Thiết kế hệ thống phanh xe tải 25 tấn (Link CAD: https://bit.ly/3vu8vIB)

Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

mục lục
Trang
Lời nói đầu ............................................................................................... 2
Chơng I: Những vấn đề chung và hệ thống phanh 4
1. Giới thiệu đề tài.4
2. Công dụng .5
3. Các yêu cầu hệ thống phanh xe thiết kế6
4.Các loại hệ thống phanh ôtô tải lớn 25 tấn6
5. Chọn phơng án thiết kế..13
Chơng II: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống
phanh và các cụm chi tiết.14
1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh và các cụm đã
chọn.................................................................................................................14
Chơng III: Tiêu chuẩn ECE cho hệ thống phanh...................29
1. Công thức tính toán và chỉ tiêu đánh giá......................................................29

Chơng IV: Tính toán thiết kế phanh..........................................40
1. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh...................................................................40
2. công ma sát và kiềm bền guốc phanh .46
3. thiết kế tính toán bầu phanh........................................................................61
Kết luận chung .....................................................................................65
Tài liệu tham khảo ..............................................................................65

1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47

Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

Lời mở đầu

Hiện nay vấn đề về giao thông đờng bộ đang là vấn đề đợc rất nhiều
quốc gia trên thế giới quan tâm. Trong các phơng tiện giao thông đờng bộ thì
ô tô là phơng tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà nó
còn là một phơng tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành
thấp. ở nớc ta hiện nay, các xe ô tô đang lu hành chủ yếu là của nớc ngoài, đợc
lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ. Các
loại xe này đã đáp ứng đợc nhu cầu vận tải trong nớc và cũng đáp ứng đợc các
tiêu chuẩn quốc tế. Tuy nhiên do nhu cầu về vận tải đờng dài, có khối lợng
hàng hoá lớn chúng cần đa ra nhng loại xe có kích thớc lớn phục vụ nhu cầu
trên
Xe thân dài tải trọng lớn đê phù hợp với mục đích vận chuyển cũng nh
sử dụng phải đáp ứng những yêu cầu cần thiết.Trong đó hệ thống phanh giữ
một vai trò hết sức quan trọng vì nó liên quan tới vấn đề an toàn chuyển động
của xe và vấn đề an toàn giao thông, ảnh hởng trực tiếp tới sinh mạng con ngời cũng nh tài sản.
Trên cơ sở đó em đợc giao đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô
thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn ECE R13 .
Nội dung đề tài bao gồm:
- Vai trò của hệ thống phanh trên ôtô thân dài hiện nay
- Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống phanh
- Tính toán thiết kế hệ thống phanh theo tiêu chuẩn ECE
- Thiết kế các cơ cấu phanh trên xe
2

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47

Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
- Sơ đồ và nguyên lý làm việc dẫn động điều khiển phanh của xe
thiết kế
Đề tài đợc tiến hành tại bộ môn ôtô và xe chuyên dụng trờng đại học
Bách Khoa Hà Nội. Sau hơn 3 tháng thực hiện với sự cố gắng, nỗ lực của bản
thân em đã hoàn thành công việc của đồ án. Em xin chân thành cảm ơn thầy
Nguyễn Khắc Trai và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hớng dẫn tận tình và
tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.Do
thời gian có hạn lên không thể tránh đợc những thiếu sót. . Em rất mong nhận
đợc những ý kiến đóng góp, bổ xung của các thầy và các bạn để đề tài của em
đợc hoàn thiện hơn.
Hà Nội ngày 25 tháng 5 năm 2009
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Xuân Hồng

3

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

CHƯƠNG I:
những vấn đề chung và hệ thống phanh
1. giới thiệu đề tài

Nội dung đề tài là thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn nhằm

tạo lên phơng tiện chuyên chở hàng hoá đờng dài,đảm bảo an toàn giao thông.
Hệ thống phanh phải đợc thiết kế theo tiêu chuẩn ECE R13.
1.1 Giới thiệu chung về xe thiết kế và các thông số cơ bản
Hình dáng cơ bản của xe thiết kế:

Hình 1.1: Hình dáng chung của xe thiết kế

4

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

Bảng thông số tính năng kỹ thuật của xe thiết kế
Đặc tính kỹ thuật
Chiều dài cơ sở
Tổng khối lợng
Khối lợng xe

Đơn vị
mm
kg
kg

Thiết kế
7050
25000
14000

Động cơ
Công suất cực đại
Mô men xoắn cực đại

Mã lực
N.m

D6AC
340
140

Hộp số

Sáu số tiến, một số lùi, đồng tốc

Hệ thống lái
Kích thớc bao ngoài
(B x C x D)
Tốc độ cực đại
Khả năng vợt dốc

từ số 2 đến số 6
Trợ lực thuỷ lực
mm

11825 x 2480 x 2990

km/h
115

tan ()% 27.3

2. Công dụng:

Hệ thống phanh trên ôtô là một trong những hệ thống đảm bảo an toàn
chuyển động của ôtô:
- Giảm dần tốc độ hoặc dừng hẳn xe lại khi xe đang chuyển động.
- Giữ xe đứng yên trên đờng dốc trong khoảng thời gian dài mà
không cần sự có mặt của ngời lái.
Theo tiêu chuẩn ECE R_13 hệ thống phanh ôtô có thể đợc gọi tên khác
nhau tuỳ theo công dụng:
- Phanh chính thờng đợc điều khiển bằng chân đợc sử dụng để giảm tốc độ
hoặc dừng hẳn xe trong khi đang chuyển động.
5

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
- Phanh đỗ (còn gọi là phanh tay hay dừng )thờng đợc điều khiển bằng tay
nhờ đòn kéo hoặc đòn xoay ,sử dụng để giữ xe ở trạng thái đứng yên trên đờng
dốc trong thời gian dài.
- Phanh dự phòng : là hệ thống phanh dùng để dự phòng ,phanh xe khi hệ
thống phanh chính chính bị h hỏng
- Dẫn động phanh: là tập hợp các chi tiết dùng để truyền năng lợng từ cơ cấu
điều khiển đến các cơ cấu phanh và điều khiển năng lọng này trong quá trình
truyền với mục đích phanh xe với các cờng độ khác nhau.Trên ôtô sử dụng các
phơng pháp điều khiển :trực tiếp hay gián tiếp.
- Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tiêu hao động năng ôtô trong quá trình

phanh.
3. Yêu cầu của hệ thống phanh xe thiết kế:
- Thoả mãn sự phân bố tải trọng của xe thiết kế theo tiêu chuẩn ECE
- Xe thiết kế là xe thùng dài, tải trọng lớn nên cần độ tin cậy cao do đó
phải là loại dẫn động khí nén có hai dòng độc lập.
4. các loại hệ thống phanh ôtô tảI lớn 25 tấn

4.1. Các loại cơ cấu phanh cho xe tải
Cơ cấu phanh thờng dùng trên ôtô tải có:dạng tang trống
Cơ cấu phanh dạng tang trống phân chia phụ thuộc vào:

6

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
- Theo dạng bố trí guốc phanh:đối xứng qua trục đối xứng, đối
xứng qua tâm quay, các guốc phanh dạng tự lựa, các guốc phanh
tự cờng hoá.
- Theo phơng pháp truyền năng lợng điều khiển: phanh thuỷ lực,
phanh khí nén, phanh tay.
Trên cơ cấu phanh thuỷ lực:

Hình 1.2: Các cơ cấu dùng với phanh thuỷ lực
-

Đối xứng qua trục, chung 1 ly hợp kép với: xylanh một bậc hay
xylanh hai bậc lực điều khiển guốc phanh nh nhau. Loại này dùng phổ

biến trên các loại ôtô con, ôtô tải nhẹ,cho cả cầu trớc và cầu sau.

-

Đối xứng qua tâm, hai xylanh kép nh nhau, có hiệu quả tạo lên
ma sát cao theo một chiều quay. Loại này đợc dùng trên ôtô con, ôtô tải
nhẹ, ôtô minibus cho cầu trớc.
7

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
-

Đối xứng qua trục hai xylanh nh nhau, có khả năng tự lựa với
tang trống, hiệu quả ma sát cao.Thờng gặp trên xe tải, ôtô buýt loại vừa.

-

Tự cờng hoá, một xylanh, liên kết hai guốc phanh tại điểm nối
tựa di động. Hiệu quả phanh cao và thuộc loại tự cờng hoá lực điều
khiển guốc phanh.Thờng sử dụng trên ôtô tải nhỏ.
- Tự cờng hoá, hai xylanh, liên kết giữa hai guốc phanh tại điểm
nối tựa di động.Thờng sử dụng trên xe tải loại nhỏ.

Trên hệ thống phanh khí nén

Hình 1.3: Các cơ cấu phanh dùng với hệ thống phanh khí nén

- Cam Acsimet, bố trí cam quay và guốc phanh đối xứng qua
trục, dịch chuyển của các guốc phanh khi cam làm việc nh nhau.
Loại này đợc sử dụng phổ biến trên các loại ôtô tải, ôtô buýt
vừa, lớn cơ cấu phanh của bán rơmooc và rơmooc.
- Cam Cycloit khí nén, bố trí cam quay và guốc phanh đối xứng
qua trục, dịch chuyển của các guốc phanh khi cam làm việc lớn.
Loại này đợc sử dụng trên cầu sau các loại xe tải, xe buýt vừa,
lớn.

8

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
- Dạng đối xứng: sử dụng kết cấu ren đai ốc biến chuyển động
quay của đai ốc thành chuyển động tịnh tiến của các gối đỡ đẩy
guốc phanh. Kết cấu xuất hiện trên xe chuyên dùng.
Yêu cầu chung của cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh trên ôtô có những yêu cầu cao về hiệu quả phanh, tính ổn
định làm việc trong điều kiện làm việc. Ngoài ra cơ cấu phanh còn có những
yêu cầu riêng biệt. Các yêu cầu của cơ cấu phanh bao gồm:
- Đảm bảo khả năng tạo mômen phanh cao và ổn định trong các
điều kiện làm việc: phanh gấp, phanh trên dốc dài
- Có lực điều khiển tác dụng vào cơ cấu phanh nhỏ.
- Kết cấu nhỏ gọn, có thể đặt trong lòng bánh xe, đảm bảo khả
năng lăn trơn bánh xe khi không phanh.
- Đảm bảo khả năng thoát nhiệt tốt, hệ số ma sát ổn định khi nhiệt
độ thay đổi.

- Có khả năng chống mòn tốt, dễ dàng hiệu chỉnh, thay thế các
chi tiết bị mòn sau thời gian sử dụng, và đợc sửa chữa định kỳ.
- Hạn chế tối đa việc sử dụng vật liệu ma sát có nguồn gốc từ
amiăng. Đây là yêu cầu trong liệu pháp bảo vệ môi trờng.
4.2. Các loại dẫn động phanh cơ bản trên ôtô tải
4.2.1 Hệ thống phanh khí nén:
Hệ thống phanh khí nén thờng gặp trên ôtô tải,ôtô buýt loại vừa có khối
lợng toàn bộ lớn hơn 7 tấn .
Sơ đồ cơ bản trình bày nh hình vẽ
9

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

Hình 1.4: Hệ thống phanh khí nén
a. Nguồn cung cấp và bình chứa khí dự trữ: Máy nén khí (1), Bộ điều
chỉnh áp xuất (2), Bộ lọc nớc và làm khô khí(3), Cụm van chia và bảo
vệ (4), Bình chứa khí nén mạch I (5), Bình chứa khí nén mạch II (6),
b. Cụm điều khiển: Van phanh hai dòng (7)
c. Cơ cấu chấp hành: Bầu phanh và cơ cấu phanh trớc (8), Bầu phanh và cơ
cấu phanh sau (9).
d. Các đờng ống dẫn khí
Hệ thống phanh bao gồm các phần chính sau:
- Nguồn cung cấp và bình chứa dự trữ (a)
- Cụm điều khiển (b)
- Cơ cấu chấp hành (c)
- Các đờng ống dẫn khí (d)

10

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
4.2.2 Hệ thống phanh thuỷ lực - khí nén:
Hệ thống phanh thuỷ lực khí nén thờng gặp trên ôtô tải ôtô buýt loại
vừa. Sơ đồ cơ bản trình bày nh hình vẽ:

Hình 1.5: Hệ thống phanh thủy lực-khí nén
a. Nguồn cung cấp chứa khí dự trữ d. Xylanh khí nén thuỷ lực
b. Cụm điều khiển
e. Các đờng ống dẫn khí
c. Cơ câu chấp hành
d. Các ống dẫn thủ lực
4.2.3 Các yêu cầu cơ bản của hệ thống phanh
Hệ thống phanh trên ôtô là một hệ thống quan trọng. Hiệu quả hoạt
động của nó ảnh hởng lớn đến khả năng an toàn ,chất lợng vận tải do vậy các
yêu cầu luôn luôn đợc bổ xung và hoàn thiện. Có thể tóm tắt yêu cầu bằng
những nội dung chính sau:
11

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
- Đảm bảo hiệu quả phanh cao:có thể điều khiển theo ý muốn hay

có quãng đờng phanh ngắn nhất, gia tốc chậm dần của ôtô cao.
- Quá trình phanh phải êm dịu, sự thay đổi gia tốc phải đều đặn,
nhằm đáp ứng tính điều khiển, tính ổn định của ôtô trong mọi
trạng thái hoạt động .
- Điều khiển nhẹ nhành,dễ dành kể cả phanh chính (phanh chân)
và phanh phụ (phanh tay).
- Hiệu quả phanh ít thay đổi kể cả khi phanh liên tục nhiều lần.
- Có độ tin cậy cao, ngay cả trong trờng hợp có một phần của hệ
thống phanh h hỏng thì hệ thống vẫn có khả năng dừng ôtô.
- Phanh chính và phanh phụ có hệ thống dẫn động độc lập và
không gây ảnh hởng xấu lẫn nhau
4.3 Phanh tay:
Phanh tay trên ôtô tải ,ôtô buýt đợc bố trí theo hai phơng pháp: dùng cơ
cấu phanh bố trí trên trục truyền, phanh tay có chung cơ cấu phanh với phanh
chân.
Phanh tay bố trí trên trục truyền với các chi tiết dẫn động riêng biệt đợc
dùng với nhiều loại phanh chính khác nhau
Phanh tay bố trí có cơ cấu chung với phanh chân các phần dẫn động
riêng biệt đợc bố trí:
- Cho hệ thống phanh chân thuỷ lực với ôtô tải nhỏ, ôtô buýt nhỏ
- Cho hệ thống phanh khí nén có bầu phanh tích năng
Các chỉ tiêu đánh giá
12

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
Ngày nay các chỉ tiêu đánh giá cơ bản của hiệu quả phanh:

- Chỉ tiêu về quãnh đờng phanh va gia tốc phanh.
- Chỉ tiêu về hiệu quả phanh và tính ổn định của ôtô khi phanh
- Thoả mãn tiêu chuẩn ECE.
5. Chọn phơng án thiết kế

Hệ thống phanh khí nén
- Ưu điểm: + Tạo mômen phanh lớn
+ Lực điều khiển nhỏ
+ Guốc trớc và sau đều mòn nh nhau
- Nhợc điểm: + Cấu tạo cồng kềnh
+ Độ nhạy kém ( thời gian chậm tác dụng lớn do khí bị
nén khi chịu tác dụng
* Qua những u nhợc điểm của các hệ thống phanh và yêu cầu thiết
kế của đề tài. Ta chọn hệ thống phanh cho xe thiết kế là hệ thống
phanh dẫn động khí nén
Đặc điểm chung: là loại dẫn động khí nén có 2 dòng độc lập. Cơ cấu phanh
trớc và sau đếu sử dụng loại tang trống với các guốc phanh đối xứng nhau
qua tâm và xi lanh khí nén đóng vai trò điều khiển guốc phanh.
Kết luận: Với yêu cầu xe tải đờng dài, trong đề tài chọn hệ thống phanh
khí nén thiết kế với cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục.

13

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

Chơng II:

chọn phơng án thiết kế và nguyên lý
hoạt động của Hệ thống phanh xe thiết kế
1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh và
các cụm chi tiết đã chọn.

1.1.Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh xe thiết kế

Hình 2.1: Sơ đồ của hệ thống phanh của xe thiết kế
1. Van phân phối hai dòng
2. Van phanh tay
3. Van tự động (R12)
4. Van tự động (R12)
5. Van điên từ 3 ngả

6. Bầu phanh banh xe
7. Bầu phanh tich năng
8. Van phanh bằng động cơ
9. Bộ lọc ẩm
10. Van an toàn bình chứa

11. Van an toàn bình chứa
12. Đồng hồ áp xuất
13. Van xả nhanh
14. Van chia 4 ngả
23.24. bình chứa khí nén

Một số đặc điểm:
14

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47

Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
- Xe có hai cầu sau chủ động và bố trí vi sai giữa các cầu, do vậy
trên các câu sau đều trang bị bầu phanh tich năng,
- Mạch cấp khí và cấp tín hiệu điều khiển phanh đợc rẽ nhánh
chung cho hai cầu sau đảm bảo sự phanh đồng thời hai cầu.
- Sử dụng van tự động R14 bố trí ở đờng cấp khí nén đến bầu
phanh tích năng cho cầu sau với nhiệm vụ nhả phanh bánh xe
khi xe chuyển động,
- Xe không bố trí hệ thống cấp khí cho rơ mooc.
2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh trớc:
- Cấu tạo:

Hình 2.2: Cấu tạo cơ cấu phanh trớc ô tô thiết kế
1. lò xo hồi vị
2. con lăn đầu guốc
3. Guốc phanh
4. Lỗ móc lò xo
9. Trục cam quay

5. Chốt hãm
6. Bệ đỡ
7. Trục quay dới
8. Bạc đỡ
14. Trục bánh xe

10. Đòn quay
11. Dầm cầu

12. Mâm phanh
13. Bầu phanh

15

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
Cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua trục, với điểm tựa dới của guốc phanh
(3) không điều chỉnh. Để tăng độ cứng vững cho điểm tựa dới, giá đỡ đợc
gia cờng thành hai gối đỡ này đợc các trục quay của guốc (9) có thể xoay
trơn và chịu tải.Trên guốc sử dụng các tấm má phanh tán chặt với guốc nhờ
đinh tán. Mỗi guốc phanh có hai tấm má phanh dày, trên đầu tựa vào cam
quay sử dụng con trụ (2) giảm ma sát khi lăn trên cam (9). Hai guốc phanh
luôn đợc ép chặt vào tấm nhờ lò xo hồi vị (1) .
Tang trống bắt với moay ơ bánh xe
Cam quay (9) chế tạo liền trục với dạng cam Cycloit và đợc dẫn động quay
nhờ đòn quay (10). Giá đỡ trục cam quay bố trí trên mâm phanh (12_thuộc
phần cố định ) đợc bôi mỡ định kỳ. Đầu ngoài của trục cam có bố trí then hoa
bắt với đòn quay (10) thông qua cơ cấu trục vít banh vít.
- Nguyên lý hoạt động:
Bầu phanh bắt chặt trên giá đỡ, cho phép trục của bầu phanh di chuyển khi
chịu áp lực khí nén.
+ Khi không phanh dới tác dụng của lò xo hồi vị (1) kéo má phanh vào
trong và không tiếp xúc với tang trống, bánh xe đợc lăn trơn.
+ Khi phanh, khí nén đi vào bầu phanh, đẩy trục bầu phanh dịch chuyển,
qua chốt trụ đẩy đòn (10) quay, làm trục cam xoay đi. Cam quay đẩy guôc
phanh mở rộng bán kính tạo lên sự ép sát má phanh vào tang trống thực

hiện phanh.
+ Khi thôi phanh, bầu phanh không còn khí nén, dới tác dụng của các lò
xo hồi vị guốc phanh lại bị ép về tâm thực hiện nhả phanh.
16

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh sau

hình 2.3: Cấu tạo cơ cấu phanh sau xe thiết kế
1.
2.
3.
4.
5.

Chốt hãm
Miếng đệm
Bầu phanh tích năng
Con lăn đầu guốc
Lò xo hồi vị

6. Guốc phanh 11. Bạc trục cam
7. Trục cam quay
8. Bệ đỡ
9. Chốt quay
10. Bạc chốt quay

Cơ cấu phanh sau ô tô tải thiết kế có kết cấu tơng tự nh trên cầu trớc.
Bầu phanh đợc bố trí là dạng bầu phanh tích năng. ở trạng thái xe đứng
yên, lò xo tích năng đẩy trục cam (7), thực hiện phanh các bánh xe của cầu
17

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
xe.Trạng thái này cơ cấu phanh đóng vai trò nh phanh tay của ô tô; giữ xe
đứng yên trên dốc.
Bầu phanh làm việc nh một xylanh khí nén có hai dòng khí cung cấp :
- Một dòng khí thực hiện ép lò xo tích năng lại, giải phóng tác
dụng của lò xo tích năng, đảm bảo cho đòn quay nằm ở vị trí
quay trục cam về trạng thái không phanh, bánh xe lăn trơn.
- Một dòng khí cấp cho buồng phanh thông qua van phân phối.
Khi phanh dòng khí này đợc đa vào bầu phanh đẩy đòn quay
(10) quay và thực hiện phanh bánh xe.
Khác với cơ cấu phanh trớc là:
- Chiều dày má phanh lớn hơn, tơng thích với tuổi thọ kỹ thuật
của ô tô, trong điều kiện lực phanh của cầu sau yêu cầu lớn.
- Sử dụng bầu phanh tích năng để kết hợp với nhiệm vụ phanh tay
1.4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các cụm chi tiết
a. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van phanh điều khiển khí nén:
- Cấu tạo: Chia làm 3 cụm chính
+ Cụm bàn đạp: Bàn đạp phanh 21 có cơ cấu hoạt động kiểu đòn
bẩy với một đầu là vít điều chỉnh 18, đầu kia là trục lăn 20. Vít 18 tì vào nắp
17 để hạn chế hành trình của trục lăn 20 khi nhả phanh.

18

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

Hình 2.4: Kết cấu van điều khiển khí nén
1. Cốc nắp
2. Lò xo hồi vị piston số 1
3. Vòng hãm đế van số 1
4. Piston số 2
5. Lò xo hồi vị đế van số 2
6. Thân van số 2
7. Van kiểm tra
8. Vòng hãm đế van số 2
9. Đế van số 2
10. Lò xo hồi vị piston số 2

11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.

20.

Lò xo hồi vị đế van số 1
Đế van số 1
Lò xo đỡ piston số 1
Lò xo chính
Piston số 1
Thân van số 1
Nắp van phanh
Vít điều chỉnh
ống
Trục lăn

21. Bàn đạp phanh
A. Đờng tới dòng phanh
bánh sau
B. Đờng tới dòng phanh
bánh trớc
C. Đờng từ bình khí nén cho
dòng phanh sau
D. Đờng từ bình khí nén cho
dòng phanh trớc
E. Đờng xả khí

19

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn

RCE R13
+ Cụm điểu khiển dòng phanh sau: Piston chính 15 đợc cân bằng
bởi các lò xo đỡ 13, lò xo hồi vị 2 và lò xo chính 14. Dới tác dụng của lực
căng lò xo 11, đế van 12 tiếp xúc với thân van phanh, đóng đờng cung cấp khí
nén từ C sang A.
+ Cụm điều khiển dòng phanh trớc: Piston 4, lõi là 1 đờng ống
làm nhiệm vụ xả khí. Đế van 9 tiếp xúc với thân van phanh dới tác dụng của lò
xo 5, đóng đờng cung cấp khí nén từ D sang B.
- Nguyên lý làm việc:
+ Trạng thái phanh: Lực đạp của ngời lái tác động lên bàn đạp 21,
qua lò xo 14 đẩy piston 15 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 12 đi
xuống mở van cung cấp để khí nén đi từ bình chứa (khoang C) đến dòng
phanh bánh sau (khoang A). Khí nén ở khoang A qua lỗ thông vào khoang G,
đẩy piston 4 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 9 đi xuống, mở van
cung cấp để khí nén từ bình chứa (khoang D) đến dòng phanh bánh trớc
(khoang B)
+ Trạng thái nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, áp suất khí nén
trong khoang A đẩy piston15 đi lên, dới tác dụng của lò xo 11 đế van 12 đi lên
đóng van cung cấp lại, ngăn không cho khí nén từ khoang C truyền sang
khoang A. Piston 15 tiếp tục đi lên mở van xả, xả khí nén từ khoang A và
dòng phanh sau ra ngoài không khí qua đờng E. Khí nén trong khoang G trên
piston 4 xả ra không khí qua khoang A. Do lực lò xo 10 và áp lực khí nén bên
dới piston, piston 4 đi lên, tơng tự nh với dòng phanh sau, đóng van cung cấp
khí từ khoang D sang khoang B, mở van xả cho khí nén trong khoang B và
dòng phanh trớc thoát ra ngoài.

20

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47

Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
+ Trạng thái rà phanh phanh và giữ phanh ở mức độ nhất định: ở
dòng phanh sau, áp suất khí nén trong khoang A tác động lên đáy piston 15
cùng với lực lò xo 2 đến khi thắng đợc lực lò xo 14 sẽ đẩy piston đi lên, đóng
van cung cấp lại. áp suất dòng phanh sau (khoang A) duy trì ở một giá trị nhất
định, không tiếp tục tăng do không có khí nén cung cấp từ khoang C. Trạng
thái cân bằng của piston 15 đợc thiết lập bởi lực lò xo 14 (lực đạp phanh), lực
các lò xo phản hồi và áp suất khí nén trong khoang A. Tơng tự nh dòng phanh
sau, khi áp suất khoang B bên dới piston 4 tăng lên cùng với lực lò xo 10 đến
khi thắng lực do áp suất bên trên piston (áp suất phanh sau) gây nên sẽ đẩy
piston 4 đi lên, đóng van cung cấp lại. áp suất dòng phanh trớc đợc duy trì ở
giá trị nhất định tơng ứng với mức độ phanh. Trạng thái cân bằng đợc xác lập
bởi áp suất bên trên và dới piston cùng với lực lò xo 10. ở trạng thái cân bằng,
lò xo 11 và lò xo 5 đóng các van xả lại, ngăn không cho khí trong các dòng
phanh thoát ra ngoài. áp suất dòng phanh sau và dòng phanh trớc đợc giữ ở
một mức độ nhất định, tơng ứng với áp suất dầu ở trạng thái rà phanh.
+ Khi dòng phanh trớc bị hỏng: Giả sử dòng phanh trớc bị hở, khí
nén ở dòng phanh sau đợc ngăn cách với dòng phanh trớc bởi piston 4, đảm
bảo cho dòng phanh sau vẫn hoạt động bình thờng.
+ Khi dòng phanh sau bị hỏng: Giả sử dòng phanh sau bị hở, không
còn áp lực khí nén lên trên piston 4 để đẩy piston 4 đi xuống. Khi tiếp tục đạp
phanh, piston 15 đi xuống cho đến khi tiếp xúc với piston 4, đẩy piston 4 đi
xuống, đóng van xả và mở van cung cấp, đảm bảo cho dòng phanh trớc vẫn
hoạt động bình thờng.
b. Van phanh tự động R12
Thờng trên các ôtô nhỏ khi sử dụng van phân phối nh là van mở dòng
dẫn khí, gây nên giảm độ nhạy của hệ thống. Điều này có thể hiểu nh
21

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
sau: khi van đã mở đờng khí nén, cần phải mất quá trình để nạp đầy khí
nén từ van phân phối đến bầu phanh trên đờng ống. Trên các ôtô có yêu
cầu cao về độ nhạy sử dụng thêm một bộ van tự động kiểu R12 (cụm 3 của
hình ....) trên đờng cấp khí nén cho bầu phanh cầu sau nhằm khắc phục sự
giảm độ nhạy nói trên.

Hình 2.5: Van tự động kép R12
1. Pittông van
2. Van 2 trạng thái
P. Lỗ cấp khí nén

B. Đến bầu phanh
R. Lỗ khí xả
Z. Lỗ cấp khí điều khiển

Cấu trúc của van gồm các chi tiết chính:
- Pittông van (1)
- Cụm van hai trạng thái (2 van kép)
22

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn

RCE R13
- Các đờng cấp khí nén P
- Đờng dẫn khí nén tới bầu phanh B
- Đờng dẫn khí nén điều khiển van Z
- Lỗ thoát khi R
Các trạng thái làm việc của van:
- Trạng thái không phanh: Khí nén từ bình chứa đến (không qua
van phân phối) qua đờng P, nằm chờ ở đó, cụm van (2) mở cho
đờng B thông với khí quyển qua lỗ R.
- Khi phanh: Một đờng cấp khí nén khác đi qua van phân phối tới
đờng Z, đẩy pittông (1) đi xuống và đóng kín lỗ R, sau đó mở
thông P với đờng B, cấp khí nén vào bầu phanh bánh xe.
- Khi thôi phanh: áp suất khí nén của đờng Z giảm (do khí thoát
qua van phân phối) còn khí nén từ bầu phanh thoát qua đờng B
tới lỗ R thoát ra khí quyển, thực hiện nhả phanh.
Van có khả năng chép lại trạng thái làm việc của van phân phối hai dòng,
nhng có khả năng tác động nhanh.
Sự tác động nhanh đợc thực hiện do cấp khí nén từ bình chứa tới gần bầu
phanh, còn dòng khí qua van phân phối đóng vai trò dòng khí cấp tín hiệu
điều khiển. Van cho phép xả khí nhanh tại chỗ khi thôi phanh, và đợc dùng
mạch cấp khí đến các bầu phanh cầu sau.
Trên xe tải có phanh rơmooc cũng thờng gặp loại van này, chúng đợc dùng
để điều khiển phanh rơmooc theo tín hiệu điều khiển từ bàn đạp của van phân
phối hai dòng. Một loại van phanh tự động kép khác sẽ đợc trình bày ở phần
sau dùng cho ôtô kéo rơmooc.

23

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47

Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13
c. Bầu phanh bánh xe
* Bầu phanh cầu trớc: Bầu phanh dạng màng
Bầu phanh dạng màng có kết cấu theo dạng pittông khí nén nhng với cấu
trúc pittông là màng cao su biến dạng (2). Lò xo hồi vị (3) là một cặp lò xo
lồng có chiều xoắn ngợc chiều nhau, nhằm tránh kẹt đòn bẩy khi một cặp lò
xo bị gẫy.

Hình 2.6: Bầu phanh cầu trớc
1. Vỏ
2. Màng cao su

3. Lò xo hồi vị
4. Lỗ dẫn khí nén

5. Đòn đẩy

Khi không phanh trên lỗ khí không có khí nén, dới tác dụng của lò xo hồi
vị, đòn bẩy (5) ở vị trí bên trái. Khi phanh dòng khí nén cấp vào qua lỗ (4),
đẩy màng (2) và đòn bẩy (5) di chuyển về bên phải, thực hiện sự xoay cam
quay trong cơ cấu phanh. Khi nhả phanh, dới tác dụng của lò xo hồi vị (3), khí
24

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47


Đề tài: Thiết kế hệ thống phanh cho ôtô thùng dài 25 tấn theo tiêu chuẩn
RCE R13

nén quay trở về van phân phốí và thông ra khí quyển, đòn bẩy trở về vị trí ban
đầu.
Màng cao su bị uốn khi phanh do vậy có thể bị nứt rạn, đặc biệt do tính
chất lão hóa cao sau thời gian dài sử dụng, có thể gây dò khí nén tại bầu phanh
làm mất khả năng phanh của cơ cấu phanh.
Chiều dài của đòn bẩy (5) có thể điều chỉnh đợc nhằm tạo nên vị trí thích
hợp với cam quay khi không phanh và khi phanh.
*Bầu phanh cầu sau: Bầu phanh dạng tích năng
Kết cấu của bầu phanh tích năng trình bày theo hình vẽ:
Bầu phanh tích năng có cấu tạo trên cơ sở của bầu phanh dạng màng bao
gồm: đòn bẩy (1), lò xo hồi vị (2), vỏ (3), màng cao su (4), lỗ dẫn khí vào A
(nằm vuông góc với mặt phẳng của mặt cắt không thể hiện trên hình vẽ.
Cấu trúc tạo nên bốn khoang P, S, Q và T, ngăn cách với nhau bằng các phớt
bao kín. Các khoang bao gồm:
- Khoang P: chứa lò xo hồi vị,
- Khoang S: nằm giữa màng cao su và vách ngăn, dùng để cấp khí
nén khi phanh,
- Khoang Q: nằm giữa vách ngăn và pittông tích năng, dùng để
nhả phanh tích năng,
- Khoang T: chứa lò xo tích năng.

25

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Hồng Lớp ôtô K47