Nghiên cứu và khai thác hệ thống phanh xe toyoto camry 2007 (word+cad)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

MỤC LỤC

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay giao thông ở nước ta giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế và đời sống
xã hội. Số lượng , chủng loại ô tô ngày càng tăng , chất lượng đường giao thông không
ngừng được nâng cao để đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hoá và hành khách to lớn
trong nước . Tốc độ chuyển động của ô tô ngày càng được nâng cao , do đó việc đảm bảo
an toàn giao thông càng có tầm quan trọng đặc biệt để tránh tai nạn trên đường . Nhà
nước và các cấp quản lý giao thông đã ban hành các chỉ thị các tiêu chuẩn quy định về an
toàn kỹ thuật và vận hành cho các phương tiện giao thông trên đường .
Từ sau những năm 70 của thế kỷ XX , nhờ áp dụng những thành tựu mới của công
nghệ điện tử , các hệ thống an toàn trên xe ngày càng được sử dụng rộng rãi như : Hệ
thống chống hãm cứng bánh xe ( ABS ), hệ thống túi khí , hệ thống điều khiển lực kéo
( TRC ) . Các hệ thống này đã và đang được các hãng sản suất ô tô trên thế giới sử dụng
như: DAEWOO , TOYOTA , FORD Tuy nhiên,cũng nảy sinh một vấn đề là gây khó
khăn cho việc khai thác và sử dụng ở nước ta vì thiếu kiến thức về cấu tạo,kĩ năng sư
dụng và chẩn đoán xe.
Với đề tài " Nghiên cứu và khai thác hệ thống phanh xe toyoto camry 2007 "
em đã giải quyết những vấn đề chính là :
PHẦN I. NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH

Chương I. Tổng quan về hệ thống phanh
Chương II. Hệ thống phanh ABS
Chương III. Hệ thống phanh trên xe Camry 2007
PHẦN II. KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH
Chương I. Quy trình bão dưỡng hệ thống phanh
Chương II. Quy trình sửa chữa hệ thống phanh
PHẦN III. THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHANH CHỐNG BÓ CỨNG
(ABS)

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Trong thời gian làm đồ án em đã có nhiều cố gắng , tích cực và chủ động học hỏi ,
vận dụng những kiến thức đã học để hoàn thành nhiệm vụ được giao. Em đã được sự
giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn NGUYỄN VĂN THẮNG nói riêng cũng như
các thầy giáo trong bộ môn ô tô nói chung . Tuy nhiên do trình độ và khả năng có hạn
nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót . Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các
thầy cô giáo cùng các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn .
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN VĂN THẮNG , các thầy
giáo trong bộ môn ô tô nói chung đã giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này .

Sinh viên
PHẠM TUẤN ANH

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 3

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

PHẦN 1: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH
Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH
1. CÔNG DỤNG,YÊU CẦU, PHÂN LOẠI
1.1. Công dụng
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển
động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ cho xe ở một vị trí nhất định. Ngoài ra hệ thống phanh
còn dùng để giữ ô tô đứng ở các dốc. Nhờ có hệ thống phanh, mà người lái xe có thể
chạy xe an toàn ở tốc độ cao, từ đó tăng năng suất vận chuyển và hiệu quả sử dụng xe.
1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Quảng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. Tất
nhiên muốn có quảng đường phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc phanh cực đại.
- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh. Điều
khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp phanh không lớn.
- Phanh phải nhạy. Nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn.
- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng
lượng bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào.
- Không có hiện tượng tự siếc phanh khi ô tô chuyển động.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Có khả năng chống mòn cao.
- Có khả năng phanh khi đứng yên trong một thời gian dài.
- Các chi tiết trong cơ cấu phanh có trọng lượng riêng nhỏ.
- Có khả năng chống bụi bẩn, bùn lầy bám vào cơ cấu phanh.
- Kết cấu đơn giản, thuận tiện trong bảo dưỡng sửa chữa.
1.3. Phân loại

1.3.1. Phân loại theo hệ thống

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

a. Phanh chính:
- Thường bố trí ở tất cả bánh xe.
- Điều khiển bằng chân ( nên còn được gọi là phanh chân).
b. Phanh dừng:
- Cơ cấu phanh ở bánh xe hay ở đầu ra của hộp số hay hộp số phụ.
- Điều khiển bằng tay ( nên được gọi là phanh tay).
- Dùng để dừng hay đổ xe.
c. Hệ thống phanh dự phòng:
- Có chức năng như phanh chính
- Hiệu quả phanh chỉ bằng 30-50% so với phanh chính.
d. Phanh chậm dần (phanh bằng động cơ):
Là một phương pháp phanh xe mà không dùng phanh chân. Phương pháp này sử
dụng sức cản quay của động cơ để giúp làm giảm tốc độ xe. Khi phanh, nhả chân ga
trong khi vẫn đang gài số, do nhiên liệu đã cung cấp ít nhất vào các xylanh động cơ, cho
nên các bánh xe sẽ đóng vai trò chủ động còn trục khủy động cơ quay bị động. Do đó
trục khuỷu cản lại sự quay ( do sức cản của không khí bị nén trong xylanh, ma sát giữa
các chi tiết chuyển động,…) nên các bánh xe chủ động quay chậm dần và làm giảm tốc
độ xe.
e. Phanh khẩn cấp:
1.3.2. Phân loại theo kết cấu cơ cấu phanh
Phanh dải

Những chiếc xe đầu tiên sử dụng loại phanh có dạng
một chiếc đai bao xung quanh bên ngoài trống phanh.
Khi phanh, các dải phanh được siếc chặt vào trống
phanh. Bề mặt dạng nẹp ma sát trực tiếp, bị mòn đi một
cách nhanh chóng bởi chúng tiếp xúc với bề mặt ngoài
đầy cát bụi. Vì vậy, vấn đề đối với những loại phanh dải
như vậy chính là nước, bụi bẩn từ bên ngoài bám dính
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

vào giữa bố phanh và trống thắng và cách ly bố thắng tiếp xúc với trống, đồng thời gây
mòn bố phanh rất mãnh liệt.

Phanh tang trống
Một sự cải tiến cơ bản trong thiết kế
phanh là sự thay đổi từ phanh dải sang phanh
trống. Các bố phanh từ việc được bố trí bên
ngoài đã được đặt vào bên trong trống phanh.
Điều này đã khắc phục được các khuyết điểm
cơ cấu phanh thế hệ trước.
- Đảm bảo được cách ly bề mặt ma sát
với bụi bẩn, nước.
- Không ảnh hưởng đến khoảng sáng gầm xe.
- Nó được sử dụng trên cả bốn bánh xe của các ô tô những sản xuất từ 1970.
Hiện nay, phanh guốc chỉ ở hai bánh sau của nhiều loại ô tô.
Hệ thống phanh tang trống đầu tiên được tác động thông qua cơ cấu đòn bẩy cơ

khí. Các thanh kim loại hoặc dây cáp, và các tay đòn truyền áp lực từ bàn đạp phanh hoặc
tay đòn điều khiển đến guốc phanh.
Phanh đĩa:

- Hầu như ai cũng biết đến kiểu phanh
càng được trang bị trên xe đạp, đó chính là
một dạng phanh đĩa đơn giản nhất. Hai má
phanh ép chặt vào vành bánh xe, do tác động
của các càng phanh đơn giản, có cơ cấu bản
lề, vận hành bằng cơ khí.
Phanh đĩa sử dụng trên ô tô có cấu tạo đơn
giản hơn phanh tang trống. Phanh đĩa sử dụng
một đĩa tròn, phẳng còn gọi là rotor. Đĩa này
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

thay cho vị trí của tang trống trong cơ cấu phanh guốc. Má phanh được định vị ở hai bên
rotor và được gắn trên calip phanh. Trên calip có các xylanh thủy lực – cũng được gọi là
xylanh bánh xe – dùng để vận hành các guốc phanh.
Trong quá trình phanh, má phanh sẽ ép vào đĩa hay rotor. Ap suất ở má phanh tỷ lệ
thuận với lực đạp phanh.
Các ưu điểm của phanh đĩa so với phanh tang trống:
- Ở phanh đĩa phần lớn bề mặt ma sát đĩa lộ ra ngoài, tiễp xúc trực tiếp với không
khí nên được làm mát tốt hơn so với bề mặt ma sát của phanh tang trống.
- Khi đĩa phanh quay, các tạp chất, bụi bẩn được văng ra khỏi đĩa nhờ lực ly tâm,
trong khi ở phanh trống các bụi bẩn này có khuynh hướng bị tích tụ bên trong tang trống.

- Tác động kẹp của má phanh không làm cho đĩa phanh hay rotor biến dạng cong
vênh. Ngược lại, ở phanh trống, tác động mở của guốc phanh làm cho tang trống bị biến
dạng theo hình elip hay ovan. Sự biến dạng này làm hạ thấp bàn đạp phanh và tạo ra hiệu
ứng bóp ở hai đầu guốc phanh.
- Phanh đĩa có kết cấu gọn, khối lượng các chi tiết nhỏ dễ tháo lắp, nên thuận tiện
cho công việc sửa chữa bảo dưỡng.
- Do không có trợ động nên luôn tạo ra lực phanh bằng nhau ở hai phanh trên cùng
một trục.
Tuy nhiên, phanh đĩa cũng có những khuyết điểm:
- Không có tác động trợ động, nên cùng một áp suất thủy lực thì phanh đĩa không
thể gia tăng công suất như ở phanh tang trống. Khi cần có lực phanh lớn hơn thì hầu hết
các phanh đĩa đều cần phải có bộ trợ lực (booter).
- Sẽ khó khăn hơn khi thiết kế phanh đỗ (phanh tay) là một phanh đĩa. Đã có
nhưng phanh tay dùng loại phanh đĩa nhưng chúng thường đắt tiền, phức tạp, yếu và lại
có khuynh hường dễ bị kẹt dính.
- Phần lớn bề mặt ma sát trong cơ cấu phanh đĩa lộ ra bên ngoài nên dễ tiếp xúc
bụi bẩn và bị ăn mòn. Vì vậy phanh đĩa không được sử dụng trên các xe có khả năng việt
dã.
- Ap lực phanh lớn, vì diện tích má ma sát nhỏ.

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

- Chiếm một khoảng không gian trong bánh xe, nên khó bố trí tạo mômen phanh
lớn.
- Kích thước của xylanh bị giới hạn theo hướng kính.

- Chỉ dùng được trong hệ thống phanh dẫn động thủy lực.
1.3.3. Phân loại theo hệ thống dẫn động
a.Phanh dẫn động bằng cơ khí:
Ngày nay trên các xe du lịch, phanh dẫn động bằng cơ khí thường là phanh dừng
xe.
b.Phanh dẫn động bằng thủy lực:
- Lực tác dụng từ pedal đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các đường ống.
- Đặc điểm phanh dầu là các bánh xe bị phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống
chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào trống phanh.
Ưu điểm
- Phanh đồng thời các bánh xe.
- Hiệu suất cao.
- Độ nhạy tốt.
- Kết cấu đơn giản, khối lượng không nhiều.
- Có khả năng dùng trên nhiều loại ôtô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
Khuyết điểm:
- Không thể làm tỷ số truyền lớn, lực tác dụng lên pedal lớn (phải cường hoá đối với ôtô
lớn). Lực tạo ra ở cơ cấu phanh là nhỏ. Vì vậy chỉ có thể sử dụng ở xe du lịch.
- Nếu bị rò rỉ thì cả hệ thống không làm việc. Biện pháp khắc phục là bằng cách dùng dẫn
động phanh hai dòng).
- Hiệu suất dẫn động sẽ giảm ở nhiêt độ thấp.
- Các chi tiết trong hệ thống cần độ chính xác cao. Độ chính xác của piston và xylanh có
thể tới 8-15 .
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

- Đối với một hệ thống phanh thủy lực cụ thể chỉ có thể sử dụng một loại dầu phanh,
không sử dụng loại dầu phanh khác, nếu không có thể làm hỏng cuppen.
c.Phanh dẫn động khí nén:
- Dùng trên ôtô cở lớn, có kéo rơmoóc.
- Kết cấu phức tạp.
Ưu điểm:
- Lực tác dụng lên pedal nhỏ. Do chỉ điều khiển mở van khí nén.
- Trang bị trên ôtô tải lớn có kéo rơmoóc.
- Bảo đảm chế độ phanh rơmoóc khác với ôtô kéo, do đó phanh đoàn xe được ổn định,
khi rơmoóc bị tách khỏi ôtô thì rơmoóc bị phanh một cách tự động.
- Có khả năng cơ khí hóa quá trình điều khiển ôtô và sử dụng khí nén cho hệ thống treo
loại khí.
Khuyết điểm:
- Có kết cấu phức tạp với nhiều cụm chi tiết.
- Kích thước và trọng lượng khá lớn, giá thành cao.
- Thời gian chậm tác dụng lớn.
3.3.4.Phanh dẫn động kết hợp: thủy – khí.
- Tận dụng được ưu điểm của cả hệ thống phanh dẫn động khí nén và thủy lực.
- Phối hợp được phanh thủy lực – khí nén theo sơ đồ nối tiếp.
- Do kết cấu phanh thủy lực nhỏ gọn nên được đặt gần bánh xe (làm cơ cấu phanh ở bánh
xe có khối lượng nhỏ và kết cấu đơn giản).

2. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH THỦY LỰC
2.1. Sơ đồ dẫn động không độc lập
Trong sơ đồ này, hệ thống phanh sử dụng một xylanh phanh chính loại một buồng
(xylanh chính loại đơn) để điều khiển các nhánh thủy lực. Đây là sơ đồ đơn giản nhất.
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Tuy nhiên, do yêu cầu về an toàn, sơ đồ dẫn động kiểu này không còn được sử dụng trên
các ô tô.

2.2. Sơ đồ dẫn động độc lập

Hình 1.1: Sơ đồ dẫn động được bố trí trên ô tô du lịch
Một trở ngại chủ yếu của hệ thống thủy lực là hư hỏng do rò rỉ dầu. Bất kỳ các chi
tiết nào trong hệ thống thủy lực như ống dẫn, ống dẫn mềm, xylanh bánh xe,… bị hư
hỏng rò rỉ thì sẽ không có lực phanh.
Một giải pháp cho vấn đề này là phân chia hệ thống thủy lực thành 2 phần. Trong
hệ thống này, yêu cầu là khi một trong hai nhánh thủy lực bị mất áp suất thì mạch dầu
còn lại vẫn hoạt động bình thường đảm bảo cung cấp áp suất thủy lực tạo ra lực phanh tối
thiểu.
Có nhiều sơ đồ dẫn động an toàn này.
2.2.1. Sơ đồ phân chia trực tiếp
Đây là sơ đồ đơn giản nhất, được sử dụng trên các xe có bố trí động cơ đặt trước –
cầu sau dẫn động.
Theo hình vẽ, một mạch dầu sẽ cung cấp áp suất dầu cho các bánh xe phía trước.
Một mạch dầu còn lại sẽ cung cấp áp suất dầu cho các bánh xe phía sau. Như vậy, khi
một trong hai mạch thủy lực bị hư hỏng, mạch dầu còn lại vẫn đảm bảo tạo ra áp suất dầu
phanh đến các bánh xe còn lại.
Lực phanh tạo ra ở cơ cấu phanh không giống nhau ở các bánh xe phía trước và
phía sau. Mục đích để tránh hiện tượng các bánh xe phía sau bị bó cứng sớm khi phanh.
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Do :

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Trọng lượng của cầu trước và cầu sau không bằng nhau.

Ngoài ra khi phanh, do ảnh hưởng của lực quán tính khi phanh, trọng lượng bám ở
cầu sau giảm rõ rệt.
Nên: Áp lực dầu cung cấp cho các cơ cấu phanh ở các bánh xe phía trước và phía
sau không giống nhau, thường theo tỉ lệ 60% – 40%.
Có nhiều cách để thực hiện được như: sử dụng van điều hòa lực phanh cho mạch
dầu phanh phía sau hay sử dụng cơ cấu phanh tang trống kiểu không trợ động,v.v…
2.2.2. Sơ đồ phân chia chéo
Đây là sơ đồ được sử dụng nhiều trên các xe có bố trí động cơ đặt trước – cầu
trước dẫn động.
Mạch dầu sơ cấp cung cấp áp suất thủy lực đến bánh xe bên trái phía trước và
bánh xe bên phải phía sau. Mạch dầu thứ cấp cung cấp áp suất thủy lực đến bánh xe bên
phải phía trước và bánh xe bên trái phía sau.
Áp suất thủy lực cung cấp đến các mạch dầu là như nhau. Tuy nhiên, để các bánh
xe phía sau không bị bó cứng quá sớm khi phanh, thì đường dầu đến cơ cấu phanh phía
sau cũng được bố trí các van điều hòa lực phanh hay cơ cấu phanh tang trống loại không
trợ lực, v.v…
Các xe bố trí kiểu động cơ đặt trươc – cầu trước chủ động cần sử dụng sơ đồ phân
chia chéo. Bởi vì, nếu sử dụng mạch dầu phân chia trực tiếp, thì khi mạch dầu đến các
bánh xe phía trước bị hư hỏng, các bánh xe phía sau sẽ bị bó cứng quá sớm. Ngược lại,
khi sử dụng mạch dầu phân chia chéo, khi một mạch dầu bị hỏng, mạch dầu còn lại vẫn
đảm bảo cung cấp áp suất dầu đến một bánh xe phía trước và một bánh xe phía sau.
Khi xảy ra trường hợp hư hỏng một mạch dầu, việc điều khiển xe khi phanh sẽ
khó khăn. Xe lúc này có khuynh hướng tự quay khi đi thẳng. Tuy nhiên hiện tượng này
được khắc phục đáng kể nếu bố trí bán kính quay bánh xe quanh trụ đứng là âm.

2.2.3. Các sơ đồ phân chia khác
Ngoài các sơ đồ phân chia phổ biến, hệ thống phanh trên các xe còn sử dụng các
sơ đồ phân chia khác. Các sơ đồ này tạo ra lực phanh tốt hơn, nhưng cũng phức tạp và đắt
tiền hơn.

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Sơ đồ phân chia trục trước, trục sau – trục sau (kiểu HT): một mạch dầu phanh
cung cấp áp suất dầu đến các bánh xe phía trước và một mạch dầu còn lại cung cấp áp
suất dầu đến các bánh xe phía trước và các bánh xe phía sau.
Sơ đồ phân chia trục trước, trục sau – trục trước, trục sau (kiểu LL): mỗi mạch dầu
cung cấp áp suất đến các bánh xe phía trước và một bánh xe phía sau.
Sơ đồ phân chia trục trước, trục sau (kiểu HH): mỗi mạch dầu cung cấp áp suất
dầu đến tất cả các bánh xe.
Các kiểu bố trí này được sử dụng trên các xe có yêu cầu cao về độ tin cậy và chất
lượng an toàn cao. Khi có hư hỏng một mạch thủy lực, hiệu quả phanh giảm đáng kể hay
không giảm.

3.KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH
3.1. Xylanh phanh chính
a. Nguyên lý thủy lực:
Trong hệ thống phanh, chất lỏng được sử dụng để dẫn động cơ cấu phanh. Bởi vì
chất lỏng không nén được, lưu thông dễ dàng qua những đường ống phức tạp, và áp suất
truyền trong chất lỏng thì bằng nhau và đồng đều theo mọi phương – định luật Pascal.

Hình 1.2: Dầu được đẩy đi với áp lực bằng nhau ở mọi nơi trong hệ thống phanh
Áp suất được định nghĩa như là cường độ lực tác dụng lên một đơn vị diện tích,
đơn vị tính là psi, kPa,…. Nếu áp suất 10psi có nghĩa là một lực 10pound tác dụng lên 1
in2. Ngoài ra, áp suất cũng được tính bằng kPa, 1psi = 6.895 KPa.
Độ lớn của áp suất trong hệ thống phanh phụ thuộc vào ba yếu tố: khả năng chịu
được áp lực, diện tích piston đầu vào, độ lớn của lực tác dụng lên piston.
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 12


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Khi lực được áp dụng vào piston của hệ thống kín, lực đó thành áp suất thủy lực.
Lực tác dụng được khuếch đại lên khi nào piston đầu ra lớn hơn piston đầu vào và ngược
lại.
Chuyển động của piston đầu ra cũng có quan hệ với piston đầu vào. Khi piston đầu
vào di chuyển, chất lỏng sẽ di chuyển và bị đẩy qua ống dẫn đi vào hệ thống.

Hình 1.3: Mối liên hệ về lực và khoảng dịch chuyển của piston đầu vào và đầu ra
Mối liên hệ giữ piston đầu vào và đầu ra về lực và khoảng dịch chuyển được thể
hiện qua biểu thức sau:

F1
F
= p1 = p2 = 2
A1
A2
Hầu hết các hệ thống phanh khuếch đại và tăng cường độ của lực với tổn hao về
chuyển động.

Đường kính piston phụ thuộc vào trọng lượng ô tô, có sử dụng trợ lực hay không
và sự cân bằng trọng lượng ô tô.
Ô tô có tải trọng lớn hơn cần lực phanh lớn hơn, nên piston xylanh phanh chính
nhỏ hơn. Nhưng làm xylanh phanh bánh xe dịch chuyển một đoạn nhỏ. Ngược lại, ở ô tô
nhỏ hơn, sử dụng piston có đường kính lớn hơn ở xylanh chính. Điều này làm piston
xylanh bánh xe dịch chuyển nhiều hơn.
Ô tô với bầu trợ lực phanh thường sử dụng những xylanh phanh chính có đường
kính lớn hơn. Sử dụng piston trong xylanh bánh xe lớn hơn cũng làm tăng lực phanh,
nhưng sẽ làm giảm hành trình di chuyển, đồng thời làm tăng hành trình piston xylanh
chính hay làm tăng hành trình bàn đạp phanh.

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Xylanh chính được nối với bàn đạp phanh sao cho chuyển động của bàn đạp
phanh được truyền đến piston xylanh chính bằng một thanh đẩy. Bàn đạp phanh là một
đòn bẩy đơn giản. Tỷ số truyền thường vào khoảng 6:1 hay 7:1.
Xylanh phanh chính có hai loại: loại piston đơn và loại piston kép.

Xylanh phanh chính loại piston đơn:

Hình 1.4: xylanh phanh chính loại đơn, trong đó:
1- cần piston, 2 – piston, 3 – lò xo hồi, 4 – cổng nạp và bù
Những xylanh phanh chính đầu tiên sử dụng loại piston đơn và xylanh có cổng ra
ở đầu cuối. Từ cổng ra này sẽ chia ra các nhánh theo ống dẫn đến từng xylanh bánh xe.
Thân xylanh gồm các phần chính: piston, xylanh và bình chứa. Xylanh và bình chứa nối

với nhau bằng hai đường dẫn, một cổng bù nhỏ và một cổng nạp lớn hơn. Khi không có
áp lực trên bàn đạp, lò xo trả về của piston sẽ đẩy piston tựa vào vòng chặn ở bên ngoài
nòng xylanh. Piston sử dụng hai cuppen: cuppen sơ cấp và thứ cấp. Cuppen sơ cấp ở mặt
trong của piston và dùng để bơm dầu phanh đi. Cuppen thứ cấp được đặt ở đầu ngoài của
piston và dùng để giữ dầu phanh không bị rò rỉ ra khỏi xylanh. Hai cổng nạp và bù được
định vị gần cuppen sơ cấp. Cổng nạp phía sau cuppen sơ cấp, cổng bù phía trước cuppen
sơ cấp.
Nguyên lý làm việc của xylanh phanh chính loại đơn:
Khi đạp phanh dưới tác dụng của cần đẩy piston, vượt qua lực lò xo hồi piston,
piston di chuyển đi vào. Dầu phanh từ nòng xylanh sẽ di chuyển vào bình chứa cho đến
khi mép của cuppen sơ cấp đóng cổng bù lại. Từ lúc này, lực tác dụng và chuyển động
của bàn đạp sẽ đẩy dầu phanh vào hệ thống và dịch chuyển guốc phanh vào tiếp xúc với
đĩa phanh hay tang trống (tăm bua). Sự tiếp xúc của bố thắng sẽ làm ngưng chuyển động
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

của guốc thắng hay calip. Bắt đầu từ lúc này, áp suất của hệ thống sẽ tăng lên. Lúc này
lực tác dụng ở bàn đạp phanh tăng lên sẽ làm tăng áp lực ở xylanh bánh xe và bố thắng
một cách tương ứng.
Khi bàn đạp phanh được nhả ra, lò xo hồi piston sẽ đẩy piston ngược lại rất nhanh
đến vị trí dừng của nó tại vòng chặn. Dầu phanh từ xylanh bánh xe hay calip sẽ trở về
bình dầu. Trong quá trình này sẽ có một dòng dung dịch từ cổng bù đi xuyên qua cạnh
của cuppen sơ cấp vào hệ thống. Dòng dung dịch phanh này đảm bảo tránh được tình
trạng áp suất của dung dịch thấp hay có chân không trong khi nhả phanh.
Các cổng bù cũng điều hòa sự thay đổi thể tích dầu trong xylanh do sự thay đổi
nhiệt độ. Nhờ đó tránh áp suất dầu tăng lên dù không đạp phanh.

Xylanh phanh chính loại piston kép:

Hình 1.5 :Kết cấu xylanh phanh chính kép, trong đó: 1 – Thân xylanh, 2 – cupben sơ cấp,
3 – piston thứ cấp, 4 – lò xo hồi piston sơ cấp, 5 – cupben thứ cấp, 6 – piston thứ cấp, 7 –
bulông định vị, 8 – lò xo hồi piston thứ cấp, 9 – lỗ bù dầu, 10 – lỗ cấp dầu
Một trở ngại chủ yếu của hệ thống thủy lực là hư hỏng do rò rỉ dầu. Bất kỳ các chi
tiết nào trong hệ thống thủy lực như ống dẫn, ống dẫn mềm, xylanh bánh xe,… bị hư
hỏng rò rỉ thì sẽ không có lực phanh. Một giải pháp cho vấn đề này là phân chia hệ thống
thủy lực thành 2 phần. Xylanh phanh chính loại kép được thiết kế để sử dụng cho mục
đích này.
Kết cấu loại này gồm 2 piston. Piston số 1 hoạt động nhờ vào cơ học, piston số 2
hoạt động nhờ vào áp suất thủy lực có ở buồng sơ cấp. Trên xylanh có bố trí cổng bù và
cổng nạp riêng cho từng piston. Bình chứa cũng được chia làm hai phần, để khi hư hỏng
ở một mạch dầu thì sẽ không làm thất thoát dầu ở mạch kia.
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 15


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Nếu cả 4 bánh xe sử dụng phanh tang trống, cả hai phần bình chứa có kích thước
như nhau. Nếu sử dụng phanh đĩa kết hợp với phanh tang trống thì phần bình chứa của
thắng đĩa sẽ lớn hơn – do piston phanh đĩa sẽ trôi dần dần ra ngoài khi bố thắng mòn.
Nguyên lý làm việc của xylanh chính loại kép cũng tương tự loại đơn. Tuy nhiên,
khi có sự cố mất khả năng tạo áp suất ở một buồng, áp suất ở buồng thứ hai vẫn tồn tại.
Do vậy dòng phanh còn lại vẫn cho phép điều khiển các bánh xe liên quan của dòng này.

Nếu rò rỉ dầu ở mạch dầu sơ cấp
nhưng

xúc
Do đó đẩy
dầu.

Khi đạp phanh, piston số 1 di chuyển sang trái
không sinh ra áp suất dầu ở buồng sơ cấp. Vì
vậy piston số 1 nén lò xo hồi đến khi tiếp
với piston số 2 và đẩy piston số 2 sang trái.
piston số 2 làm tăng áp suất dầu trong mạch

Nếu rò rỉ dầu ở mạch dầu thứ cấp

Do piston số 2 không sinh ra áp suất nên piston số 2 bị đẩy sang trái đến khi nó
chạm vào thành xylanh. Nếu piston số 1 tiếp tục bị đẩy sang trái, áp suất ở buồng sơ cấp
của piston số 1 sẽ tăng lên.
3.2. Bầu trợ lực phanh
Mục đích của việc trợ lực phanh là để: tăng lực phanh, tăng tính tiện nghi, giảm
nhẹ cường độ làm việc của người lái.
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Các bầu trợ lực phanh có các kiểu sau:
Bầu trợ lực bằng chân không: việc tăng cường lực phanh được thực hiện dựa trên
sự chênh lệch áp suất của khí quyển và độ chân không xảy ra giữa hai bên piston trong
bầu trợ lực. Nguồn chân không được lấy từ nguồn chân không của động cơ – đường ống
nạp(đối với động cơ xăng) hay được cung cấp từ bơm chân không được dẫn động bằng

động cơ (đối vơi động cơ diesel).
Bầu trợ lực bằng áp lực cao: việc tăng cường lực phanh dựa trên sự chênh lệch áp
suất của khí quyển và áp suất của chất lỏng (dầu) hay khí nén. Ap suất chất lỏng hay khí
nén được tạo ra từ máy bơm hay máy nén khí được dẫn động bằng động cơ.
3.2.1. Kết cấu bầu trợ lực chân không
Bầu trợ lực chân không bao gồm các cụm cơ bản sau: nguồn chân không, cụm van
điều khiển, xylanh cường hóa.

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Hình 1.6: Kết cấu bầu trợ lực chân không một màng
Ở trạng thái không tải, nhiều động cơ có độ chân không ở cụm ống nạp khoảng
15” Hg đến 18” Hg, khi ở tốc độ chậm thì vào khoảng 10” Hg, khi tăng tốc độ chân
không là 20” Hg đến 21” Hg. Ơ động cơ diesel không có bướm ga nên không có độ chân
không trong đường ống nạp. Vì thế, xe dùng động cơ diesel và bầu trợ lực chân không
phải dùng bơm để tạo ra chân không cho bầu trợ lực.
Bầu trợ lực chân không có đường kính tương đối lớn (khoảng 15 – 28 cm), vỏ
bằng kim loại và được chia làm hai buồng kín. Buồng áp suất không đổi và buồng áp suất
thay đổi. Màng chân không thường làm bằng cao su mềm để làm kín giữa hai buồng.
Vòng trong của màng được lắp lên piston trợ lực cùng với thân van. Piston trợ lực và thân
van được lò xo màng đẩy sang phải.
Phần phía trước hay phần phía xylanh phanh chính của vỏ bầu trợ lực có đầu nối
ống chân không. Van một chiều được lắp giữa trên phần đầu nối hay trên đường ống chân
không giữ bầu trợ lực và đường ống nạp. Van một chiều được thiết kế để chỉ cho phép
không khí đi từ bầu trợ lực vào đường ống nạp mà không cho phép đi ngược lại. Mục

đích là để giữ chân không trong bầu trợ lực đồng thời đảm bảo độ chân không trong bầu
trợ lực là lớn nhất.
Phần phía sau của bầu trợ lực có một ống lót và đệm kín. Phần phía sau của tấm
đỡ màng gồm một phần tử lọc và là nơi nạp khí cho bầu trợ lực. Bộ phận lọc khí này tách
bụi trong khi nạp đồng thời làm dịu dòng khí.

Trợ lực phanh hai buồng:
Nó
suất

Là loại trợ lực rất gọn và đặc biệt khỏe.
gồm có hai buồng chân không và 2 buồng áp
thay đổi. Các buồng áp suất nằm xen kẽ
nhau.
Nguyên lý làm việc của bầu trợ lực này
tương tự bầu trợ lực một buồng.

Bầu
hành

trợ lực này thường được dùng trên các xe có tốc độ vận
cao

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

3.2.2. Hoạt động của bầu trợ lực một buồng
Hầu hết các bầu trợ lực đều có ba trạng thái hoạt động, đó là: nhả, phanh, và duy
trì.
Khi không đạp phanh:

Hình 1.7: Vị trí các van trong bầu trợ lực khi không đạp phanh
Van khí được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải bởi lò xo hồi van khí.
Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển. Điều này làm cho van khí tiếp
xúc với van điều khiển. Vì vậy, không khí bên ngoài sau khi đi qua lọc khí bị chặn lại
không vào được buồng áp suất thay đổi.
Lúc này, van chân không bị tách ra khỏi van điều khiển và làm thông hai buồng
với nhau. Do đó, lúc này luôn có độ chân không ở cả hai buồng. Kết quả là piston bị đẩy
sang phải do lò xo màng.
Khi đạp phanh:
Cần điều khiển đẩy van khí làm cho nó dịch chuyển sang trái. Van điều khiển - do
bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển - cũng bị đẩy sang trái cho đến khi tiếp
xúc với van chân không. Khi đó, đường thông nhau của hai buồng áp suất bị đóng lại.

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 19


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Hình 1.8: hoạt động của các van khi đạp phanh
Nếu tiếp tục đạp phanh, cần điều khiển lại tiếp tục đẩy van khí dịch chuyển sang
trái. Điều này làm cho van khí tách khỏi van điều khiển. Kết quả là không khí sẽ lọt được
vào buồng áp suất thay đổi. Và nhờ sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng tạo ra lực đẩy
làm piston trợ lực dịch chuyển sang trái, làm tăng lực phanh.

Khi giữ chân phanh:

Hình 1.9: Trạng thái của bầu trợ lực khi giữ chân phanh
Nếu chỉ đạp một nữa hành trình bàn đạp phanh, cần điều khiển van khí sẽ dừng
nhưng piston trợ lực sẽ tiếp tục dịch chuyển sang trái – do sự chênh lệch áp suất. Van
điều khiển lúc này vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển nên nó di
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 20


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

chuyển cùng với piston. Van điều khiển dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van
khí. Lúc này không khí bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi. Không khí
trong buồng này được giữ ổn định. Kết quả là có sự chênh áp không đổi giữa hai buồng
áp suất. Vì vậy, piston không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại.
Khi trợ lực cực đại:
Nếu đạp hết hành trình bàn đạp phanh, van khí sẽ tách hoàn toàn khỏi van điều
khiển. Khi đó, buồng áp suất thay đổi được điền đầy không khí. Kết quả là tạo ra sự
chênh áp cực đại. Nghĩa là tạo ra sự trợ lực phanh cực đại.

Hình 1.10: Hoạt động của các van trong bầu trợ lực khi trợ lực cực đại
Vì thế, nếu tiếp tục tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực vẫn
không đổi. Nhưng lực tác dụng thêm vào bàn đạp phanh vẫn được truyền đến xylanh
phanh chính thông qua cần đẩy trợ lực.
Khi nhả phanh:

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 21

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Hình 1.11: hoạt động của bầu trợ lực khi nhả phanh
Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải bởi lò xo
hồi van khí và phản lực của xylanh phanh chính. Điều này làm cho van khí tiếp xúc với
van điều khiển và đóng đường thông giữa buồng áp suất thay đổi và khí trời. Cùng lúc
đó, van khí cũng làm nén lò xo van điều khiển lại. Vì vậy van điều khiển bị tách khỏi van
chân không và làm thông hai buồng áp suất với nhau.
Khi hai buồng áp suất thông nhau, sự chênh lệch áp suất mất đi và lò xo màng lại
đẩy piston trợ lực sang phải. Bầu trợ lực sẽ trở về trạng thái không hoạt động.
Khi không có chân không:
Nếu có lí do nào đó mà chân không không có ở buồng áp suất không đổi thì khi
phanh sẽ không có sự chênh áp suất (cả hai buồng áp suất sẽ được điền đầy không khí).
Và do đó sẽ không có trợ lực. Tuy nhiên lực tác dụng lên bàn đạp phanh vẫn được truyền
đến xylanh phanh chính. Như vậy, hệ thống phanh vẫn có tác dụng ngay khi không có trợ
lực phanh nhưng người lái xe sẽ cảm thấy chân phanh nặng hơn.

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Hình 1.12. Hoạt động của bầu trợ lực chân không khi đạp phanh mà không có chân
không

3.3. Cơ cấu phanh
3.3.1. Cơ cấu phanh tang trống
Tang trống được gắn vào trục bánh xe hay mặt bích của moayơ, ở ngay bên trong
bánh xe và cùng quay với bánh xe. Các bố phanh được lắp vào các guốc phanh, được đặt
vào bên trong trống phanh và được lắp trên mâm phanh. Khi không phanh, lò xo hồi vị
kéo guốc phanh vào trong, tang trống quay cùng với bánh xe hay moayơ. Khi phanh, các
guốc phanh được đẩy ra ngoài sao cho bố phanh bị ép chặt tựa vào trống phanh. Lực đẩy
các guốc phanh do các xylanh bánh xe hay đòn bẩy cơ khí trong cơ cấu phanh tay tạo ra

Phân loại phanh tang trống
Khi bố phanh chạm vào trống phanh, tác động quay của trống phanh có xu hướng
kéo guốc phanh đi cùng với nó hay đẩy guốc phanh ra khỏi trống phanh. Điều này là phụ
thuộc vào cách bố trí các guốc phanh trên mâm phanh và chiều quay của tang trống.
Nếu guốc phanh được xylanh phanh tác động ở đầu dẫn động, định vị ở đầu bị dẫn
thì guốc phanh có xu hướng bị kéo chặt vào trống phanh. Guốc này gọi là guốc dẫn động.
Ngược lại, nếu guốc phanh được tác động ở đầu bị dẫn và được định vị ở đầu dẫn động
thì có xu hướng đẩy guốc phanh ra khỏi tang trống. Guốc này gọi là guốc bị dẫn.
Có hai loại phanh tang trống: phanh tang trống có trợ động và phanh tang trống
không trợ động.

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 23


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

Hình 1.13: Cơ cấu phanh tang trống loại trợ động đơn. Trong đó:
1 – Xylanh bánh xe, 2 – Guốc phanh sơ cấp, 3 – Cơ cấu điều chỉnh, 4 – Guốc phanh thứ
cấp, 5 – Mâm phanh, 6 –Chốt định vị

Trong loại phanh tang trống có trợ động, các guốc phanh được bố trí liên kết trên
mâm phanh sao cho guốc này có thể truyền áp lực đến guốc kia. Guốc dẫn động sẽ tác
động vào guốc bị dẫn thông qua liên kết tùy động – cơ cấu điều chỉnh khe hở guốc
phanh. Trong phanh trợ động, guốc dẫn động gọi là guốc sơ cấp, guốc bị dẫn gọi là guốc
thứ cấp. Guốc sơ cấp được định vị trước ô tô, guốc thứ cấp được định vị về phía sau. Khi
phanh, tang trống có khuynh hướng kéo guốc sơ cấp quay theo nó. Sự dịch chuyển của
guốc sơ cấp sẽ tác động vào guốc thứ cấp. Kết quả là guốc thứ cấp được tăng cường lực
phanh và do làm việc nhiều nên guốc thứ cấp mòn nhanh hơn.

Hình 1.14: Sơ đồ cơ cấu phanh loại trợ động kép, trong đó:
GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 24


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC GTVT TP HỒ CHÍ MINH

1 – Xylanh bánh xe, 2 – Mâm phanh, 3 – Guốc phanh, 4 – Lò xo hồi, 5 – Tang trống, 6 –
Cơ cấu điều chỉnh
Ưu điểm của loại phanh trợ động là chỉ cần lực tác dụng nhỏ nhưng vẫn tạo ra hiệu
quả phanh cao.
Hầu hết các loại phanh trợ động đều là loại trợ động kép. Có nghĩa là các guốc
phanh được bố trí trên mâm phanh sao cho: dù xe chạy tới hay chạy lùi thì khi phanh đều
tạo ra tác động trợ động. Trong loại này, cần sử dụng hai xylanh bánh xe loại đơn hay chỉ
cần một xylanh bánh xe loại kép để tác động vào các guốc phanh.
Trong loại phanh không trợ động, các guốc phanh dẫn động và bị dẫn được bố trí
trên mâm phanh và độc lập nhau. Mỗi guốc phanh có chốt định vị riêng và xylanh tác
động riêng trên mâm phanh. Do guốc dẫn động gây ra lực ép lên trống phanh lớn hơn nên
mòn nhanh hơn guốc bị dẫn.

Hình 1.15: sơ đồ cơ cấu phanh tang trống loại không trợ động, trong đó:
1,6 – xylanh bánh xe, 2 – mâm phanh, 3 – guốc phanh, 4 – lò xo hồi, 5 – tang trống

GVHD: THS. NGUYỄN VĂN THẮNG Page 25