát của trống phanh; d

t
= 414 (mm)
b : bề rộng má phanh; b = 165 (mm)
: góc ôm má phanh; = 116
0

0,

1
: góc đặt tấm ma sát;
0
= 29
0


1
= 145
0
s : khoảng cách từ chốt lệch tâm đến tâm trục bánh xe; s = 160 (mm)
d
k
: đờng kính vòng tròn cơ sở của cam; d
k
= 38 (mm)
l
k
: chiều dài đòn dẫn động; l
k
= 140 (mm)
Các kích thớc : h = 140(mm); h

= 160 (mm),
h = h

+ h

= 140+160 = 300 (mm)
D
1
= 185 (mm):đờng kính làm việc của màng bầu phanh trớc
- Cơ cấu phanh sau:
d
t
: đờng kính trống phanh; d
t
= 414 (mm)
b : bề rộng má phanh; b = 175 (mm)
: góc ôm má phanh; = 116
0

0,

1
: góc đặt tấm ma sát;
0
= 29
0
;
1
= 145

0
s : khoảng cách từ chốt lệch tâm đến tâm trục bánh xe; s = 160 (mm)
d
k
: đờng kính vòng tròn cơ sở của cam; d
k
= 38 (mm)
l
k
: chiều dài đòn dẫn động cam phanh sau; l
k
= 140 (mm)
20

1
dN
dFT
P
Y
X
rt
h
h'
h''
O
s
d


0

C


l
D
2
: đờng kính làm việc của màng bầu phanh sau; D
2
= 175 (mm)
Các kích thớc : h

= 140 (mm); h

= 160 (mm)
h = 300 (mm).
3.2.2. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh trớc sinh ra.
Hình 5.1. Sơ đồ tính.
Hiện nay để xác định mô men phanh M
p
ta có ba phơng pháp là: đồ thị, giải tích
và đồ - giải. Phơng pháp giải tích phổ biến và u việc hơn cả vì nó đơn giản, có độ
chính xác cao và thuận tiện khi cần phân tích ảnh hởng của các thông số. Bởi vậy ở
đây ở đây chúng ta sử dụng phơng pháp này.
Xét cân bằng guốc phanh với các giả thuyết sau:
- Ap suất phân bố điều theo chiều rộng má phanh.
21
- Quy luật phân bố áp suất theo chiều dài má phanh không phụ thuộc vào giá trị
lực ép tác dụng lên guốc và có dạng tổng quát :
q = q
max

.
(

)
Trong đó :
q
max
- Ap suất lớn nhất trên má phanh.

(

)
- Hàm phân bố áp suất.
- Hệ số ma sát à giữa trống và má phanh không phụ thuộc vào chế độ phanh.
Đối với cơ cấu phanh đang khảo sát và tính toán, guốc phanh chỉ có một bậc tự do
nên xét trờng hợp áp suất trên má phanh phân bố theo quy luật đờng sin:
q= q
max
.sin. (3.10)
Nh vậy theo lý thuyết ô tô máy kéo mô men tổng của cả 2 guốc phanh sẽ là:
M
P

= M
P1
+ M
P2

=
22

22
11
11
BA
hP
BA
hP
à
à
à
à
+
+

(3.11)
ở đây: A=
t
r
s
.
)cos(cos4
)(2)2sin()2sin(
10
0110



+
(3.12)
B=

)cos(cos
.2
1
10


t
r
s
(3.13)
P
1
: Lực do guốc tự siết sinh ra.
P
2
: Lực do guốc tự tách sinh ra.
à: Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh.
Vì cơ cấuphanh yêu cầu có độ cứng vững cao, là loại phanh guốc một bậc tự do
nên :
()
= sin và áp suất q
max
tác dụng ở điểm có =90
0
(hình 5.4).
22

1

C

0
O
X
P
9
0

Pmax
Hình 3.2. Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui luật hình sin.
Với:
0
= 29
0

1
= 145
0
r
t
= 414/2 = 207 (mm)
s
1
= 160 (mm)
Thay các giá trị trên vào (5.19) và (5.20)
A =
665,0
207
160
.
)145cos29(cos4

)
180
1416,3
).(29145(2)145.2sin()29.2sin(
00
0000
=

+
B =
345,0)145cos29(cos
207.2
160
1
00
=
ở đây, cơ cấu ép bằng cam nên ta có: M
p1
= M
p2
; A
1
= A
2
= A và B
1
= B
2
= B, tức
là:

BA
hp
BA
hp
.
.
.
.
2211
àà
+
=

(3.14)
Từ điều kiện cân bằng cam ép (hình 5.5), ta có:

2
).(.
21
k
kd
d
pplp
+=
(3.15)
Từ (3.11), nếu xem h
1
h
2
thì:

Lực do guốc tự siết sinh ra:
23
P
1
=
)1(
A
B
d
l
P
k
k
d
à

[N] (3.16)
Lực do guốc tự tách sinh ra:
P
2
=
)1(
A
B
d
l
P
k
k
d

à
+
[N] (3.17)
Lực tác dụng lên đòn của cam ép cơ cấu phanh trớc đợc xác định theo công thức:
11
SpP
d
ì=
[N] (3.18)
ở đây:
p: áp suất trong bầu phanh; p = (0,55
ữ
0,7 (MN /m
2
)
chọn sơ bộ p = 0,6 (MN/m
2
) = 0,60.10
6
(N/m
2
)
S
1
=
4
.
2
1
D

[mm
2
] : diện tích làm việc của màng bầu phanh trớc
D
1
= 185 (mm):đờng kính làm việc của màng bầu phanh trớc
Thay các giá trị trên vào (5.28) ta có:
4
10.185
.14,3.10.6,0
62
6
1

=
d
P
= 16119,98 [N]
Thay P
d1
vào (3.16) và (3.18) ta có:
- Lực ép tác dụng lên guốc tự siết:
P
1
=
)1(
1
A
B

d
l
P
k
k
d
à


với: l
k
- chiều dài đòn dẫn động; l
k
= 140 (mm)
d
k
- đờng kính vòng tròn cơ sở của cam quay; d
k
= 38(mm)
à - hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh
à = 0,32 # 0,38, chọn à = 0,35
A, B: hệ số kết cấu
24
P
1
=
54,48605)
665,0
345,0
35,01(

38
140
16119,98.
=
(N)
- Lực ép tác dụng lên guốc tự tách:
P
2
=
)1(
1
A
B
d
l
P
k
k
d
à
+

P
2
=
26,70173)
665,0
345,0
35,01(
38

140
16119,98
=+
(N)
Với cơ cấu ép bằng cam ta có mô men do 2 guốc sinh ra bằng nhau; A
1
= A
2
= A
và B
1
=B
2
= B, ta có mô men mà cơ cấu phanh sinh ra :
M
P

=
BA
hP
BA
hP
à
à
à
à
+
+

2211

(3.19)
- Mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu trớc sinh ra là:
M
p1t
= M
P

=
BA
hP
BA
hP
à
à
à
à
+
+

2211
(với h
1
= h
2
= h = 300 (mm))
M
P1t
=
51,18754
345,035,0665,0

35,010.30026,70173
345,035,0665,0
35,010.30054,48605
33
=
ì+
ìì
+
ì
ìì

[N.m]
3.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra.
Với:
0
= 29
0

1
= 145
0
r
t
= 414/2 = 207 (mm)
s
2
= 160 (mm)
A=0,665
B=0,345
- Theo (3.18 ) lực tác dụng lên đòn của cam ép cơ cấu phanh sau:

22
SpP
d
ì=
= p.
4
.
2
2
D

25