ĐỒ án môn học TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ thống phanh

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHAM KỸ THUẬT VINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG PHANH

Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN VĂN ĐẠI
Sinh Viên Thực Hiện : NGUYỄN VĂN TIẾN
Lớp

: ĐH CN Ô TÔ K7

Vinh, năm 2015

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-1-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội thì phương tiện giao thông cũng

phát triển không ngừng trong đó ôtô là một phương tiện phổ biến. Do nhu cầu cấp
thiết của người tiêu dùng, nghành công nghiệp ôtô đã cho ra đời rất nhiều loại ôtô
với các tinh năng và công dụng khác nhau. Cũng từ những đòi hỏi của người tiêu
dùng về vận tốc của ôtô phải lớn và độ an toàn phải cao. Nhà sản xuất phải nghiên
cứu về hệ thống phanh nhiều hơn nhằm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng vì vậy hệ
thống phanh thuỷ lực đựơc ra đời là một trong những giải pháp cho vấn đề an toàn.
Với mục đính củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn, đồng thời làm
quen với công tác nghiên cứu khoa học góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phanh
trên ôtô. Tôi đã đựơc giao thực hiện đề tài:
“Thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch”. Với sự hướng dẫn của thầy
Nguyễn Văn Đại .
Đề tài bao gồm những nội dung chính sau:

Chương1: Tổng quan về hệ thống phanh của ôtô.
Chương 2: lựa chọn phương án và tính toán thiết kế hệ thống phanh
Sau một thời gian thực hiện, với sự cố gắng của bản thân cùng với sự giúp đỡ
chỉ dẫn của thầy Nguyễn Văn Đại , đến nay đề tài của tôi đã được hoàn thành. Mặc
dù đã hết sức cố gắng nhưng do kiến thức và thời gian còn hạn chế nên khó tránh
khỏi những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy và các bạn để
luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Đại người đã giúp đỡ
em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này cùng toàn thể các thầy trong bộ môn
động lực đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện !
Vinh, Ngày 05 tháng 10 năm 2015
(Sinh viên thực hiện)
NGUYỄN VĂN TIẾN

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-2-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN VĂN ĐẠI
Kết quả đánh giá :..........................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Giáo viên chấm : ...........................................
Kết quả đánh giá :...................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-3-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ
1.1. Chức năng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh của ôtô
Hệ thống phanh của ô tô có nhưng chức năng sau đây
• Giảm vân tốc của ô tô đến một trị số xác định hoặc giảm vận tốc đến khi
dừng hẳn.
• Duy trì vận tốc của ô tô ở một trị số xác định trường hợp xe chuyển động
xuống dốc.
• Đảm bảo ô tô không chuyển động khi đang đứng trên đường dốc hoặc khi
không có mặt của người lái.
Đối với xe bánh xích, hệ thống phanh còn có chức năng phối hợp với ly hợp
chuyển hướng khi quay vòng.
Khi ôtô đang chuyển động, nếu người lái cắt nguồn động lực đến các bánh
xe chủ động, vận tốc của ôtô sẽ giảm dần và dừng hẳn sau một thời gian nhất định
do động năng của ôtô tiêu hao dần cho các loại lực cản chuyển động như lực cản
của đường (Fψ), lực cản của không khí (Fw), lực ma sát (Fms) trong các bộ phận
chuyển động của ôtô. Tuy nhiên, các loại lực cản tự nhiên nói trên sẽ không đủ lớn

khi muốn giảm nhanh vận tốc của ôtô hoặc duy trì vận tốc của ôtô khi đang chạy
xuống dốc. Bởi vậy, ôtô phải được trang bị hệ thống phanh để tạo ra một loại lực
cản nhân tạo - lực phanh (Fp) - trong những trường hợp cần thiết. Quá trình tạo ra và
duy trì lực phanh được gọi là quá trình phanh. Căn cứ vào mục đích phanh, có thể
phân biệt các quá trình phanh :
- Phanh chậm dần - còn gọi là hãm ôtô - được sử dụng để dừng xe ở một vị
trí đã định hoặc giảm từ từ vận tốc của xe. Trong quá trình phanh chậm dần, động
năng của xe được tiêu hao bởi cả 2 loại lực cản : lực cản tự nhiên (F ψ, Fw, Fms) và
lực cản nhân tạo (Fp).
Quá trình phanh chậm dần có thể được thực hiện nhờ hệ thống phanh chính

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-4-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

hoặc hệ thống phanh hãm chuyên dụng. Hệ thống phanh hãm chuyên dụng thường
được trang bị cho các loại xe tải cỡ lớn để hãm ôtô khi chuyển động xuống dốc trên
đoạn đường dốc dài nhằm tránh phải sử dụng hệ thống phanh chính và đảm bảo hệ
thống phanh chính luôn trong tình trạng kỹ thuật tốt, sẵn sàng cho sử dụng trong
những trường hợp phanh khẩn cấp. Trên các loại ôtô tải trọng nhỏ và trung bình,
thông thường hệ thống phanh chính đảm nhiệm luôn chức năng của hệ thống phanh
hãm. Ngoài ra, người điều khiển còn có thể sử dụng động cơ và hộp số như một hệ
thống phanh phụ. Phương pháp phanh ôtô bằng động cơ được thực hiện khi không

cắt ly hợp, lực phanh được hình thành trên các bánh xe là do momen phanh của
động cơ, moment ma sát trong hệ thống truyền lực và ở các bánh xe sinh ra. Phương
pháp này thường được sử dụng khi cần giảm từ từ vận tốc của ôtô hoặc sử dụng khi
ôtô di chuyển động xuống dốc dài với vận tốc vừa phải.
- Phanh khẩn cấp - là quá trình phanh khi lái xe phát hiện tình huống phải
phanh để dừng xe trong thời gian ngắn nhất có thể. Khi phanh cấp tốc, động năng
của xe bị tiêu hao chủ yếu bởi lực cản nhân tạo (khoảng 90 %), còn phần động năng
bị tiêu hao bởi lực cản của đường và của không khí là rất nhỏ.
- Phanh tại chỗ - được sử dụng để ngăn ngừa sự chuyển động của xe khi xe
đang đứng tại chỗ.
Hệ thống phanh không chỉ đảm bảo tính an toàn khi vận hành mà còn cho
phép nâng cao vận tốc trung bình của ôtô, qua đó nâng cao hiệu quả khai thác. Xu
hướng chung là vận tốc của ôtô ngày càng được nâng cao, bởi vậy việc nghiên cứu
hoàn thiện hệ thống phanh ôtô luôn là một yêu cầu cần thiết.
Hệ thống phanh của ôtô cần đáp ứng các yêu cầu sau đây :
1) Đảm bảo đạt được tính năng phanh cao.
2) Lực cần thiết tác dụng lên cơ cấu điều khiển phanh (pedal phanh) không
quá lớn để việc điều khiển nhẹ nhàng. Đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên cơ
cấu điều khiển phanh và lực phanh trên bánh xe.
3) Thời gian phản ứng của hệ thống phanh ngắn.
4) Hoạt động tin cậy trong thời gian dài.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-5-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Bảng 1.1. Phân loại tổng quát hệ thống phanh ôtô
Tiêu chí phân loại

Các loại phanh
•

Hệ thống phanh chính (phanh chân)

•

Hệ thống phanh phụ (phanh tay)

•

Hệ thống phanh hãm

•
•

Hệ thống phanh tự động
Hệ thống phanh cơ khí

•

Hệ thống phanh thuỷ lực

•

•

Hệ thống phanh khí nén
Phanh tang trống

Đặc điểm cấu tạo

•

Phanh đĩa

của cơ cấu phanh

•

Phanh động cơ

•
•

Phanh điện
Hệ thống phanh không có trợ lực

Thiết bị cung cấp năng lượng

•

Hệ thống phanh có trợ lực

cho hệ thống phanh

•

Hệ thống phanh quán tính

•
•

Hệ thống phanh trọng lực
Hệ thống phanh cơ bản

•

Hệ thống có điều hoà lực phanh

•

Hệ thống phanh chống hãm cứng

Mục đích sử dụng

Môi chất và cách thức truyền
động phanh

Mức độ hoàn thiện

1) Hệ thống phanh chính - còn gọi là phanh chân - là hệ thống phanh được
người lái sử dụng trong những tình huống thông thường khi thực hiện quá trình
phanh. Hệ thống phanh chính được sử dụng phổ biến hiện nay là loại phanh thuỷ
lực hoặc phanh khí nén.

2) Hệ thống phanh phụ - còn gọi là phanh tay - là hệ thống phanh có chức
năng chính là giữ xe đứng yên trên đường bằng hay trên những đoạn đường dốc khi
xe không chuyển động. Ngoài ra, hệ thống phanh phụ còn có thể được sử dụng
trong một số tình huống đặc biệt như hệ thống phanh chính bị sự cố hoặc hiệu quả

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-6-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

phanh không đạt yêu cầu. Hệ thống phanh phụ thường là loại phanh kiểu truyền
động cơ khí.
3) Hệ thống phanh cơ khí - (xem mục 1.3.1) Dùng để dừng ôtô trên
những đoạn đường đèo dốc, hay giữ cho ôtô cố định ở một vị trí nào đó trên đoạn
đường thẳng mà không cần sự tác động của người điều khiển hoặc dùng để giảm tốc
độ hay dừng hẳn khi phanh chân bất ngờ bị mất tác động trong lúc ôtô đang di
chuyển và Phanh tay có thể kết hợp cùng với phanh chân cùng tác động để phanh
ôtô khẩn cấp - nhằm rút ngắn đi quãng đường phanh và thời gian phanh.
4) Hệ thống phanh thuỷ lực - Hệ thống phanh sử dụng loại chất lỏng
(thường là dầu thuỷ lực) để tạo ra momen phanh (xem mục 1.3.2).
5) Hệ thống phanh khí nén - Hệ thống phanh sử dụng không khí nén để tạo
ra momen phanh (xem mục 1.3.3).
6) Hệ thống phanh hãm – là hệ thống phanh có chức năng giảm hoặc duy
trì tốc độ xe ở một trị số nhất định mà không cần dừng xe lại. Hệ thống phanh hãm

thường được trang bị cho những xe có trọng tải lớn và được sử dụng trong trường
hợp xe chạy xuống dốc trong thời gian dài thay vì phải sử dụng hệ thống phanh
chính nhằm đảm bảo tình trạng kỹ thuật tốt cho hệ thống phanh chính. Hệ thống
phanh hãm thường dùng là phanh điện hoặc phanh thuỷ lực (xem mục 1.3.4)
7) Hệ thống phanh tang trống và hệ thống phanh đĩa - Hệ thống phanh
tang trống là hệ thống phanh được trang bị cơ cấu phanh kiểu tang trống. Hệ thống
phanh đĩa - cơ cấu phanh kiểu đĩa.
8) Hệ thống phanh không có trợ lực và hệ thống phanh có trợ lực - ở hệ
thống phanh không có trợ lưc, toàn bộ năng lượng cần thiết để tạo ra lực phanh là
do người lái xe phát ra. ở hệ thống phanh có trợ lực, chỉ một phần năng lượng cần
thiết để tạo ra lực phanh là xuất phát từ ngưòi lái xe, phần còn lại do bộ trợ lực
phanh tạo ra. Đa số ô tô hiện nay được trang bị hệ thông phanh có trợ lực.
9) Hệ thống phanh có điều hoà lực phanh - Phanh có bộ điều hoà lực
phanh là hệ thống phanh mà áp suất trong dẫn động phanh có bộ điều chỉnh nhằm
tận dụng trọng lượng bám khi tải trên các bánh trước và các bánh sau thay đổi, việc
điều chỉnh đó nhờ bộ điều hoà lực phanh.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-7-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

10) Hệ thống phanh chống trượt lê - Hệ thống phanh chống hãm cứng
bánh xe là hệ thống phanh có nhiệm vụ ngăn cản sự trượt lết của bánh xe giữ cho

các bánh xe không bị hãm cứng trong quá trình phanh. Ngày nay hệ thống ABS
được trang bị hầu hết trên các ô tô hiện đại đời mới các ô tô có tính năng cao và một
số ô tô 12 chỗ, hệ thống ABS tuy giá thành cao nhưng hiệu quả nên khá thông dụng.

1.2. Các bộ phận cơ bản của hệ thống phanh ôtô
Hệ thống phanh của ôtô được cấu thành từ những bộ phận cơ bản sau đây:
•

Bộ phận điều khiển phanh

•

Bộ phận cung cấp năng lượng phanh

•

Dẫn động phanh

•

Cơ cấu phanh

Ngoài ra, trên một số ôtô kéo remorque, hệ thống phanh còn được trang bị bộ
phận phụ trợ điều khiển phanh trên remorque.
B é p h Ë n ® iÒ u k h iÓ n

C ¬ cÊu phanh

D Én ®éng phanh
B é phËn cung cÊp

n¨ng l îng phanh

B é p h Ë n p h ô trî
trª n re m o rq u e

Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống phanh ôtô

1.2.1. Phanh Bộ phận điều khiển
1.2.2. Bộ phận cung cấp năng lượng phanh
Bộ phận cung cấp năng lượng được bố trí trước dãn động phanh. Nguồn
năng lượng cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình phanh. Trong trường hợp
hệ thống phanh khí nén thì nguồn cung cấp năng lượng là máy nén không khí; trong
trường hợp hệ thống phanh không có trợ lực thì nguồn cung cấp năng lượng chính
là lái xe.

1.2.3. Dẫn động phanh
-Dẫn động phanh bằng thủy lực.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-8-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Xylanh chính.

Hình.1.2. Xylanh chính - một dòng.
a. Hình tổng quát
1. Vỏ (thân) xylanh chính

2. Pittông

b. Hình cắt

3. Bình dầu

4. Phớt cao su tạo áp suất

5. Van 1 chiều 6. Các lỗ cung cấp dầu từ buồng A -> B 7. Lỗ nạp 8. Lỗ dầu hồi
(dầu bù) 9. Lò xo hồi vị A B. Buồng chứa dầu.,
Khi tác động lên píttông 2, píttông cùng phớt cao su 4 dịch chuyển về phía
trước sẽ bịt lại lỗ bù 8, ép lò xo hồi vị 9 tạo áp suất trong buồng B đẩy dầu ép dầu
chui qua van 1 chiều dầu chảy đến các xylanh con tại bánh xe.
Khi thôi tác động, dưới tác dụng của lực lò xo hồi vị 9 đưa phớt cao su áp
suất 4 về vị trí ban đầu. Thể tích buồng B lớn nhanh, do đó tạo một độ chân không
trong nó, làm cho dầu phanh ở buồng A chảy qua lỗ cấp 6 bẻ cong vành mép cao su
chảy vào buồng B làm điền đầy khoảng chân không vừa tạo nên, đến lúc này dầu từ
xylanh con nơi bánh xe mới hồi về lại xylanh chính 1 bằng lực ép của lò xo nơi
bánh xe. Vì buồng B kín và đã đầy dầu, cho nên lượng dầu này được trở về bình
chứa qua lỗ dầu hồi 8. Kết thúc quá trình phanh.
Xylanh chính loại hai dòng:

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

-9-

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

a

b
Hình 1.3. Xylanh chính - hai dòng.
a. Hình tổng quát

b. Hình cắt.

1. Vỏ xylanh chính 2 dòng 2.Pittông phía trước 3.Buồng dầu phía trước 4.Bình
dầu 5.Phớt cao su phía trước 6. Đai ốc 7.Pittông phía sau 8.Phớt cao su phía
sau 9.Lò xo phía sau 10 – 15.Các van liên hợp 11 – 12.Ống dẫn dầu đến xylanh
con ở bánh xe 13.Buồng dầu phía sau cđa Pittông phía sau 14. Buồng dầu phía
trước của Pittông phía trước sau 16. Buồng dầu phía sau của Pittông phía trước
17 – 22 Lỗ nạp 18 – 21. Lỗ bù 19. Lò xo phía trước 20 –23. Lỗ dầu cung cấp.
Để làm việc đạt hiệu quả cao, hệ thống phải kín không có không khí lọt vào.
Khi tác động một lực vào Pittông 2. Cụm Pittông (2), Phớt cao su (5) cùng tiến
về phía trước đóng lại Lỗ bù (18) làm tăng áp suất trong buồng (16), đẩy dầu trong
buồng (16) qua van liên hợp (15) theo đường ống (11) đến các xylanh con nơi bánh
xe, đồng thời tạo nên một áp lực tác động vào mặt của Pittông (7) làm cho cụm
Phớt cao su (8) và Pittông (7) di chuyển, làm cho Phớt cao su (8) đóng lại lỗ bù
(21) tăng áp suất trong buồng (13) mở van liên hợp (10) đưa dầu đến các xylanh
con nơi bánh xe.

Khi thôi tác động các cụm Pittông, Phớt cao su được trở về vị trí ban đầu nhờ
các lò xo (9 – 19) lúc này trong buồng (16) (13) tạo nên độ chân không. Cho nên
dầu từ buồng (3) (14) chảy qua các lỗ (20 - 23) vào Buồng (13 – 16) để điền đầy
vào khoảng chân không ấy, đồng thời dầu từ các xylanh con cũng trở về các buồng
dầu cho nên lượng dầu này được chảy qua các lỗ dầu hồi (18 – 21) trở về bình chứa.
Kết thúc quá trình phanh.
Trường hợp đường ống bị hở (vỡ ):
SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 10 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Khi đường ống phía trước của xylanh chính bị vỡ (hở), dầu sẽ chảy sạch ra ngoài,
do đó bên trong buồng (16) không tạo được áp suất cao, vì vậy mà cụm Pittông (2)
phải chạy thêm một đoạn nữa mới tác động trực tiếp vào Pittông (7) và Pittông (7)
lúc này làm việc mới hiệu quả. Quá trình cũng giống như trên.
Xylanh con.

a

b.

Hình.1.4. Xylanh con.
a. Loại 1 piston

b. Loại 2 piston không bằng nhau

c. Loại 2 piston bằng nhau.

1. Lò xo 2. Lỗ dầu vào 3. Vít xả gió 4. Đòn bẩy 5. Pittông 6. Phớt cao su 7. Phớt
cao su chắn bụi.
Tất cả các loại xylanh con như hình trên đều có chung một kết cấu như nhau,
đều có: Vỏ xylanh, phớt cao su chắn bụi (7), đòn đẩy (4), píttông (5), phớt cao su
làm kín (6), lò xo (1), lỗ lắp ống dẫn dầu (2), lỗ lắp vít xả gió (3).

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 11 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Khi dầu phanh có áp suất cao vào đường ống dẫn (2) làm tăng thể tích giữa
hai phớt cao su làm kín (6), đẩy hai đòn đẩy (4) về hai phía. Quá trình phanh tiến
hành.
Khi đường ống dẫn (2) không còn áp suất cao, thể tích giữa hai phớt cao su
làm kín (6) sẽ nhỏ lại như thể tích ban đầu. Quá trình phanh kết thúc .
- Dẫn động phanh bằng khí nén.
Tổng van khí nén.

Hình.1.5. Tổng van khí nén.
Bầu phanh khí nén.

• Loại 1 tầng
·

Hình. 1.6. Bầu phanh khí nén loại 1 tầng.

1. Nắp trên của bầu phanh 2. Lỗ lắp ống dẫn khí nén đến buồng phía dưới
được tạo bởi chi tiết 1 và 3 3. Bát cao su 4. Cây dù 5. Lò xo 6. nắp dưới của bầu
phanh 7. Chi tiết chữ U.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 12 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Khi cung cấp khí nén vào lỗ (2), thể tích được tạo bởi các chi tiết 1 và 3 tăng
lên thắng được lực của lò xo (5) dịch chuyển cây dù (4) và chữ U (7) về phía dưới.
Phanh được tiến hành.
Khi không cung cấp khí nén vào lỗ (2), khí nén bên trong buồng có ở chu kỳ
trước sẽ thoát ra ngoài bằng lỗ (2), thể tích giảm nhỏ tối đa, cây dù và chữ U trở về
vị trí ban đầu nhờ vào lực tác động của lò xo (5). Kết thúc quá trình phanh.
• Loại 2 tầng.

Loại này được sử dụng trong các ôtô có tải trọng tương đối lớn.
Chức năng:
Ôtô sẽ dừng hẳn khi hệ thống cung cấp khí nén bị hỏng, hoặc trong hệ thống
của đường ống dẫn khí nén bị hở, không giữ được hơi.

Hình.1.7. Bầu phanh khí nén loại 2 tầng.
A. Ngõ khí nén vào thường trực B. Ngõ khí nén vào khi có sự cung cấp của người
điều khiển.
1. Nắp trên 3. Bu lông 4. lò xo 5. Bát cao su 6. Cây dù trên 7. Cây dù giữa 8.
Cây dù dưới 9. Chữ U 10. Nắp dưới 11. Bát cao su 12. lò xo 13. Thân bầu phanh
14. lò xo.
a. Trường hợp 1: Hệ thống cung cấp làm việc của khí nén tốt, đường ống
không bị rò khí quá mức qui định.
SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 13 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Lúc này khí nén luôn luôn có trong đường ống A, làm cho thể tích của buồng
được tạo bởi bát cao su (5) với thân bầu phanh (13) là lớn nhất làm nén lò xo (4) lại
và đẩy cây dù trên (6) lên phía trên. Lúc này, cây dù giữa (7) và cây dù dưới (8)
được nâng lên nhờ vào lực của các lò xo (12 – 14) làm cho thể tích của buồng chứa
khí nén được tạo bởi bát cao su (11) với thân bầu phanh (13) là nhỏ nhất. Như vậy,
hệ thống phanh này không còn bị bó cứng, ôtô hoạt động bình thường.

Khi người điều khiển tác động lên bàn đạp phanh, khí nén cung cấp vào ngõ
B làm tăng thể tích giữa bát cao su (11) và cây dù giữa (8), tất cả đều dịch chuyển
về phía dưới. Quá trình phanh được tiến hành.
Khi người điều khiển nhấc chân ra khỏi bàn đạp phanh, thể tích buồng giữa
thân bầu phanh (13) và bát cao su (11) giảm nhỏ lại nhờ vào lực đẩy của lò xo (12).
Kết thúc quá trình phanh.
b. Trường hợp 2: Hệ thống cung cấp của khí nén không làm việc (hư hỏng),
đường ống bị rò khí quá mức qui định.
Lúc này người điều khiển không còn điều khiển được, lực của lò xo (4) đẩy
các cụm chi tiết về vị trí ban đầu. Như vậy, ôtô tự hãm cứng nhờ vào lực rất lớn của
lò xo (4).

1.2.4. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận có chức năng trực tiếp tạo ra lực phanh. Nguyên lý
hoạt động chung của cơ cấu phanh là tạo ra ngoại lực có tác dụng cản chuyển động
của ôtô trong quá trình phanh trên cơ sở các nguyên lý ma sát, thuỷ lực, điện từ, khí
động, v.v... Cho đến nay, đa số các cơ cấu phanh được sử dụng là cơ cấu phanh kiểu
ma sát, trong đó momen phanh được tạo ra nhờ ma sát giữa má phanh và bộ phận
chuyển động quay liên kết với các bánh xe của ôtô.
Căn cứ vào nguyên lý tạo momen phanh có thể phân biệt :
• Cơ cấu phanh ma sát
• Cơ cấu phanh thuỷ lực
Cơ cấu phanh điện
Căn cứ đặc điểm kết cấu cặp ma sát của cơ cấu phanh ta có :
• Cơ cấu phanh tang trống

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 14 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

• Cơ cấu phanh đĩa
• Cơ cấu phanh trục.

1.2.4.1 Cơ cấu phanh tang trống
Cơ cấu phanh tang trống là một loại cơ cấu phanh ma sát, trong đó bộ phận
chuyển động quay trong cặp ma sát có hình dáng của một tang trống.

3

1

7

6
5

2

Hình I.8. Kết cấu chung cơ cấu phanh loại tang trống.
1. Má phanh 2. Chốt lệch tâm 3. Cam lệch tâm 4. Tấm kẹp 5. Guốc phanh 6. Lò xo
7. Xylanh con
Cơ cấu phanh này gồm có đĩa được gắn lên mặt bích của dầm cầu. Các guốc
phanh được đặt trên các cam lệch tâm 3 và một đầu được xoay trên chốt lệch tâm 2.

Dưới tác dụng của lò xo 7 các má phanh 1 được lắp bằng các đinh tán vào guốc
phanh 5 và chúng được ép chặt vào các cam lệch tâm 3 và ép các chốt tựa làm các
píttông ở trong xylanh con 7 sát lại gần nhau để các píttông luôn luôn áp sát vào các
guốc phanh, tấm kẹp 4 là để giữ cho các guốc phanh 5 luôn luôn có một hướng.
Trong quá trình sử dụng, các má phanh 1 sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má
phanh 1 và trống phanh sẽ tăng lên. Muốn giữ cho khe hở trở lại bình thường phải
SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 15 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

điều chỉnh khe hở ở phía trên má phanh 1 bằng cách xoay cam lệch tâm 3 và ở phía
dưới bằng cách xoay chốt lệch tâm 2.
Các chi tiết chủ yếu trong cơ cấu phanh - Guốc phanh.

a.

Guốc phanh trong hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực.

Hình.1.9. Các loại guốc phanh trên phanh loại tang trống.
(1) Má phanh, (2) Đinh tán, (3) Lỗ liên kết với đĩa phanh, (4) Guốc phanh, (5) Lỗ
móc lò xo hồi vị, (6) Chốt, (7) Con lăn, (8) thanh đẩy.
Guốc phanh (4): được chế tạo bằng phương pháp hàn, dập hoặc đúc, guốc
phanh thường chế tạo bằng gang, ít khi chế tạo bằng hợp kim nhôm. Trên bề mặt

guốc phanh có đặt má phanh.
Nếu guốc phanh nhận lực trực tiếp từ cam quay (đối với truyền động phanh
bằng cơ khí hoặc bằng khí nén) thì một đầu của guốc phanh có con lăn (7) liên kết
với guốc phanh bằng chốt (6). Để bề mặt tựa ít bị mòn, người ta có thể đặt tấm thép
đặc biệt đầu cuối guốc phanh.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 16 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Nếu guốc phanh nhận lực từ xylanh con như ở truyền động thủy lực thì đầu
cuối dài ra ở guốc phanh để tì vào đáy pittông của xylanh con, có khi giữa pittông
và guốc phanh có đặt thanh đẩy. Để guốc phanh áp sát vào mặt tựa của píttông,
trong xylanh con thường được nối với guốc phanh cò lại bằng lò xo qua lỗ (5) và
lắp guốc phanh đĩa phanh bằng lỗ (3) bằng các chốt lệch tâm.
Má phanh (1) được nối ghép với guốc phanh (3) bằng các đinh tán (2) hoặc
bằng phương pháp dán. Má phanh chế tạo bằng nguyên liệu giống như để chế tạo
các tấm ma sát của ly hợp. Để cho má phanh tì sát vào bề mặt làm việc của trống
phanh, cần phải tiến hành gia công bề mặt má phanh sau khi đã gắn nó lên guốc
phanh.
Các đinh tán (2) phải làm bằng kim loại mềm (đồng, đồng thau) để khi má
phanh mòn quá quy định sẽ không làm xước bề mặt làm việc của trống phanh.
Một số sơ đồ kết cấu phanh thường gặp.

Sử dụng truyền động phanh bằng thủy lực.

Hình.1.10. Các dạng cơ cấu loại phanh trống.
1. Thanh trung gian 2. Con lăn 3. Cam xoay. 4. Chốt con lăn
Loại sử dụng một xylanh con có hai piston.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 17 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Hình.1.10.a trình bày các loại guốc phanh được dùng trong truyền động
phanh bằng thủy lực.
Cơ cấu phanh loại này gồm có đĩa chứa đựng các cụm chi tiết của cơ cấu
phanh được gắn lên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh được đặt trên các chốt
lệch tâm. Dưới tác dụng của lò xo, các má phanh được lắp bằng các đinh tán vào
guốc phanh và chúng được ép chặt vào các cam lệch tâm và ép các chốt tựa làm
các các píttông ở trong xylanh con sát lại gần nhau để các píttông luôn luôn áp sát
vào các guốc phanh, tấm kẹp là để giữ cho các guốc phanh luôn luôn có một hướng.
Trong quá trình sử dụng, các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má
phanh và trống phanh sẽ tăng lên. Muốn giữ cho khe hở trở lại bình thường phải
điều chỉnh khe hở ở phía trên má phanh bằng cách xoay cam lệch tâm và ở phía
dưới bằng cách xoay chốt lệch tâm.
Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh, chất lỏng từ xylanh chính

với áp suất cao truyền đến xylanh con tạo nên lực ép trên các pittông của xylanh
con và đẩy guốc phanh ép sát vào trống phanh, do đó quá trình phanh được tiến
hành.
Khi người điều khiển nhả bàn đạp phanh, lò xo sẽ kéo các guốc phanh trở lại
vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc.
Trường hợp cơ cấu phanh với xylanh con có đường kính của các píttông bên
trong nó khác nhau, lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trường hợp này sẽ khác
nhau, trên H.1.10.a với chiều quay của trống phanh ngược chiều kim đồng hồ thì
má bên trái làm việc thuận lợi hơn vì có hiện tượng tự siết, vì thế má bên trái cần ít
lực ép hơn nghĩa là đường kính píttông ở má bên trái làm nhỏ hơn má bên phải.
Ưu điểm của cơ cấu phanh này là đảm bảo các má phanh mòn đều.
Nhược điểm là có một má phanh làm việc không thuận lợi, do đó hiệu suất
phanh chưa cao. Cơ cấu phanh loại này làm việc tốt khi trống phanh quay theo
chiều ở trên hình vẽ (chiều tiến của ôtô), không tốt khi quay ngược lại (ôtô lùi).
Loại sử dụng hai xylanh con.
H.1.10.b trình bày cơ cấu phanh với hai xylanh con hoạt động riêng rẽ.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 18 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Mỗi guốc phanh quay quanh 1 chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với đường trục
của cơ cấu phanh.

Nhờ bố trí xylanh con và chốt lệch tâm đối xứng như vậy cho nên hiệu quả
phanh của hai má phanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kỳ chiều nào. Khi
trống phanh quay theo chiều tiến của ôtô thì hiệu quả phanh tốt, nhưng khi ôtô chạy
lùi thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng hai lần. Nhược điểm này không quan trọng
lắm đối với ôtô có trọng lượng nhỏ như ôtô du lịch và các ôtô tải nhẹ, hơn nữa khi
ôtô chạy lùi tốc độ cũng thấp cho nên yêu cầu mô men phanh ít hơn.
So với cơ cấu phanh loại một xylanh có hai píttông bằng nhau thì momen
phanh (hiệu quả phanh) của cơ cấu phanh này tăng được từ 1,6 – 1,8 lần khi trống
phanh quay theo chiều tiến của ôtô.
Loại cơ cấu phanh này thường đặt ở bánh trước của ô tô du lịch khi cần đạt
hiệu quả nhanh lớn với kích thước cơ cấu phanh nhỏ.
Ở cơ cấu phanh loại hai xylanh con đều tác dụng lên đầu trên và đầu dưới
của guốc phanh. Khi phanh, các guốc phanh sẽ chuyển dịch theo chiều ngang và ép
má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự ma sát giữa trống phanh và má phanh cho
nên khi ép sát vào trống phanh thì má phanh bị cuốn theo chiều quay của trống
phanh. Mỗi má phanh lúc đó sẽ tác dụng vào píttông và đẩy ống xylanh con tì sát
vào điểm tựa cố định. Lúc đó, hiệu quả phanh sẽ tốt hơn.
Thí nghiệm cho thấy rằng cơ cấu phanh loại này so với cơ cấu phanh loại
một xylanh có hai píttông bằng nhau thì đoạn đường khi phanh ngắt sẽ giảm đi 22 –
35% ( tùy theo tốc độ lúc bắt đầu phanh) và lực tác dụng lên bàn đạp cũng giảm đi
nhiều. Hiệu quả phanh của ôtô khi tiến và lùi của hai guốc phanh đều bằng nhau.
Loại sử dụng một xylanh con có một píttông. (Hình.1.10.c)
Loại cơ cấu này dùng lực ma sát giữa má phanh trước và trống phanh để
cường hóa hiệu quả phanh cho má phanh sau vì guốc phanh trước được nối với
guốc phanh sau nhờ thanh trung gian (trong trường hợp trống quay ngược theo
chiều kim đồng hồ). Khi trống phanh quay theo một chiều nào đó, guốc phanh luôn
luôn tựa vào chốt lệch tâm.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 19 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Theo chiều quay của trống phanh ngược với chiều kim đồng hồ thì hiệu quả
phanh của guốc bên trái (guốc phanh được cường hóa và tì sát vào điểm tựa cứng)
sẽ lớn hơn guốc bên phải nhiều. Đặc điểm của cơ cấu phanh này là hiệu quả phanh
khi ôtô tiến và lùi đều như nhau.
Sử dụng trong truyền động phanh bằng khí nén (Hình.1.10.d ).
Cơ cấu phanh này gần giống như cơ cấu phanh thủy lực gồm có đĩa chứa
đựng các cụm chi tiết của cơ cấu phanh, được gắn lên mặt bích của dầm cầu. Các
guốc phanh được đặt trên các chốt lệch tâm. Dưới tác dụng của lò xo, các má phanh
được ép chặt vào các cam lệch tâm và ép các đầu tựa có con lăn ở guốc phanh vào
cam xoay.
Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh khí nén đã được chứa
trong bình chứa khí nén qua tổng van khí nén với áp suất cao theo các đường ống
dẫn khí nén đến tác động lên màng cao su của bầu phanh tác động cho cam xoay
đẩy hai má phanh trên hai guốc phanh ép sát vào trống phanh như vậy quá trình
phanh được tiến hành.
Khi người điều khiển nhả bàn đạp phanh, khí nén ở bầu phanh và trên các
đường ống dẫn sẽ xả nhanh ra ngoài không khí bằng các ngõ xả của các van, lúc
này lò xo sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống
phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc.

1.2.4.2. Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa là cơ cấu phanh kiểu ma sát, trong đó lực ma sát được hình
thành giữa má phanh và bề mặt của 1 hoặc nhiều đĩa gẵn cố định vào bộ phận
chuyển động quay của ôtô.

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 20 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Hình. 1.11. Các loại đĩa phanh.
1. Đĩa phanh 2. Tấm đơ má phanh và má phanh 3. Cửa kiểm tra
4. Ống dẫn dầu phanh 5. Vỏ xylanh con 6. Ốc xả gió.
Khi người điều khiển tác động lên bàn đạp phanh, dầu phanh phía sau xylanh
chính có áp suất cao làm cho dầu chảy đến các xylanh con làm cho píttông áp sát
các má phanh vào đĩa phanh làm hạn chế tốc độ quay hoặc cho đĩa phanh ngừng
hẳn.
Khi người điều khiển nhấc bàn chân ra khỏi bàn đạp phanh, đĩa phanh quay
làm cho các má phanh di chuyển ra xa đĩa phanh đẩy các píttông về vị trí ban đầu.
Kết thúc quá trình phanh.
- Ưu điểm của cơ cấu phanh đĩa :
- Thoát nhiệt tốt hơn do đĩa thông thường tiếp xúc trực tiếp với không khí.
- Áp lực trên đĩa đều hơn do má phanh có khả năng tự làm sạch.
- Ít phụ thuộc hơn vào hệ số ma sát.
Nhược điểm : Nhạy cảm hơn với nước và bụi bẩn so với cơ cấu phanh tang

trống. Áp lực trên đĩa lớn hơn.

1.2.5. Bộ trợ lực phanh:
SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 21 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

Hình.1.12. Kết cấu của bộ trợ lực.
a. Hình tổng quát
b. Hình cắt.
1. Đường ống dẫn khí nén 2. Van điều khiển 3.Xylanh chính 4. Mặt bích 5. Trục
tròn 6. Lò xo 7. Píttông 8. Vỏ xylanh lực.
Kết cấu của bộ trợ lực như H.1.12, bộ trợ lực này gồm ba phần chính:
- Xylanh chính (3): Nguyên lý làm việc như xylanh chính loại một dòng.
- Xylanh lực: Gồm các chi tiết như Vỏ xylanh lực (8), trục tròn (5) được nối
với van đẩy (nằm trong xylanh chính 3) để tác động lên píttông (7) của xylanh chính
(3).
- Van điều khiển (2) mở ngõ cho khí nén tác động lên píttông (7) của xylanh
lực (8).
Lưu ý: Khi mất khí nén, hệ thống phanh vẫn làm việc được nhưng lực tác
động từ bàn đạp phanh sẽ lớn hơn nhiều.

1.3. Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số hệ thống phanh

điển hình :
1.3.1. Hệ thống phanh cơ khí :
Dùng để dừng ôtô trên những đoạn đường đèo dốc, hay giữ cho ôtô cố định ở
một vị trí nào đó trên đoạn đường thẳng mà không cần sự tác động của người điều
khiển hoặc dùng để giảm tốc độ hay dừng hẳn khi phanh chân bất ngờ bị mất tác
động trong lúc ôtô đang di chuyển và Phanh tay có thể kết hợp cùng với phanh chân
cùng tác động để phanh ôtô khẩn cấp - nhằm rút ngắn đi quãng đường phanh và thời
gian phanh.
Hệ thống phanh tay trên ôtô có hai bộ phận chính:
- Dẫn động phanh: Trên ôtô hiện nay, hệ thống phanh tay thường sử dụng dẫn
động phanh bằng cơ khí, nhưng trên một số ôtô tải nặng và khách cũng có thể sử
dụng dẫn động phanh bằng khí nén.
SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 22 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

- Cơ cấu phanh: Nó thường lắp đặt ở đầu sau của vỏ hộp số, trống phanh thì
được lắp với đầu của trục các đăn bằng các bulông đai ốc liên kết với đầu ra trục
thứ cấp hộp số để hoạt động - kết cấu theo kiểu này thường sử dụng trên các loại
ôtô hiện nay - nhưng đối với ôtô du lịch, cơ cấu phanh tay còn có thể đặt ở các bánh
xe phía sau.
Cơ cấu phanh được sử dụng trong trong hệ thống phanh tay thường là kiểu
tang trống hay kiểu đĩa.

Kết cấu và nguyên lý hoạt động của phanh tay dẫn động phanh cơ khí.

hinh.1.13. HÖ thèng phanh truyÒn ®éng c¬ khÝ
Hai guốc phanh được lắp trên đĩa tỳ cố định và lắp trên vỏ hộp số ở phía đầu
ra của trục thứ cấp hộp số.
Khi người điều khiển kéo tay phanh, tay phanh liên kết với thanh kéo làm cho
cần điều khiển cùng với cơ cấu cam điều chỉnh (Cam xoay - Chốt trượt dọc) làm
SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 23 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

cho các má phanh cùng guốc phanh ép sát vào trống phanh, làm giảm hoặc ngừng
hẳn tốc độ quay của trống phanh. Khi người điều khiển buông tay khỏi tay phanh
thì cơ cấu con cóc hãm sẽ ăn khớp với bánh răng rẽ quạt. Như vậy, má phanh luôn
ép sát vào trống phanh làm cho ôtô không di chuyển được - Để ôtô có thể di chuyển
được, người điều khiển phải tách con cóc hãm và đưa tay phanh về trở lại vị trí ban
đầu. Lúc đó phanh tay hết tác dụng.

1.3.2. Hệ thống phanh thuỷ lực
3

3

1

3

2

3

Hình.1.14. Hệ thống phanh thuỷ lực
1- Bàn đạp phanh, 2- Đường ống dẫn dầu, 3- Cơ cấu
phanh trước,

Hình.1.15. Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực của ôtô.
Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực H.1.15. của ôtô gồm có hai phần chính:
Truyền động phanh và cơ cấu phanh. Truyền động phanh bố trí trên khung xe gồm
có: Bàn đạp (1), xylanh chính (2) để tạo ra áp suất cao, các ống dẫn thủy lực (3)

SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 24 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7


TRƯỜNG ĐHSPKT VINH

ĐỒ AN ÔTÔ 2

đến các cơ cấu phanh. Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe gồm có: xylanh con (4), má
phanh (5), lò xo kéo (6), trống phanh (7).

Hình.1.16. Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực trên ôtô con TOYOTA.
Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp 1 qua hệ thống đòn sẽ đẩy píttông
nằm trong xylanh 2, do đó dầu bị ép và sinh ra áp suất cao trong xylanh 2 và trong
đường ống dẫn 3, chất lỏng với áp suất cao sẽ tác dụng lên bề mặt của các píttông ở
xylanh con 4. Các píttông này thắng lực lò xo 6 sẽ đẩy hai má phanh 5 ép sát vào
trống phanh 7 và tiến hành phanh ô tô vì trống phanh 7 được gắn liền với mơayơ
bánh xe.
Khi người điều khiển nhả bàn đạp nghĩa là lúc ngừng phanh, lò xo 6 kéo hai
má phanh 5 về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo 6 các píttông trong xylanh
con 4 sẽ ép dầu trở lại xylanh chính 2.
Sự làm việc của hệ thống phanh thực dựa trên nguyên lý của thủy lực tĩnh
lọc. Nếu tác dụng lên bàn đạp phanh thì áp suất truyền đến các xylanh con sẽ như
nhau. Lực trên các má phanh phụ thuộc vào đường kính píttông ở các xylanh con.
Muốn có mômen phanh ở bánh xe trước khác bánh xe sau chỉ cần làm đường kính
píttông của các xylanh con khác nhau.
Lực tác dụng trên các má phanh phụ thuộc vào tỷ số truyền của truyền động:
Đối với phanh dầu bằng tỷ số truyền của phần truyền động cơ khí nhân với tỷ số
truyền của phần truyền động thuỷ lực. Nếu píttông ở xylanh con với diện tích lớn
gấp đôi diện tích của píttông ở xylanh chính thì lực tác dụng lên píttông ở xylanh
con sẽ lơn gấp đôi. Như thế tỷ số truyền sẽ tăng lên hai lần, nhưng trong lúc đó
SVTH: Nguyễn Văn Tiến

- 25 -

Lớp: ĐHCN Ô TÔ K7