Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh

Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay vấn đề gia tăng dân số, tốc độ đô thị hoá nhanh tại các thành phố, đi
kèm với nó là lượng rác thải lớn, ô nhiễm môi trường. Giải quyết vấn đề này đang là
một trong những thách thức đối với chính quyền thành phố. Thực trạng này cũng
đang diễn ra tại thành phố Đà Nẵng, hiện nay trên địa bàn thành phố, với lượng rác
thải ra mỗi ngày quá lớn, trong khi ngân sách TP còn hạn hẹp, chưa thể đáp ứng được
đủ xe chuyên dụng cuốn ép tự động, bởi loại xe này hiện nay còn phải mua của nước
ngoài với giá khá đắt. Để giải quyết vấn đề này, đã từ lâu Công ty Môi trường Đô thị
TP đưa vào hoạt động một số lượng lớn các loại xe thô sơ sử dụng sức người, trên
những con đường rộng từ 2 - 3m và khu vực quanh các trạm trung chuyển, để vận
chuyển rác về các trạm.
Để nâng cao hiệu suất thu gom rác, giảm bớt sức lao động cho người công nhân
bằng cách cơ giới hoá một phần phương thức vận chuyển, đồng thời cũng nhằm giải
quyết tốt vấn đề ô nhiễm môi trường đô thị do khí xã động cơ, đề tài đi vào thiết kế
loại xe gắn máy chạy bằng nhiên liệu khí hoá lỏng( LPG) để chở thùng rác thay cho
các xe ba gác đạp hiện nay.
Đề tài “ Thiết kế xe chở rác ba bánh chạy bằng nhiên liệu LPG” cũng đã được
nhiều nhà khoa học cũng như sinh viên trường Đại Học Bách Khoa- Đại Học Đà
Nẵng quan tâm nghiên cứu và đã đạt được kết quả nhất định, tuy vậy đề tài này chưa
ứng dụng thực tế được. Do khối lượng tính toán thiết kế xe khá lớn nên ở đề tài “
Thiết kế đóng mới xe chở rác ba bánh” em được giao nhiệm vụ: “ Thiết kế lắp đặt
hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh ” với một số cải tiến để đáp ứng được yêu
cầu kỹ thuật của xe mà đề tài trước đó chưa giải quyết được.
Với kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế, tài liệu tham khảo về
các loại xe ba bánh còn ít, thời gian thực hiện ngắn nên mặc dù đã cố gắng tìm tòi,
nghiên cứu, làm việc một cách nghiêm túc nhưng quá trình tìm ý tưởng thiết kế và xe
thiết kế ra có thể còn nhiều nhược điểm chưa thể giải quyết hết. Kính mong được các
thầy cô chỉ bảo để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Sau cùng em xin được chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong khoa, đặc biệt là
thầy giáo hướng dẫn TS.Trần Thanh Hải Tùng, thầy Huỳnh Bá Vang và các thầy cô

giáo trong Trung tâm thí nghiệm động cơ và ô tô đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em
trong suốt quá trình làm đồ án.
Đà Nẵng, Ngày Tháng năm 2008
Sinh viên
Nguyễn Văn Thanh

1
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
MỤC LỤC
Trang
LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………...……………………..
1
1. Mục đích, ý nghĩa đề tài…………….……………………………………………
4
1.1. Vấn đề thu gom và vận chuyển rác thải……….……………………………...4
1.2. Mục đích, ý nghĩa đề tài…………....……………………………………….....4
2. Phân tích tìm phương án thiết kế xe …………………..…………...………….5
2.1. Kích thước khối lượng thùng rác cần chuyên chở……………….……..……5
2.2. Yêu cầu của xe cần thiết kế………………………....…………………………6
2.3. Các phương án thiết kế tổng thể chung……………..……….………………..6
2.3.1. Phương án cắt bỏ phần đuôi xe gắn máy và thay vào đó là nữa Romooc….6
2.3.2. Phương án thiết kế xe có một bánh chủ động sau và hai bánh dẫn hướng trước
…..………………...…………………………………………………….…...7
2.3.3. Thiết kế xe ba bánh một bánh dẫn hướng trước và hai bánh sau …………..8
2.4. Xác định các kích thước tổng thể chung…………………...………………....8
2.4.1. Xác định sơ bộ chiều dài của xe……………...………………………….….8
2.4.1.1. Chiều dài toàn bộ xe ………………………...………………………....8
2.4.1.2. Chiều dài cơ sở của xe ………………………………………………....9
2.4.2. Xác định chiều cao xe ……………………………………………………...13
2.4.3. Xác định chiều rộng xe……………………………………………………..13

2.5. Xác định các tọa độ trọng tâm xe ……………………..……………………..13
2.5.1. Xác định các toạ độ trọng tâm khi xe không tải …………………………....13
2.5.2. Xác định các toạ độ trọng tâm khi xe đầy tải ……………………………….14
3. Thiết kế hệ thống phanh …………….………………………………………...16
3.1. Lý thuyết chung về hệ thống phanh ………………..………………………16
3.2. Phân tích chọn loại dẫn động phanh ………………...…………………..….19
3.3. Tính mô men phanh cần sinh ra ở các cơ cấu phanh ………………………26
3.4. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh sau ….................................29
3.4.1. Bán kính bề mặt ma sát của trống phanh ………………....……………...29
3.4.2. Chọn các kích thước còn lại……………………...………………………....29
3.4.3. Xác định lực ép cần thiết……………………...…………………………….30
3.4.5. Kiểm tra điều kiện tự siết …………………………………………………...34

2
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
3.5. Xác định các thông số cơ bản của cơ cấu phanh trước…….…………….....34
3.5.1. Bán kính ngoài
1
r
, bán kính trong
2
r
, bán kính trung bình
tb
r
của đĩa
phanh
…………………………………………...…………………………………………34
3.5.2. Lực ép cần thiết ……………………………….……………………………35
3.5.3. Diện tích bề mặt làm việc của má phanh ……………...………………...….36

3.6. Tính toán kiểm tra nhiệt và mài mòn ………..................……………………37
3.6.1. Tính toán mài mòn……………...…………...…………………………...….37
3.6.2. Tính toán nhiệt ………………….......……………………………...……….39
3.7. Tính toán dẫn động phanh ………….………..……………………………...43
3.7.1. Các phương án điều khiển hệ thống phanh……….....……………………...43
3.7.2. Tính toán dẫn động phanh thuỷ lực điều khiển bằng bàn đạp………...…….44
3.8. Phanh dừng ……...…….…………………………………………………….51
3.9. Tính toán hiệu quả phanh…………………………………………………...54
3.9.1. Đặc tính phanh của xe thiết kế…………...………………………………… 54
3.9.2. Mômen phanh thực tế……….……...……………...………………………..63
3.10. Lắp đặt vận hành….……………...……...………………………………...66
4. Kết luận…………………..…...………………………………………………...68
TÀI LIỆU THAM KHẢO…..………………………………………………..69



3
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
1. Mục đích, ý nghĩa đề tài
1.1. Vấn đề thu gom và vận chuyễn rác thải
Hiện nay quá trình thu gom rác thải được thực hiện như sau:
+ Ở những khu vực đã có trạm trung chuyển: Rác từ các hộ dân được bỏ vào các
thùng rác đặt trên đường (đối với đường hẻm) hay bỏ lên thùng rác đặt trên xe ba gác
(đối với đường xe ba gác có thể vào được), sau đó công nhân URENCO (công ty Môi
Trường Đô Thị) đạp xe rác đến các trạm trung chuyển. Ở đây rác được ép lại vào các
thùng 10 tấn để các xe tải chở lên đổ ở bãi rác Khánh Sơn.
+ Ở những khu vực chưa có trạm trung chuyển: Rác từ các hộ dân được thu gom bởi
các xe ba gác hoặc bỏ vào các thùng rác đặt trên đường. Sau đó các xe ép rác đến thu
gom các thùng rác và trực tiếp chở đi đổ ở bãi rác Khánh Sơn.
Hiện nay Công ty môi trường Đô thị Đà Nẵng có các trạm nén ép rác được

URENCO sử dụng làm trạm trung chuyển tại chợ Đống Đa, công viên (đường
Nguyễn Tri Phương) và đường Phan Thành Tài, trạm Hòa Thọ, trạm Đò Xu, Trạm
Chợ Đầu Mối, trạm Thanh Lộc Đáng, trạm Hoà Khánh, trạm Hoà An, trạm Ngô Gia
Tự.
Với phương thức thu gom rác trên đây, việc vận chuyển thùng rác đến các trạm
trung chuyển đóng vai trò quan trọng. Trong tương lai các xe tải ép rác không còn đi
lấy rác dọc đường mà chỉ vận chuyển các thùng rác đã được nén ép sẵn từ các trạm
trung chuyển lên Khánh Sơn. Do đó, tất cả các thùng rác dọc đường hay trong ngõ
hẻm đều do công nhân đạp hay kéo đến các trạm trung chuyển. Việc làm này đòi hỏi
người công nhân phải bỏ ra sức lực rất nhiều, sự cố gắng quá sức trong khi thu nhập
còn khiêm tốn, người công nhân không có điều kiện vật chất bù đắp lại sức lao động
đã bỏ ra. Vì vậy phương án thu gom và vận chuyển rác tại Đà Nẵng có hiệu quả trước
mắt nhưng không phải là phương án lâu dài bền vững.
1.2. Mục đích, ý nghĩa đề tài
Để giải quyết một phần sức lao động cho người công nhân Công ty môi trường
đô thị, tăng hiệu quả thu gom rác cần phải cơ giới hoá một phần phương thức vận
chuyển các thùng rác đến các trạm trung chuyển thay cho các loại xe ba gác đạp thủ
công hiện nay. Ngoài ra khi sử dụng các xe ba gác thủ công để vận chuyển rác thì vừa
chậm, mất nhiều thời gian, vừa không đảm bảo vệ sinh, mất mỹ quan đô thị. Do vậy
cần thiết kế loại xe gắn động cơ có kết cấu đơn giản dễ sử dụng để có thể chuyên chở
thùng rác được nhanh gọn hơn, làm cho bộ mặt đô thị của Thành phố ngày càng đẹp
hơn.

4
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
Mặt khác xe thiết kế làm việc trong thành phố nên nó cũng phải đảm bảo an toàn,
chạy êm, ít gây ồn và ô nhiễm môi trường. Đề tài đi vào thiết kế kiểu xe kéo rác chạy
bằng khí dầu mỏ hóa lỏng LPG, loại động cơ sử dụng trên xe là động cơ xe gắn máy
đã thiết kế, cải tạo hệ thống nhiên liệu cho phù hợp với việc sử dụng một trong hai
loại nhiên liệu LPG và xăng. Theo các công trình nghiên cứu của GS. TSKH. Bùi

Văn Ga khi sử dụng LPG trên động cơ xe gắn máy thì với đặc điểm động cơ thường
xuyên sử dụng ở tải lớn nhưng tốc độ thấp như động cơ gắn trên xe thiết kế thì sử
dụng LPG rất có lợi về mặt ô nhiểm môi trường. Kết quả đo ô nhiểm của xe khi chạy
bằng xăng nguyên thuỷ và khi chạy bằng ga LPG cho thấy rằng nồng độ các chất ô
nhiểm trong khí xả động cơ đạt giá trị cực thấp khoảng 0,5% đối với CO và 20ppm
đối với HC ở chế độ tốc độ giới hạn. So với khi chạy bằng xăng, ở các chế độ này
mức độ phát ô nhiểm khi chạy bằng LPG chỉ khoảng 10%. Ở các chế độ trung gian,
mức độ giảm ô nhiễm dao động từ 80% đến 50% so với khi chạy bằng xăng. Nhờ đó
nó sẽ giảm được tác hại đến sức khoẻ con người và môi trường do những chất khí
thải độc hại của động cơ.
2. Phân tích tìm phương án thiết kế xe
2.1. Kích thước, khối lượng của thùng rác cần chuyên chở
Hiện tại thành phố Đà Nẵng có hai loại thùng rác đó là loại thùng 660 lít và loại
thùng 240 lít. Có kích thước và khối lượng cụ thể như sau:
2.1.1. Loại thùng 660 lít.
+ Kích thước bao:
- Dài: 1200 (mm).
- Cao: 1230 (mm).
- Rộng: 600 (mm).
- Đường kính bánh xe: 200 (mm).
+ Khối lượng:
- Khối lượng bản thân: 60 (kg).
- Khối lượng riêng của rác thải sinh hoạt là: 0,4 (kg/lít).
Khối lượng định mức của thùng khi đầy tải là:
m = 60 + 0,4.660 = 324 (kg).
2.1.2. Loại thùng 240 lít.
+ Kích thước bao.
Dài: 540 (mm)
- Rộng: 720 (mm).
- Cao: 1000 (mm).

5
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
+ Đường kính hai bánh xe: 200 (mm).
+ Khối lượng:
- Khối lượng bản thân: 24,4 (kg).
- Khối lượng định mức của thùng khi đầy tải là:
m = 24,4 + 0,4.240 = 120,4 (kg).
Xe thiết kế cần phải chuyên chở cả hai loại thùng rác trên nên kích thước thùng
cần phải có những kích thước tối thiểu về chiều dài 1200 mm và bề rộng là 720 mm.
2.2. Yêu cầu của xe cần thiết kế
+ Có kích thước nhỏ gọn chỉ cần vừa đủ để chuyên chở một thùng rác loại 660 lít có
trọng lượng khoảng 300 KG hoặc hai thùng rác 240 lít, mỗi thùng có trọng lượng
khoảng 120 KG.
+ Sử dụng nguồn lực của xe gắn máy hiện có bao gồm động cơ, ly hợp, hộp số, hệ
thống chuyển động... v.v. Ngoài ra cần phải có thêm hộp số phụ để gài số lùi, bộ vi
sai cho cầu sau.
+ Có chiều cao từ sàn thùng xe đến mặt đất nhỏ để có thể đẩy bằng sức người
thùng rác lên sàn xe mà không sử dụng các thiết bị phụ để hổ trợ như tời, xích, …
+ Đảm bảo cho người điều khiển xe được thuận tiện để vận hành trong một số
đường hẻm chật hẹp, giảm được hành lang và bán kính quay vòng.
+ Xe thiết kế phải là một chiếc xe có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ sử dụng, an
toàn khi chuyển động trên đường và giá cả phải chăng.
2.3. Các phương án thiết kế tổng thể chung
2.3.1. Phương án cắt bỏ phần đuôi xe gắn máy và thay vào đó là nửa rơmoóc
Hình 2-1 Sơ đồ phương án cắt bỏ đuôi xe gắn máy
Trên cơ sở xe gắn máy đã có sẵn, ta cắt bỏ một phần đuôi và thân xe, sau đó nối
đàn hồi hoặc hàn cứng thùng chứa thùng rác vào phần còn lại của xe. Trong trường
hợp hàn cứng thùng xe cùng với phần còn lại của xe trở thành một khối cứng cùng

6
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
dao động và tác dụng lên hệ thống treo của xe. Trong trường hợp nối đàn hồi thì phần
còn lại của xe dao động trên cặp gắp cùng khung xe còn thùng xe có hệ thống treo
riêng.
Phương án này có ưu điểm là đơn giản, dễ cải tạo có thể dùng ngay khung sườn
xe gắn máy đã có sau đó gia cố thêm, ngoài ra thùng rác đặt đằng sau người lái nên
người lái ít nghe mùi hôi của rác.
Tuy nhiên phương án này có nhược điểm là:
+ Nếu sử dụng bộ truyền xích thì xích quá dài vì thế xích sẽ nhanh chùng, tuổi thọ
xích không đảm bảo vì khoảng cách trục quá lớn không tương thích với bước xích
của loại xích dùng trên xe gắn máy. Bộ xích quá dài cũng gây khó khăn cho việc bôi
trơn bảo dưỡng và cần sử dụng thêm một bánh căng xích để điều chỉnh độ căng của
xích.
+ Chiều dài toàn bộ xe tương đối lớn làm cho việc quay vòng khó khăn.
2.3.2. Phương án thiết kế xe có một bánh chủ động sau và hai bánh dẫn hướng
trước
Hình 2-2 Sơ đồ phương án thiết kế xe có hai bánh dẫn hướng trước
Trong trường hợp này thùng xe sẽ đặt đằng trước nếu không thiết kế hình thang
lái mô hình xe sẽ giống như những loại xe ba gác máy hiện tại đang sử dụng.
Ưu điểm: Trong trường hợp quay vòng người lái cần phải đẩy cả thùng xe chứa
tải đi nên quay vòng nặng, do cấu tạo chiều cao thùng chứa rác quá cao nên để đảm
bảo tầm nhìn của người lái yên xe sẽ phải rất cao, làm tăng thêm chiều cao trọng tâm
xe và người lái xe cần phải tốn nhiều lực để quay cả thùng xe, vả lại thùng rác đặt
đằng trước gây mất vệ sinh ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân lái xe. Bánh chủ
động đặt đằng sau nên không tận dụng được trọng lượng tải làm trọng lượng bám nên

7
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
tính năng động lực của xe khi chuyển động trên mặt đường có hệ số bám thấp sẽ rất

kém.
Nhược điểm: Hành lang và bán kính quay vòng xe giảm, tính ổn định chuyển
động thẳng của xe sẽ tốt hơn so với phương án bên dưới.
Nếu thiết kế thêm hệ thống hình thang lái như ôtô thì việc quay vòng xe sẽ ít tốn sức
lực hơn. Nhưng những nhược điểm còn lại cũng không khắc phục được.
2.3.3. Thiết kế xe ba bánh một bánh dẫn hướng trước và hai bánh sau
Phần lớn những xe ba bánh đều được thiết kế theo phương án này. Đây là
phương án có tính kỹ thuật hơn cả cũng như phương án thứ hai toàn bộ khung sườn
xe đều được thiết kế có tính toán đến tải trọng cần chuyên chở nên đảm bảo được độ
bền và có một hệ số an toàn nhất định.
2800
Hình 2-3 Phương án thiết kế xe ba bánh có một bánh dẫn hướng trước
Phương án này có ưu điểm: Hai bánh xe chủ động đặt phía sau nên tận dụng
được trọng lượng bám, tải được chất đằng sau nên mùi hôi của rác thải ít ảnh hưởng
đến người lái, phía trước chỉ có một bánh xe dẫn hướng nên không cần phải thiết kế
hệ thống lái như phương án thứ nhất mà điều khiễn xe dễ và nhẹ nhàng hơn.Tuy
nhiên phương án này có nhược điểm là phải thiết kế lại khung sườn, hệ thống truyền
lực, hệ thống treo, hệ thống phanh để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của xe.
Qua phân tích một số phương án trên ta chọn phương án thiết kế thứ ba đó là
thiết kế lại toàn bộ xe.
2.4. Xác định các kích thước tổng thể chung
2.4.1. Xác định sơ bộ chiều dài của xe
2.4.1.1. Chiều dài toàn bộ xe.

8
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
Đối với xe ba bánh thiết kế để rút ngắn chiều dài xe ta xem như chiều dài toàn bộ
của xe chỉ phụ thuộc vào chiều dài thùng chứa thùng rác, khoảng cách từ vị trí người
lái đến tay lái để người lái điều khiển xe được thuận tiện, góc đặt của trục quay cổ
phuộc xe và đường kính bánh xe trước mà tạm thời chưa quan tâm đến tính ổn định

chuyển động thẳng của xe. Ta thấy rằng:
+ Loại lốp trước: Theo thực tế một số loại xe ba gác đã chế tạo, ta có thể chọn sơ bộ
loại lốp có bán trên thị trường của xe Haesun có kích thước như sau:
D = 420 (mm).
d = 276 (mm).
b = 100 (mm).
+ Góc đặt trục quay cổ phuộc liên quan đến tính ổn định lái . Theo [8] góc đặt trục
quay cổ phuộc tay lái xe thường nằm trong khoảng 60
0
÷ 65
0
, Đối với kết cấu khung
của xe Haesun có góc đặt phuộc là 61
0
khi đó cánh tay đòn tạo momen ổn định làm
bánh xe có xu hướng quay về vị trí trung gian khi bị lệch khỏi vị trí này là C = r
b
.
sin(90- 61) =
2
420
. sin29 = 101,81 (mm).
+ Khoảng cách từ tay lái đến sau yên xe: Khoảng cách này được chọn phải đảm bảo
cho người lái thuận lợi và thoải mái khi vận hành và điều khiển xe. Đối với xe gắn
máy khoảng cách này khoảng từ 600 ÷ 700 mm, Đối với xe thiết kế ta chọn khoảng
cách từ tay lái đến sau yên xe lớn (700 mm) để đảm bảo không gian cho việc bố trí
động cơ, hệ thống truyền lực.
+ Chiều dài thùng chứa xác định từ chiều dài thùng rác cần chuyên chở ( 1200 mm)
do vậy chiều dài toàn bộ của thùng chứa thùng rác khoảng 1400 mm.
Từ các giá trị trên ta vẽ phác thảo xe thiết kế như hình 2-4 bên dưới và xác định

được chiều dài toàn bộ của xe là: L
a
= 2800 (mm).
2800
Hình 2-4 Chiều dài toàn bộ xe thiết kế

9
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
2.4.1.2. Chiều dài cơ sở của xe.
Việc xác định chiều dài cơ sở của xe phụ thuộc vào vị trí đặt dầm cầu sau của xe.
Ta thấy rằng chiều dài cơ sở của xe càng ngắn thì tính linh hoạt quay vòng của xe
càng cao hay nói cách khác là rút ngắn được hành lang và bán kính quay vòng cho xe,
tuy nhiên nếu chiều dài cơ sở xe ngắn quá thì tải trọng đè lên cầu sau sẽ lớn và góc
thoát sau của xe sẽ giảm. Như vậy ta không thể chọn chiều dài cơ sở xe chỉ theo tiêu
chí tính linh hoạt của xe mà còn phải đảm bảo sự phân phối tải trọng ra các cầu xe
một cách hợp lý vì điều này liên quan đến tính ổn định của xe thiết kế và nhiều chỉ
tiêu khác. Tham khảo [3] đối với ôtô tải 2 trục loại 4x2, khi chuyên chở đầy tải, thông
thường trọng lượng phân bố ra cầu trước chỉ bằng 25 ÷ 30 % trọng lượng phân phối
ra cầu sau. Với loại xe ba bánh có công thức bánh xe 3x2 thì ta cũng có thể phân bố
trọng lượng ra bánh trước và cầu sau theo tỷ lệ như trên tức là:
G
1
= (0,2 ÷ 0,25).G
a
G
2
= (0,75 ÷ 0,8).G
a
Tuy nhiên cầu trước chỉ có một bánh xe, nếu trọng lượng phân bố ra cầu trước
lớn quá thì cầu trước sẽ bị quá tải, đặc biệt là khi phanh.

Ngoài ra phân phối tải trọng lên các cầu còn phải đảm bảm điều kiện khi xe
không mang tải mà vẫn đảm bảo có thể vận hành được trên các loại đường có hệ số
bám thấp thì tải trọng phân phối ra cầu chủ động không được bé hơn 50% [3]
trọng lượng bản thân của ôtô.
Để xác định được chiều dài cơ sở thì cần phải xác định được các phần khối
lượng và vị trí đặt các phần khối lượng đó. Ta dùng phương pháp cân để xác định các
phần khối lượng, trọng lượng không tải của xe, đây là phương pháp khoa học và đảm
bảo độ chính xác cao.
Phương pháp xác định như sau:
Khi xe không tải.
G
k
L
k
Hình 2-5 Sơ đồ xác định khối lượng không tải của xe

10
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
Đặt cân tại vị trí A cách vết tiếp xúc giữa bánh xe trước với mặt đường ( O
1
)
một khoảng là L
k
= 1800 (mm), ta cân được: G
k2
= 170 (KG) ( Có kể đến khối lượng
cầu sau và người lái).
Đặt cân tại O
1
ta cân được G

k1
= 123 (KG).
Suy ra trọng lượng không tải của xe thiết kế là: G
o
= G
k1
+ G
k2

⇒ G
o
= 123 + 170 = 293 (KG).
Một cách gần đúng khi bỏ qua sự thay đổi phân bố trọng lượng khi ta dịch
chuyển vị trí cầu sau, ta có thể xác định được toạ độ trọng tâm của xe khi không tải
bằng cách viết phương trình cân bằng mômen qua điểm O
1
.
G
o
.a
o
– Z
2o
. L
k
= 0 (2.1).
Trong đó :
+ G
o
: Trọng lượng không tải của xe, G

o
= 293 ( KG).
+ a
o
: Toạ độ trọng tâm khi xe không tải theo chiều dọc.
+ L
k
: Khoảng cách từ vết tiếp xúc giữa bánh trước với mặt đường đến điểm đặt
cân, L
k
= 1800 (mm).
Từ (2.1) ta có:
a
o
=
o
ko
G
LZ .
2
, thay số vào ta được:
a
o
=
293
1800.170
= 1044,37 (mm).
Khi xe đầy tải.
a
o

L
T
G
k
L
x
G
T
G
0
Hình 2-6 Sơ đồ xác định chiều dài cơ sở của xe
Như đã phân tích ở trên đối với xe ba bánh trọng lượng phân bố ra cầu sau là:
G
2
= (0,75÷ 0,8).( G
T
+ G
0
) (2.2).

11
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
Trong đó:
+ G
2
: Phần trọng lượng của xe tác dụng lên cầu sau.
+ G
T
: Trọng lượng của thùng rác cần chuyên chở, G
T

= 300 (KG).
+ G
o
: Trọng lượng không tải của xe, G
o
= 293 (KG).
Thay số vào (2.2) ta được : G
2
= 0,8.( 300 + 293)
⇒ G
2
= 474,4(KG).
Mà G
1
= G
a
- G
2

⇒ G
1
= 593 - 474,4 = 118,6 (KG).
Để xác định được vị trí đặt cầu sau thõa mãn điều kiện (2.2) ta viết phương trình
mô men đối với điểm O
1
ta được:
∑M/O
1
= 0 ⇔ G
T

.L
T
+ G
o
.a
o
– Z
2
.L
x
= 0.
⇔ L
x
=
2
..
Z
aGLG
ooTT
+
( 2.3).
Với :
+ L
T
: Toạ độ thùng rác theo chiều dọc, L
T
= 1830 (mm).
+ Z
2
: Phản lực đường tác dụng lên bánh xe sau, chính bằng phần trọng lượng xe

phân bố ra cầu sau, Z
2
= G
2
= 474,4 (KG).
Thay các gía trị đã biết vào (2.2) ta được:
L
x
=
4,474
37,1044.2931830.300
+
⇒ L
x
=1802,28 mm.
Từ kết quả tính toán được ta chọn chiều dài cơ sở sơ bộ của xe L = 1800 (mm).
Do vậy từ (2.3) biến đổi rồi thay số ta tính được:
Z
2
=
475
1800
37,1044.2931830.300
=
+
(KG).
Và Z
1
= 593 – 475 = 118 (KG).
Như vậy trọng lượng phân bố ra cầu sau khoảng 80%, cầu trước khoảng 20%. Ta

thấy phân bố trọng lượng như vậy là có thể chấp nhận được vì cầu sau có hai bánh
chủ động sẽ tận dụng được trọng lượng bám đặc biệt là khi xe chạy trên đường có hệ
số bám thấp, ngoài ra khi phanh trọng lượng dồn về cầu trước mà theo dự kiến ta sẽ
sử dụng lại cơ cấu phanh trước của xe gắn máy, nều trọng lượng phân bố ra cầu trước
quá lớn sẽ làm cho cơ cấu phanh trước không thoã mãn mô men phanh yêu cầu, còn
cầu sau sẽ sử dụng cơ cấu phanh ô tô du lịch, do đó phân bố trọng lượng như trên là
khá hợp lý.
2.4.2. Xác định chiều cao của xe

12
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
Chiều cao của xe phụ thuộc vào chiều cao sàn xe, chiều cao thùng rác cần
chuyên chở. Từ bản vẽ phác thảo tổng thể xe ta lấy sơ bộ chiều cao xe là H= 1020
mm.
2.4.3. Xác định chiều rộng xe
Chiều rộng xe phụ thuộc vào kích thước của thùng rác cần chuyên chở, việc bố
trí hệ thống treo sau, hệ thống truyền lực, bề rộng lốp xe, lấy sơ bộ B= 1150 mm.
2.5. Xác định các toạ độ trọng tâm xe
2.5.1. Xác định các toạ độ trọng tâm khi xe không tải
2.5.1.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc.
Theo kết quả tính toán ở mục 2.4.1 ta có :
a
o
= 1044,37 mm
b
o
= 1800 – 1044,37 = 775,63 mm.
2.5.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm xe theo chiều cao.
α
Go

Z'
2
Ho
L
Hình 2-7 Sơ đồ xác định chiều cao trọng tâm không tải
Phương pháp xác định như sau: Đặt xe ở trên mặt phẳng nghiêng một góc α bất
kỳ( α không nên quá lớn), sau đó xác định trọng lượng đè lên cầu sau bằng cân.
Phương trình mô men đối với điểm O
1
:
∑M/O
1
= 0 ⇔ Z
2’
.Lcosα - G
o
.sinα.( h’
go
+ r
bx
cosα) - G
o
cosα.( a
o
- r
bx
sinα) = 0.
⇔ h’
go
=

α
α
ααα
cos
sin
)sin(coscos
'.2
bx
o
bxoo
r
G
raGLZ
−
−−
(2.4).
Trong đó:
+ h’
go
: Khoảng cách từ đường tâm trục bánh xe sau đến trọng tâm không tải của
xe theo phương trục z.

13
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
+ Z
2’
: Phản lực đường tác dụng lên bánh xe sau khi đặt xe ở trên mặt nghiêng.
Z’
2
= 186 [ KG].

+ L: Chiều dài cơ sở của xe, L = 1800 (mm).
+ G
o
: Trọng lượng không tải của xe, G
o
= 293 (KG).
+ r
bx
: Bán kính bánh xe, r
bx
= 210 (mm).
Từ hình (2.4) ta có :
α = arcsin(
L
H
o
) (2.5).
Trong đó H
o
: Độ cao của mặt nghiêng, H
o
= 340 (mm).
Thay số vào (2.5 ta được: α = arcsin(
1800
340
)= 10,89
o
.
Thay các giá trị vào (2.1) ta được:
h’

go
=
89,10cos.210
89,10sin.293
)89,10sin.21037,1044.(89,10cos.29389,10cos.1800.186
−
−−
⇒ h’
go
= 511 (mm).
Toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao khi không tải: h
go
= h’
go
+ r
bx
Hay h
go
= 511 + 210 = 721 (mm).
2.5.2. Xác định các tọa độ trọng tâm khi xe đầy tải
2.5.2.1.Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều dọc.
Để xác định được toạ độ trọng tâm của xe theo chiều dọc ta khảo sát các lực tác
dụng lên xe khi nó đứng yên trên đường ngang.
.
L
Ga
a
b
O
2

O
1
Z
2
Z
1
Hình 2-8 Sơ đồ các lực tác dụng lên xe đứng yên trên đường ngang

14
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
Các lực tác dụng lên xe trong trường hợp này bao gồm.
+ G
a
: Trọng lượng toàn bộ của xe, Ga = 593( KG).
+ Z
1
: Phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên bánh xe trước, Z
1
= 118 (KG).
+ Z
2
: Phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên các bánh xe sau, Z
2
= 475 (KG).
Từ sơ đồ phân tích lực như hình 2-5, viết phương trình cân bằng mô men đối với
điểm O1 , O2 ta được:
G
a
.a - Z
2

.L = 0 (2.6).
G
a
.b - Z
1
.L = 0 (2.7).
Trong đó:
+ L: Chiều dài cơ sở của xe, L = 1800 (mm).
+ a, b: Toạ độ trọng tâm theo chiều dọc khi xe đầy tải.
Từ hai phương trình (2.6) và (2.7) suy ra:

L
G
Z
a
a
.
2
=
;
L
G
Z
b
a
.
1
=
(2.8).
Thay các giá trị Z

1
, Z
2
, G
a
, L vào các công thức (2.8 ) ta tính được:
82,1441
593
1800.475
==
a
(mm).
18,358
593
1800.118
==
b
(mm).
2.5.2.2. Xác định toạ độ trọng tâm xe theo chiều cao.
h
go
h
gT
O
2
O
1
Go
G
T

Hình 2-9 Sơ đồ xác định toạ độ trọng tâm theo chiều cao

Để xác định được toạ độ trọng tâm theo chiều cao khi xe đầy tải ta xác định trên
cơ sở cân bằng chiều cao khối tâm các thành phần trọng lượng.

15
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh

∑
∑
=
=
i
n
i
ii
m
mh
h
1
.
(2.9).
Trong đó: m
i
: Khối lượng thứ i.
h
i
: Toạ độ trọng tâm theo chiều cao của khối lượng thứ i.
Áp dụng cho xe thiết kế, ta có:
h

g
=
To
gTTgoo
GG
hGhG
+
+
..
(2.10).
Trong đó :
+ G
o
: Trọng lượng xe không tải, G
o
= 293 (KG).
+ h
g0
: Toạ độ trọng tâm khi xe không tải theo chiều cao, h
go
= 721 (mm).
+ G
T
: Trọng lượng tải, G
T
= 300 (KG).
+ h
gT
: Toạ độ trọng tâm thùng rác đã tính đến biến dạng hệ thống treo.
h

gT
= 800 (mm).
Thay các thông số đã biết vào công thức (2.10) ta được:
h
g
=
300293
800.300721.293
+
+
= 761 (mm).
3. Thiết kế hệ thống phanh
3.1. Lý thuyết chung về hệ thống phanh
3.1.1. Công dụng
Hệ thống phanh dùng để :
- Giảm tốc độ của ôtô, máy kéo cho đến khi dừng hẵn hoặc đến một tốc độ nào đó
theo yêu cầu.
- Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ôtô đứng yên tại chỗ trên các
mặt dốc nghiêng hay trên mặt nằm ngang.
Do vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:
- Nó đảm bảo cho xe chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc.
- Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ chuyển động
trung bình và năng suất vận chuyển của xe.
3.1.2. Phân tích yêu cầu
Hệ thống phanh là một hệ thống an toàn của xe nên để đảm nhận được vai trò
này khi thiết kế cũng như khi làm việc hệ thống phanh cần phải đảm bảo những yêu
cầu sau:

16
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh

- Làm việc bền vững, tin cậy: Để đạt được điều này hệ thống phanh của ôtô bao giờ
cũng có tối thiểu ba loại phanh đó là: Phanh làm việc (phanh chính), phanh dự trữ và
phanh dừng, ngoài ra đối với các ôtô có tải trọng lớn hoặc ôtô hay làm việc ở các
vùng đồi núi thường xuyên phải xuống dốc dài còn có loại phanh chậm dần dùng để
phanh liên tục, giữ cho tốc độ ôtô máy kéo không vượt quá tốc độ cho phép hoặc để
giảm dần tốc độ của ôtô nhằm tránh cho hệ thống phanh chính làm việc quá nhiều
gây mòn nhanh má phanh và sinh ra nhiệt độ cao.
Các loại phanh trên có thể có cùng các bộ phận chung và kiêm nhiệm nhiệm vụ của
nhau nhưng để đảm bảo an toàn chúng phải có ít nhất hai bộ phận điều khiển và dẫn
động độc lập, ngoài ra để tăng thêm độ tin cậy hệ thống phanh chính còn được phân
thành các dòng độc lập để nếu có một dòng nào hỏng thì các dòng còn lại vẫn có thể
làm việc bình thường.
Đối với xe thiết kế thì ít nhất phải có hai loại phanh đó là phanh chính và phanh
dừng.
- Trong trường hợp nguy hiểm phanh đột ngột yêu cầu hệ thống phanh phải có hiệu
quả cao(quãng đường phanh ngắn nhất tức là phải đảm bão gia tốc chậm dần khi
phanh là cực đại).
- Trong những trường hợp khác phanh phải êm dịu để đảm bảo tiện nghi và an toàn
cho người lái. Khi phanh đột ngột sẽ rất nguy hiểm vì lúc đó quán tính xe quá lớn có
thể gây bị thương cho người, hư hỏng hàng hoá cũng như mất tính ổn định và điều
khiển xe.
Để phanh được êm dịu và để người lái cảm giác điều khiển được đúng cường độ
phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ giữa lực tác dụng lên
bàn đạp hay đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở các bánh xe, chính vì điều này
trong các loại dẫn động thuỷ lực có trợ lực hay dẫn động khí nén đều có cơ cấu tỷ lệ
đảm bảo quan hệ này. Đồng thời để đạt được yêu cầu trên phải không được có hiện
tượng tự siết khi phanh.
- Giữ cho xe đứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế: Có phanh tay
(phanh dừng).
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ôtô máy kéo khi phanh: Muốn vậy cần phải

phân bố lực phanh ra các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải đảm bảo một số yêu cầu
chính như sau:
+ Không có hiện tượng khoá cứng hay trượt các bánh xe khi phanh vì: Nếu các bánh
trước bị trượt sẽ làm cho ô tô bị trượt ngang, còn nếu một bánh xe sau bị trượt có thể

17
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
làm cho ô tô, máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra khi các bánh xe bị
trượt còn gây ra mòn lốp, giảm hiệu quả phanh.
+ Lực phanh trên các bánh xe phải và trái trên cùng một cầu phải không được sai
lệch quá phạm vi cho phép. Vì nếu có sai lệch quá lớn sẽ làm cho xe mất tính điều
khiển.
+ Không có hiện tượng tự phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay
vòng.
+ Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh phải cao để cơ cấu phanh được nhỏ
gọn, đồng thời phải ổn định trong mọi điều kiện sử dụng để hiệu quả phanh được
đảm bảo.
+ Khi phanh do toàn bộ động năng của ô tô khi phanh sẽ biến thành nhiệt năng do
đó hệ thống phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt.
+ Để giảm lao động cho người lái lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay tay phanh
phải nhỏ, đồng thời để điều khiển được thuận tiện hành trình tương ứng của bàn đạp
phải nằm trong một phạm vi cho phép.
3.1.3. Phân loại sơ bộ
- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, chia ra : Phanh bánh xe và phanh truyền lực.
- Theo phần tử ma sát, chia ra : Phanh đĩa, phanh guốc, phanh dãi. .
Đối với loại phanh trống guốc.
+ Theo loại cơ cấu ép chia ra: Ép bằng xi lanh thuỷ lực; ép bằng cam; ép bằng
chêm.
+ Theo số lượng cơ cấu ép, chia ra: Loại một cơ cấu ép; Loại hai cơ cấu ép.
+ Theo số bậc tự do của guốc phanh, chia ra : Loại guốc một bậc, hai bậc tự do.

Phanh đĩa thì có các loại: kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay, vòng ma
sát quay. Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ rãnh thông gió, đĩa có một lớp kim loại hay
ghép hai kim loại khác nhau.
- Theo dẫn động phanh, chia ra :
+ Dẫn động cơ khí: Thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu suất thấp, và khó đảm
bảo phanh đồng thời giữa các bánh xe. Các loại xe gắn máy thông thường sử dụng
loại này.
+ Dẫn động điện: Chỉ dùng cho đoàn xe kéo rơ moóc dài.
+ Dẫn động thuỷ lực: Thường được sử dụng rộng rãi, đối với xe gắn máy thường sử
dụng cho phanh trước.
+ Dẫn động khí nén: Cũng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là ôtô tải vừa và lớn.

18
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
3.2. Phân tích, chọn loại dẫn động phanh và cơ cấu phanh
3.2.1. Chọn loại dẫn động phanh
Trên ôtô - máy kéo nói chung có thể gặp các loại dẫn động phanh sau: cơ khí,
thủy lực, điện và khí nén. Trong các loại dẫn động trên thì dẫn động cơ khí thường
chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu quả phanh thấp và khó phanh đồng thời các bánh xe
bởi vì không thể nào đảm bảo chế tạo chính xác các nhánh dẫn động, đồng thời sau
một thời gian làm việc các khâu khớp mòn không giống nhau, bởi thế thời gian để
khắc phục các khe hở cũng sẽ khác nhau. Trên các đoàn xe kéo moóc ta có thể gặp
loại dẫn động điện vì đoàn xe khá dài nên phải dùng dẫn động điện để thời gian dẫn
động thấp, phanh được đồng thời các bánh xe. Đối với ôtô thường dùng nhất là dẫn
động thuỷ lực và khí nén, dẫn động thuỷ lực được dùng rộng rãi trên các ô tô tải cỡ
trung bình và nhỏ, xe du lịch; dẫn động khí nén chủ yếu dùng trên xe tải nặng, xe kéo
rơ moóc; đối với các loại xe motor hiện nay thường sử dụng dẫn động phanh thuỷ lực
và cơ khí, trong đó dẫn động phanh thuỷ lực sử dụng cho bánh trước là chủ yếu.
Để chọn loại dẫn động thích hợp, trước hết ta so sánh ưu nhược của từng loại,
đối với xe thiết kế có thể sử dụng dẫn động thuỷ lực hoặc cơ khí.

Dẫn động thuỷ lực :
- Ưu điểm:
+ Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ vì chất lỏng không chịu nén.
+ Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dẫn động chỉ
bắt đầu tăng khi tất cả các má phanh ép sát vào trống phanh.
+ Hiệu suất cao:
9,08,0
÷=
η
.
+ Kết cấu đơn giản, kích thước khối lượng và giá thành nhỏ .
- Nhược điểm:
+ Yêu cầu độ kín khít cao.
+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ cao.
Dẫn động cơ khí:
- Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành thấp.
- Nhược điểm:
+ Hiệu quả phanh thấp và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe do các khe
hở khó điều chỉnh đều nhau, độ mòn cũng khác nhau, không có cơ cấu tự điều chỉnh
lực phanh .
+ Tuổi thọ thấp, lực điều khiển lớn, không tiện nghi.
Qua phân tích trên ta thấy dẫn động thuỷ lực có kết cấu gọn nhẹ, hiệu quả phanh
cao, mặt khác những nhược điểm của dẫn động thuỷ lực có thể khắc phục được nên

19
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
không ảnh hưởng lớn độ tin cậy của dẫn động. Ta chọn dẫn động phanh chính là dẫn
động thuỷ lực. Cơ cấu phanh dừng sử dụng cơ cấu phanh sau nhưng được dẫn động
bằng cơ khí( cáp).
3.2.2.Chọn loại cơ cấu phanh

Trong hệ thống phanh cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc
theo nguyên lý ma sát, vì thế kết cấu của nó bao giờ cũng có hai bộ phận chính là: các
phần tử ma sát và cơ cấu ép. Trong đó phần tử ma sát có thể có các dạng như: trống
guốc, đĩa hay dãi. Loại dãi chỉ dùng trên máy kéo, còn loại đĩa thường dùng trên cơ
cấu phanh ở cầu trước xe du lịch, xe máy, tuy nhiên các loại xe du lịch hiện đại
thường sử dụng phanh điã cho cả phanh trước và phanh sau, một số xe tải sử dụng
phanh đĩa cho cầu trước. Loại trống guốc được dùng phổ biến trên các loại xe tải và
các xe du lịch trước đây.
Xe thiết kế sử dụng dẫn động phanh thuỷ lực nên cơ cấu phanh trước ta chọn
phanh đĩa, cầu sau chọn loại phanh trống guốc có cơ cấu ép bằng xi lanh thuỷ lực.
Cơ cấu phanh trống guốc có nhiều sơ đồ kết nối các phần tử của cơ cấu phanh.
Để đánh giá so sánh các sơ đồ khác nhau người ta dùng 3 chỉ tiêu riêng đặc trưng
cho cơ cấu phanh là: tính thuận nghịch, tính cân bằng và hệ số hiệu quả, dựa trên ba
chỉ tiêu này ta sẽ chọn sơ đồ kết nối phù hợp với xe thiết kế.

Hình 3-1 Các cơ cấu phanh thông dụng cho dẫn động thuỷ lực
-Trên hình 3-1c là cơ cấu ép bằng hai xilanh thủy lực, guốc một bậc tự do. Hiệu quả
phanh theo chiều tiến sẽ cao hơn so với loại bình thường 3a, không có tính thuận
nghịch, thường được sử dụng ở cầu trước của ôtô du lịch khi mà cần đạt hiệu quả
phanh lớn với kích thước khối lượng nhỏ.
-Hình 3-1b là cơ cấu hoàn thiện nhất với cơ cấu ép là 2 xilanh thủy lực, guốc phanh
có hai bậc tự do( loại bơi). Loại cơ cấu này vừa có tính thuận nghịch vừa có tính cân

P
P
P
P
P
P
a

b
P
P
c
20
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
bằng, hiệu quả phanh cao nhất: K
hq
= (1,6÷ 1,8) lần so với sơ đồ 3-1a trên cả hai
chiều, tuy vậy kết cấu cũng phức tạp nhất nên thường áp dụng cho xe du lich hiện
đại.
-Sơ đồ trên hình 3-1a dùng cơ cấu ép thuỷ lực, một bậc tự do. Đây là loại thuận
nghịch nhưng không cân bằng do có hiện tượng tự siết, đồng thời mô men phanh do
guốc trước sinh ra lớn hơn momen phanh do guốc sau tạo ra làm cho má phanh mòn
không đều. Để khắc phục hiện tượng này thì làm má phanh của guốc trước( tự siết)
dài hơn má của guốc phanh sau( tự tách). Loại này thường sử dụng trên ôtô tải cỡ nhỏ
và vừa hoặc ở các bánh sau ôtô du lịch. Các loại xe gắn máy thường sử dụng cơ cấu
phanh một bậc tự do ép bằng cam, tuy nhiên khi dẫn động bằng thuỷ lực thì cơ cấu
ép là xi lanh thuỷ lực.
Qua phân tích trên ta chọn cơ cấu phanh cho cầu sau có sơ đồ như hình a: Một
bậc tự do, dùng cơ cấu ép thuỷ lực.
Đối với cầu trước, mô men phanh yêu cầu của xe thiết kế lớn hơn so với xe máy
thông thường nếu sử dụng phanh trống guốc rất khó đạt được mô men phanh yêu cầu,
ngoài ra dẫn động phanh là thuỷ lực nên ta chọn cơ cấu phanh là phanh đĩa.
Cơ cấu phanh đĩa có các sơ đồ sau:
3
2
1
5
4

Hình 3-2a Sơ đồ phanh dĩa loại má kẹp tuỳ động-xi lanh bố trí trên má kẹp
1. Má kẹp, 2. Piston, 3. Chốt dẫn hướng, 4. Đĩa phanh, 5.má phanh.

21
5
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
Đối với phanh trước của xe thiết kế ta chọn cơ cấu phanh loại má kẹp tuỳ
động- xi lanh bố trí trên má kẹp như cơ cấu phanh của xe gắn máy thông thường.
Phanh đĩa so với phanh guốc có các ưu điểm sau:
- Có thể tăng diện tích ma sát của má phanh nhiều hơn, do vậy giảm được áp suất
trên bề mặt ma sát của má phanh.
- Áp suất phanh bố đều trên má phanh do đó má phanh mòn đều hơn và ít phải điều
chỉnh hơn.
- Bề mặt làm mát lớn và điều kiện làm mát tốt hơn( nhất là phanh đĩa loại đĩa quay
như trên hình vẽ).
- Các chi tiết ở trạng thái biến dạng thuận lợi hơn. Ở phanh đĩa, đĩa phanh biến dạng
theo chiều trục, còn ở phanh guốc trống phanh biến dạng theo chiều hướng kính làm
cho trống phanh bị méo, ảnh hưởng đến khe hở giữa các bề mặt ma sát của má phanh
và trống phanh.
- Khe hở nhỏ nên giảm thời gian tác dụng phanh và cho phép tăng tỉ số truyền của
dẫn động phanh.
- Dễ đảm bảo mô men phanh như nhau khi xe tiến hoặc lùi.
- Kích thước cũng như khối lượng cơ cấu phanh nhỏ hơn so với cơ cấu phanh guốc
nếu có cùng mô men phanh.
Các phương án chọn cơ cấu phanh sau

22
Hình 3-2b Sơ đồ kết cấu phanh đĩa
loại má kẹp cố định
1. Má phanh, 2. Má kẹp, 3. Piston, 4.

Vòng làm kín, 5. đĩa phanh.
Hình 3-2c Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại
má kẹp tuỳ động- xi lanh cố định
1. Đĩa phanh, 2. Má kẹp, 3. Đường dầu,
4. Piston, 5. Thân xi lanh,
6. Má phanh.
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
2
3
5
8
4
5
6
1
4
1
6
7
7
(a) (b)
Hình 3-3 Các phương án lắp pu ly với may ơ sau và bố trí cơ cấu phanh sau
1.Bánh xe chủ động , 2. Bu lông liên kết trống phanh và pu ly, 3. Bu lông liên kết
bánh xe và pu ly, 4. pu ly, 5. Cơ cấu phanh sau, 6. Cụm ổ trục bánh xe sau, 7. Dầm
cầu sau, 8. Bu lông liên kết bánh xe, trống phanh và pu ly.
Phương án 1: ( Hình 3.3a).
Trục bánh xe sau và mâm phanh bắt cố định với dầm cầu. Vành bánh xe, pu ly và
trống phanh bắt chặt và cùng chuyển động với nhau.
Phương án 2: ( Hình 3.3b).
Trục bánh xe cùng với trống phanh, may ơ bánh xe quay trong gối đỡ. So với

phương án1 thì phương án này phức tạp hơn, nhiều mặt lắp ghép hơn nên chế tạo
phức tạp, phải thiết kế thêm chi tiết ( gối đỡ trục), nhiều chi tiết chuyển động quay
hơn ( có thêm trục bánh bánh xe sau chuyển động quay) nên làm tăng mô men quán
tính của cụm ổ trục bánh xe sau. Mặt khác phương án 2 sử dụng nên khó bố trí cơ
cấu dẫn động phanh dừng.
Qua phân tích sơ bộ trên ta chọn cơ cấu phanh sau và phương án lắp ghép pu ly
với may ơ và cơ cấu phanh như phương án 1 là hợp lý.
3.2.3.Cac phương an điều khiển hệ thống phanh
+ Phương án 1: Điều khiển bằng tay .
+ Phương án 2: Điều khiển bằng bàn đạp.

23
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
+ Phương án 3: Điều khiển vừa bằng tay vừa bằng bàn đạp.
+ Phương án 4: Điều khiển theo kiểu phanh phối hợp (CBS)
- Với phương án 1 và 2 thi ta thấy không có tính ưu việt đối với xe ba bánh. bởi vì xe
ba bánh có cơ cấu phanh sau là phanh trống guốc và cơ cấu phanh trước là cơ cấu
phanh đĩa. độ nhạy của phanh đĩa rất cao nên khi ta điều khiển xe vào những đoạn
đường cua ngặt thì dễ làm cho xe mất cân bằng dẫn đền xe mất tính ổn định và điều
khiển.
- Với phương án 3 thì ta thấy có tính ưu việt hơn hai phương án trên.khi điều khiển
xe vào đường cua ngặt thi ta ko cần phanh tay ma chỉ cần dạp phanh chân thì xe sẽ
không mất tính ổn định và điều khiển.
3
1
4
2
5
2
6

Hình 3-4 Phương án điều khiển vừa bằng tay vừa bằng bàn đạp
1: Cơ cấu phanh trước; 2: Xi lanh chính; 3: Tay phanh; 4: Bàn đạp phanh.
5: Cơ cấu phanh sau; 6: Đầu nối 3 ngã.
-Với phương án 4 thường được dùng trên các xe gắn may TAY GA-HONDA-
CLICK-AIR BLADE. Đây là hệ thống phanh phối hợp (CBS) được thiết kế để kết
hợp hoạt động của cả phanh trước và phanh sau.phanh trước là phanh thuỷ lực
(phanh đĩa) và phanh sau là phanh điều khiển cơ khí được kết hợp vói nhau thông qua
cáp nối và cân bằng lực phanh.
- Khi chỉ tác dụng lực vào cần điều khiển phanh sau:
Đối với xe trang bị hệ thống phanh CBS khi chỉ tác động vào cần điều khiển phanh
sau thì cả phanh trước và phanh sau đều hoạt động. khi phanh sau hoạt động thì cần
cân bằng sẽ kéo cáp kết nối và dây cáp phanh sau do vây phanh sau sẽ có tác dụng.
khi cáp kết nối bị kéo, cần ép piston sẽ quay vào chốt ép piston xi lanh chính. Do vậy,
dầu phanh sẽ được truyền sang piston ngàm phanh. Lúc này phanh trước sẽ có tác
dụng.

24
Thiết kế lắp đặt hệ thống phanh cho xe chở rác ba bánh
10
9
8
7
6
4
3
2
5
Hình 3-5 Phương án điều khiển theo kiểu phanh phối hợp(CBS)
1: Bình bù dầu của xinh lanh chính; 2: Piston xi lanh chính;3: Ống dầu phanh trước.
4: Dây cáp phanh sau; 5: Cần cân bằng; 6: Tay điều khiển phanh sau; 7: Hộp cân

bằng. 8: Cáp kết nối; 9: Cần tác động ép piston; 10: Chốt quay.
- Khi chỉ tác động vào tay điều khiển phanh trước:
Với xe trang bị hệ thống phanh CBS Khi chỉ tác động vào tay điều khiển phanh trước
thì chỉ co phanh trước hoạt động . khi tác động vào tay phanh trước, cần ép piston sẽ
quay quanh chốt và tác động vào piston phanh của xi lanh chính đồng thời ép dầu
phanh tác động vào piston ngàm phanh, phanh trước sẽ hoạt động. lúc đó chốt của
cần tác động piston sẽ trượt trong rãnh và cáp kết nối không được kéo phanh sau, do
đó phanh sau ko hoạt động.
Qua phân tích trên ta thấy đối với xe ba banh thì ta nên chọn phương án 3 là hợp
lý nhất .
3.3. Tính mô men phanh cần sinh ra ở các cơ cấu phanh

25