Tính toán thiết kế hệ thống phanh trên xe HYUNDAI HD 65

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................3
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ. 4
1.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI. ...............................................4
1.1.1.Công dụng . ................................................................................................4
1.1.2.Yêu cầu. ......................................................................................................4
1.1.3. Phân loại. ................................................................................................. 4
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH. .................................................................. 5
1.2.1. Dẫn động phanh. ...................................................................................... 5
1.2.2. Phanh dừng và hệ thống phanh phụ.........................................................12
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HT PHANH XE HYUNDAI HD 65. .13
2.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA Ô TÔ HYUNDAI HD
65.....13
2.2 .THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE TẢI HYUNDAI HD65. ...................15
2.1 CHỌN LOẠI PHANH CHO THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE TẢI
HYUNDAI HD65. .................................................................................................15
2.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG PHANH CHÍNH .........16
2.3. KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG PHANH. ...............16
2.3.1. Bầu trợ lực chân không và xi lanh chính kép. .............................................17
2.3.2. Cơ cấu phanh. ..........................................................................................19
2.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI HD
65......22
2.3.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH. ..........22
2.3.2. TÍNH TOÁN CÁC YÊU CẦU CHO THIẾT KẾ. .......................................22
a. Tính toạ độ trọng tâm a,b. ................................................................................22
b. Tính mô men phanh yêu cầu..............................................................................24
c. Hệ số phân bố tải trọng . ...................................................................................26
2.3.3. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH. ................................................................27
a. Tính mô men phanh mà cơ cấu phanh sinh ra...................................................27
b. Tính mô men đối với cơ cấu phanh cầu trước................................................30
c. Đối với cơ cấu phanh cầu sau. .......................................................................30

d. Kiểm tra điều kiện tự siết. ..............................................................................32
e. Tính toán xác định bề rộng má phanh............................................................33
f. Kiểm tra bề rộng má phanh thông qua tải trọng riêng. .................................34
g. Tính toán kiểm tra công trượt riêng. ..............................................................34
h. Tính toán nhiệt................................................................................................35
2.3.4. TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH THỦY LỰC. .....................................37
1


a. Hành trình dịch chuyển đầu piston xi lanh công tác của cơ cấu ép....................37
b . Đường kính xi lanh công tác và đường kính xi lanh chính. .............................38
c. Hành trình dịch chuyển của piston xi lanh chính...........................................39
d.Tỷ số truyền và hành trình bàn đạp phanh......................................................40
e. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa tính trợ lực. ..................41
f. Lực trợ lực cần thiết của bộ trợ lực. ..............................................................42
g. Đường kính xy lanh của bầu trợ lực. .............................................................43
h. Tính lại hành trình bàn đạp............................................................................43
KẾT LUẬN .............................................................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................44

2


LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở
khối lượng lớn hàng hóa và hành khách. Ô tô trở thành một trong những phương
tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa và hành khách, được sử dụng rộng
rãi trong giao thông đường bộ, bởi vì tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng
hoạt động trong những điều kiện khó khăn.
Phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy

an toàn mọi tình huống. Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm bền vững, tin
cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh
được...để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành.
Trong đồ án môn học kết cấu tính toán ô tô này em được giao nhiệm vụ:
Tính toá n thiết kế hệ thống phanh trên xe HYUNDAI HD 65.
Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn, thiếu kinh nghiệm thực tế
nên trong khuôn khổ đồ án này sẽ không tránh những thiếu sót. Em rất mong các
thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân
thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo bộ môn đã tận tình giúp đỡ
hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài của mình.
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Hoàng Sỹ Trường

3


CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ.
1.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI.
1.1.1.Công dụng .
Hệ thống phanh dùng để:
Giảm tốc độ của ô tô, máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó.
Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô, máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:
Nó đảm bảo cho ô tô,máy kéo 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 và năng
suất vận chuyển của xe.

1.1.2.Yêu cầu.
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường
hợp nguy hiểm.
-

Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an
toàn cho hành khách và hàng hoá.
Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh.
Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và
khi quay vòng.

-

Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi
điều kiện sử dụng:
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ, nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn
điều khiển nhỏ.
1.1.3. Phân loại.
Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các
bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn
động cơ cấu phanh.
Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực,
phanh chia ra các loại: Phanh bánh xe và phanh truyền lực.
Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra:
Phanh đĩa: Theo số lượng đĩa quay còn chia ra :Một đĩa quay và nhiều đĩa
quay

4


Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Phanh cân bằng
và phanh không cân bằng.
Phanh dãi.

(a)
(b)
(c)
Hình 1-1. Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.
a- Phanh trống-Guốc: b- Phanh đĩa: c- Phanh dải:
1.2. Dẫn động phanh
1.2.1. Dẫn động phanh.
a. Dẫn động thủy lực.
Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:
Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng trên bàn đạp phanh 6, piston 4 trong xylanh chính 5 sẽ
dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái. Do
đó áp suất trong khoang B cũng tăng theo. Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống
dẫn 2 và 8 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh.
4
3
6
1

7
2
B

A

5

8

Hình 1-2. Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trực tiếp.
1, 7- Xylanh bánh xe; 3, 4- Piston trong xylanh chính; 2, 8- Đường ống dẫn dầu đến
xy lanh bánh xe; 5- Xy lanh chính; 6- Bàn đạp phanh.
5


Dẫn động tác động gián tiếp:
Hình 1-3. Dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không.
1,3-Đường dẩn dầu phanh đến xy lanh bánh xe; 2- Xy lanh chính; 4- Đường
nạp động cơ; 5, 9- Van chan không; 6- Loc; 7- Bàn đạp; 8- Cần đẩy; 10- Vòng cao
su của cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng(hoặc piston trợ lực); 12- Bầu trợ lực chân không;
Tùy thuộc cách bố trí và lắp đặt cơ cấu tỷ lệ, buồng sinh lực và xy lanh chính,
các bộ trợ lực chân không có thể chia thành ba nhóm chính:
- Nhóm 1: Các bộ trợ lực mà cơ cấu tỷ lệ có dạng đòn và không có liên hệ trực
tiếp với hệ thống thủy lực dẫn động phanh.
- Nhóm 2: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí
riêng rẽ.
- Nhóm 3: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí
đồng trục chung trong một kết cấu.
8

9

10

11

12

Sc
Sd
1
Pc

Pc
6
7

A

Sc

B

Phd

2

3

Sp
5

2

Pb

6


Nguyên lý làm việc:
- Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston
(hoặc màng)11. Van chân không 5, làm nhiệm vụ nối thông hai khoang A và B khi
nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh. Van không khí 9, làm
nhiệm vụ cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường
thông của khoang A khi đạp phanh. Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ làm nhiệm vụ
đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
- Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua
van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không. Khi nhả phanh van chân
không 5 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất
chân không. Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang
phải làm van chân không 5 đóng lại, cắt đường thông hai khoang A và B, còn van
không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Độ chênh lệch
áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng)
của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên các
piston trong xylanh chính 2, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 3) đi đến các
xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì
biến dạng của vòng cao su 10 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước
so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức
là lực trợ lực không đổi. Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh
hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đi
thêm vào khoang A. Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm
piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảo
cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt

cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt
giá trị cực đại.
- Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô
tô du lịch và tải nhỏ.
Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén:
Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén để tạo lực phụ,
thường được lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho
người lái. Bộ trợ lực phanh loại khí nén có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực
phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô tô tải.

7


9
5

1
A

6

7
8

2
1
3

4

Hình 1-4. Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén.
1- Bàn đạp; 2- Đòn bẩy; 3- Cụm van khí nén; 4- Bình chứa khí nén; 5- Xi lanh
lực; 6- Xi lanh chính; 7,9- Đường ống dẫn dầu đến các xi lanh bánh xe; 8,10- Xi
lanh bánh xe.
Bộ trợ lực gồm cụm van khí nén 3 nối với bình chứa khí nén 4 và xi lanh lực
5. Trong cụm van 3 có các bộ phận sau:
- Cơ cấu tỷ lệ: Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.
- Van nạp: Cho khí nén từ bình chứa đi vào khi đạp phanh.
- Van xả: Cho khí nén trong dòng dẫn động thoát ra ngoài khí quyển khi nhả
phanh.
Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyền đồng
thời lên các cần của xi lanh chính 6 và của cụm van 3. Van 3 dịch chuyển mở
đường nối khoang A của xilanh lực với bình chứa khí nén 4. Khí nén từ bình chứa 4
sẽ đi vào khoang A tác dụng lên piston của xi lanh trợ lực, hỗ trợ cho người lái ép
các piston trong xi lanh chính 6 dịch chuyển, đưa dầu đến các xi lanh bánh xe. Khi
đi vào khoang A, khí nén đồng thời đi vào khoang phía sau piston của van 3, ép lò
xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái. Khi lực khí nén cân bằng với lực lò xo thì
van dừng lại ở vị trí cân bằng mới, đồng thời đóng luôn đường khí nén từ bình chứa
đến khoang A duy trí một áp suất không đổi trong hệ thống, tương ứng với lực tác
dụng và dịch chuyển của bàn đạp. Nếu muốn tăng áp suất lên nữa thì phải tăng lực
đạp để đẩy van sang phải, mở đường cho khí nén tiếp tục đi vào. Như vậy cụm van
3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lực tác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh.

8


Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ tích năng:
2
4

3

1

5

6
7

9
8

10

11

Hình 1-5. Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.
1 - Bàn đạp; 2- Xi lanh chính; 3,4- Van phanh; 5,6- Xi lanh bánh xe; 7- Bộ
tích năng; 8- Bộ điều chỉnh áp suất tự động kiểu rơle; 9- Bơm tích năng; 10- Van an
toàn; 11- Bơm.
Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và
4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xi lanh bánh xe 5
và 6. Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xi lanh 5 và 6 càng cao. Bộ điều chỉnh tự
động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình
tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho
hệ thống khỏi bị quá tải.
b. Dẫn động khí nén.
*. Ưu nhược điểm:
Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể
làm việc dược, tuy hiệu quả phanh giảm).
- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như:
phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,....
Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động.
Tuy vậy dẫn động khí nén cũng có các nhược điểm là:
- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn.
- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của
chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10 15 lần. Nên kích thước và khối lượng của
dẫn động lớn.
- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều.
- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn.
9


*. Các sơ đồ dẫn động chính:
Dẫn động phanh khí nén có ba sơ đồ điển hình, tương ứng với ba trường hợp là
- Xe ôtô đơn không kéo moóc dẫn động.
- Xe kéo moóc dẫn động.
- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường. Dẫn
động phanh trên ô tô đơn:
1 2 3 4
9

5

6

10

7
8

Hình 1-6. Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc.
1- Máy nén khí; 2- Van an toàn; 3- Bộ điều chỉnh áp suất; 4- Bộ lắng lọc tách ẩm;5Van bảo vệ kép; 6,10- Các bình chứa khí nén; 7,9- Các bầu phanh xe kéo; 8- Tổng
van phân phối.
Nguyên lý làm việc:
- Không khí nén được nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 3, bộ lắng
lọc tách ẩm 4 và van bảo vệ kép 5, vào các bình chứa 6 và 10. Van an toàn 2 có
nhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều khiển 3 có sự cố. Các bộ phận nói trên hợp
thành phần cung cấp (phần nguồn) của dẫn động.
- Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 8. Ở trạng
thái nhả phanh, van 8 đóng đường không khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và
mở thông các bầu phanh với khí quyển.
- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc cắt đường thông
các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các phanh 7 và 9 tác
dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại.
- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò
xo hồi vị.
- Trong trường hợp xe kéo moóc, dẫn động phanh rơ moóc có thể thực hiện
theo sơ đồ một đường hoặc hai đường.

10


Dẫn động phanh rơ moóc một đường:
11

18

12

16

13

17
14

15

Hình 1-7. Sơ đồ dẫn động phanh rơ moóc một đường.
11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt , nối đường ống; 13- Các đầu nối
ống giữa xe kéo và rơmoóc; 14- Đường nối giữa xe kéo và rơmoóc trong dẫn động
một đường; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơ moóc; 18Van điều khiển phanh rơmoóc.
Nguyên lý làm việc:
- Xe kéo và rơ moóc được nối với nhau bằng một đường ống (14). Đường này
vừa là đường cung cấp vừa là đường điều khiển.
- Ở trạng thái nhả phanh: Không khí nén sẽ từ bình 11 của xe kéo, qua van
điều khiển phanh rơ moóc 18, van cắt nối 12, đầu nối 13, rồi theo đường nối 14 qua
van phân phối khí rơmoóc 15 đi vào bình chứa khí 16 của rơmoóc.
- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ
làm việc như đã mô tả trên. Đồng thời, không khí nén từ tổng van phân phối đi đến
van 18, điều khiển nó cắt đường nối từ bình chứa11 với đường ống 14, và nối thông
đường ống 14 với khí quyển. Không khí nén trong đường ống 14 thoát ra ngoài,
dưới tác dụng của độ chênh áp giữa bình chứa 16 và đường ống 14, van phân phối
rơmoóc 15 sẽ làm việc, đóng đường thông giữa các bầu phanh của rơmoóc với khí
quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc
để phanh rơmoóc lại.
- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

xo hồi vị.
- Quá trình phanh ứng với quá trình giảm áp suất trong đường ống nối giữa xe
kéo và rơmoóc (xả khí nén ra ngoài).
- Trong trường hợp rơmoóc bị tuột khỏi xe kéo, thì khí nén từ đường nối 14
cũng bị xả ra ngoài tương tự như khi người lái đạp phanh. Nhờ đó rơmoóc sẽ được
tự động phanh lại, đảm bảo tránh các sự cố giao thông nguy hiểm.
- Khi phanh, bình chứa của rơmoóc không được cung cấp khí nén.
11


Dẫn động phanh rơmoóc hai đường:
11

12

16

13

17
21

19

20

15

Hình 1-8. Sơ đồ dẫn động phanh rơ moóc hai đường.
11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt , nối đường ống; 13- Các đầu

nối ống giữa xe kéo và rơ moóc; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu
phanh rơmoóc; 19- Đường ống dẫn khí điều khiển; 20- Đường ống dẫn khí cung
cấp; 21- Van điều khiển phanh rơmoóc.
Nguyên lý làm việc:
- Xe kéo và rơmoóc được nối với nhau bằng hai đường ống. Một đường là
đường cung cấp 20 và một đường là đường điều khiển 19.
- Qua đường cung cấp, khí nén từ bình chứa 11 của xe kéo thường xuyên được
nạp vào bình chứa 16 của rơmoóc.
- Ở trạng thái nhả phanh: đường điều khiển 19 được nối với khí quyển qua van
điều khiển 21.
- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ
làm việc như đã mô tả trên. Đồng thời, không khí nén sẽ từ tổng van phân phối đi
đến van 12, điều khiển nó cắt đường nối giữa đường ống 19 với khí quyển và cho
khí nén đi vào 19. Lúc này, do độ chênh áp giữa đường cung cấp 20 và đường điều
khiển 19 thay đổi, van phân phối 15 của rơmoóc sẽ làm việc, đóng đường thông các
bầu phanh của rơmoóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi
đến các bầu phanh của rơmoóc để phanh rơ moóc lại.
- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò
xo hồi vị.
1.2.2. Phanh dừng và hệ thống phanh phụ.
a. Phanh dừng.
Để đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính
(phanh chân ) đặt ở các bánh xe, ô tô còn được trang bị thêm hệ thống phanh dừng
để hãm ô tô khi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốc nghiêng mà không bị
trôi tự do, đồng thời hổ trợ cho hệ thống phanh chính khi thật cần thiết.
b. Hệ thống phanh phụ.
Mục đích của hệ thống phanh phụ là giảm được tốc độ ô tô khi phanh trên
12

đường dài và liên tục. Bởi thế hệ thống phanh này còn gọi là phanh chậm dần.
Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh không
lớn lắm trong thời gian dài.
Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điều
kiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.
Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độ
trung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp
và có khi là động cơ nữa. Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệ thống phanh
chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc.
Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí ( không khí ),
thủy lực và điện động.
Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hành
khách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn.

CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HT PHANH XE HYUNDAI HD 65.
2.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA Ô TÔ HYUNDAI HD 65.
NHÀ SẢN XUẤT

Hyundai

NHÃN HIỆU

Mighty HD65

CÔNG THỨC BÁNH XE

4 x 2 - CBU

Loại xe

Tải thùng lửng

Cabin

1990

ĐỘNG CƠ (ENGINE)

D4DB - d (TCI)

Dung tích xy lanh(cc)

3907

Tỷ số nén

18:01

Đường kính/hành trình(mm)

104/115

Công suất cực đại (ps/v/p)

120 / 2900

Mômen cực đại (Nm/v/p)

300 / 2000

TRỌNG LƯỢNG XE
Trọng lượng bản thân(kg)
Tải trọng cho phép(kg)

2500

Trọng lượng toàn bộ(kg)

6500

Trọng lượng phân bố cầu trước(kg)

2300

Trọng lượng phân bố cầu sau(kg)

4200

KÍCH THƯỚC XE
Kích thước tổng thể(mm)

6210 x 2270 x 2060

Kích thước thùng (lọt lòng)(mm)

4340 x 1920 x 380
13


Chiều dài cơ sở(mm)

3375

Vệt bánh xe (trước/sau)

1665 / 1495

Khoảng sáng gầm xe(mm)

200

LY HỢP
Kiểu số

Dẫn động thuỷ lực, lò xo đĩa, 01 đĩa ma
sát khô

Kích thước đĩa ép

Đường kính ngoài x trong đĩa: 275x180

HỘP SỐ

M3S5

Kiểu

Hộp số gồm 5 số tiến và 1 số lùi. Dẫn
động cơ khí, có 1 số truyền tăng. Đồng
tốc từ số 1 đến số 5.

Tỷ số truyền số 1/ số lùi

ih1=ihr=5,181

Tỷ số truyền số 2

ih2=2,865

Tỷ số truyền số 3

ih3=1,593

Tỷ số truyền số 4

ih4=1,000

Tỷ số truyền số 5

ih5=0,739

CÁC ĐĂNG

P3

Loại

Dạng ống, vật liệu thép rèn

Kích cỡ

F76,2 x 2,6

TRUYỀN LỰC CHÍNH

Truyền lực chính đơn, loại Hypoid

Tỷ số truyền bánh răng

6,166

HỆ THỐNG TREO

Phụ thuộc, loại nhíp lá bán elip đặt dọc.

Trước( Chiều dài x Rộng x bề dày - số
lá nhíp)

1,200 x 70 x 10t-5,11t-1

Sau
Nhíp chính( Chiều dài x Rộng x bề dày

1,250 x 70 x 10 t-6

- số lá nhíp)
Nhíp phụ( Chiều dài x Rộng x bề dày số lá nhíp)

990 x 70 x 13 t-3

LỐP XE & MOAYƠ
Hãng sản xuất lốp

Hancook hoặc Kumho Hàn Quốc

Lốp trước

7,00R16-10PR

Lốp sau

7,00R16

Moay ơ trước

5,50Fx16SDC-115

Moay ơ sau

5,50Fx16SDC-115

HỆ THỐNG PHANH
Phanh chính

Thuỷ lực 02 dòng trợ lực chân không
14


Kích thước cơ cấu phanh trước(mm)

Đường kính trông x Bề rộng x Bề dày:
320x85x10

Kích thước cơ cấu phanh sau(mm)

Đường kính trông x Bề rộng x Bề dày:
320x75x10

Tổng diện tích tiếp xúc má phanh(cm2)

1926,8

Phanh phụ

Phanh khí xả (cupo)

Phanh tay

Phanh truyền lực

Kích thước cơ cấu phanh(mm)

Đường kính trông x Bề rộng x Bề dày:
190x45x4

Tổng diện tích tiếp xúc má phanh(cm2)

187

HỆ THỐNG LÁI

Hiệu cơ cấu lái

Mando Hàn Quốc

Loại cơ cấu lái

Ê cu bi, thanh răng - cung răng, trợ lực
thủy lực.

Đường kính vô lăng lái(mm)

410

Hành trình piston cơ cấu lái(mm)

23,6

Tỷ số truyền hệ thống lái

26,5~30

Góc quay bánh trong(độ)

44

Góc quay bánh ngoài(độ)

34

Bán kính quay vòng tối thiểu(m)

6,1

TÍNH NĂNG TỐC ĐỘ
Tốc độ tối đa (Km/h)

113

Thể tích thùng nhiên liệu (lít)

100

Điều hoà

Có

Radio casset/CD

Có

2.2 .THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE TẢI HYUNDAI HD65.
2.2.1 CHỌN LOẠI PHANH CHO THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE TẢI
HYUNDAI HD65.
Gồm có: phanh chính, phanh phụ ,phanh tay.
-Phanh chính thủy lực có hai dòng được trợ lực chân không, bố trí theo kiểu là
hai bánh xe trước đi từ một dòng trong xi lanh chính chia làm đôi, hai bánh xe sau
đi từ một dòng khác trong xilanh chính chia làm đôi. Mỗi bánh xe có hai xi lanh
phanh bố trí thẳng đúng.
- Phanh phụ phanh khí xả (cupo).
- Phanh tay phanh truyền lực.

15


2.2.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG PHANH CHÍNH .
6

2

3

5

4

A

10

B

1

9

7

8

Hình 2-1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh.
1 Bàn đạp phanh, 2 Van nối giữa khoang A và không khí, 3 Van nối giữa khoang A

và khoang B, 4 mang , 5Bình chứa dầu phanh, 6 Xilanh công tác bánh trước, 7
Xilanh chính, 8 Đướng nối ống khí nạp , 9 Cần đẩy, 10Xilanh công tác bánh sau.
Nguyên lý hoạt động hệ thống phanh chính: Khi người điều khiển đạp vào bàn đạp
phanh đòn của bàn đạp đến tì vào đệm xu đẩy piston thứ nhất của xi lanh chính sang
trái tiếp tục đẩy, piston thứ hai sang trái. Qúa trình dịch chuyển piston thứ nhất và
thứ hai lấp các lỗ dầu từ bình chứa 1,2 nên dầu được đẩy với áp suất cao theo hai
đường.
+Đường dầu thứ nhất được dẫn ra hai bánh xe sau được bộ chia tách làm hai
đi đến mỗi bánh xe, khi dầu đến bánh xe vào xi lanh thứ 1 đồng thời từ xi lanh này
có một đương dẫn dầu ra đi đến xi lanh thứ 2 của bánh xe, xi lanh nay có lỗ xả khí .
+Đường dầu thứ hai được dẫn tới hai bánh xe trước được bộ chia tách làm
hai đi đến mỗi bánh xe, khi đến bánh xe bộ chia làm hai cho hai xi lanh trong bánh
,mỗi xi lanh có một lỗ xả.
-Qúa trình đạp bàn đạp có sự trợ lực từ bầu chân không.
2.2.3. KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG PHANH.
a. Bầu trợ lực chân không và xi lanh chính kép.
16


-Bầu trợ lực chân không.
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

16
15

14

13

12

11

Hình 2-2. Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không.
1 Ống nối, 2 Thân sau trợ lực, 3 Piston trợ lực, 4 Màng trợ lục, 5 Thân trước trợ lực
, 6 Bu lông, 7 Phớt thân van, 8 Phớt điều khiển, 9 Bọc ngoài van điều khiển, 10 Lò
xo van hồi van khí ,11 Thanh điều khiển van không khí , 12 Lọc khí, 13 Thân van ,
14 Piston điều khiển, 15 Cần đẩy, 16 Bu lông điều chỉnh.
*Bầu trợ lực chân không là cơ cấu sử dụng độ chênh lêch giữa chân không và áp
suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh (tăng lực ) tỷ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp
để điều khiển các phanh. Sử dụng chân không trong đường ống nạp.
Bầu trợ lực chân không bố đồng trục với xi lanh chính kép.

Nguyên lý hoạt động.
+Khi không phanh hai khoan nói chân không động cơ A và B thông nhau áp
suất là chân không.
+Khi phanh van chân không đóng lại đồng thời van không khí mở ra không
khí đi vào làm khoan B tăng áp suất đẩy piston trợ lực đi tới tác dung lực lên cần
đẩy, đẩy xi lanh chính đi.
+Khi giữ bàn đạp phanh cơ cấu làm chân không đứng yên van điều khiển
tiếp xúc với van không khí nên áp suất theo tỷ lệ không đổi.
+Khi bộ trợ bị hỏng thì bàn phanh vẫn hoạt động nhưng lực tác dụng lên
chân nặng.
17


9

7

Ø28

8

8

17

21
1

2

3

4

5

7
6
274

Hình 2-3. Xilanh chính.
1 Thân xilanh chính, 2 Piston, 3 cuppen piston, 4Vít chặn, 5 Lò xo, 6 Vít,7 Lổ vào,
8 Lổ bù, 9 Đường dầu đến xilanh bánh xe
*Xi lanh chính.
Khi đạp bàn đạp phanh lực được truyền qua cần đẩy vào xi lanh chính để đẩy piston
trong xi lanh này. Lực của áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính được truyền qua
các đường ống dầu phanh đến từng xi lanh phanh.
Nguyên lý hoạt động.
+Khi không tác dụng vào bàn đạp.
Các phớt của piston 1,2 được đặt giữa cửa vào và cửa bù tạo ra một đường đi giữa
xi lanh chính và bình chứa. Piston số 2 được lò xo hồi vị đẩy sang phải, nhưng
bulong chặn không cho nó đi xa hơn nữa.
+Khi đạp bàn đạp phanh.
Piston số 1 sẽ dịch chuyển sang trái phớt của piston này sẽ bịt kín lỗ bù chặn đường
đi giữa xi lanh và bình chứa. Khi piston bị đẩy thêm nó làm tăng áp suất thuỷ lực
bên trong xi lanh chính. Áp suất này tác động vào xi lanh phía sau, áp suất này củng
đẩy piston sô 2 nên piston này hoạt động giống piston số 1.
+ Khi nhả bàn đạp phanh.
Các piston được đẩy về vị trí ban đầu nhờ áp suất thuỷ lực và lực lò xo hồi vị.Tuy
nhiên do dầu phanh từ xi lanh phanh không chảy về ngay nên áp suất thuỷ lực bên

trong xi lanh tạm thời giảm xuống(độ chân không phát triển)



b. Cơ cấu phanh

Ø34

6
128

5
4

1

2

3

Hình 2-4. Cơ cấu phanh trước.
1 Mâm phanh , 2 Má phanh, 3 Guốc phanh, 4 Lò xo, 5 Xi lanh bánh xe, 6 Piston, 7
Đinh tán, 8 Chốt định vị.
Cơ cấu phanh trước loại trống–guốc có hai xi lanh phanh, mỗi một xi lanh là một
piston, hai xi lanh đặt ngược chiều .


Ø31

6

128

5
4

1

2

3

Hình 2-5. Cơ cấu phanh sau.
1 Mâm phanh, 2 Má phanh, 3 Guốc phanh, 4 Lò xo, 5 Xi lanh bánh xe, 6 Piston, 7
Đinh tán, 8 Chốt định vị.
Cơ cấu phanh sau loại trống–guốc có hai xi lanh phanh, mỗi một xi lanh là hai
piston, cơ cấu điều chỉnh đặt ngược chiều.

40


Phanh tay hệ thống truyền lực.

8
7

1
6
2

3

4

5

Hình 2-6. Cơ cấu phanh dừng.
1 Bu long, 2 Đinh tán, 3 Đai phanh, 4 Bố phanh, 5 Trống phanh, 6 Bu lông, 7 Lò
xo, 8 Chốt.


2.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI HD 65.
2.3.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH.
TT
01
02

04
05

Thông số hệ thống
Đường kính trong tang trống
Phanh

Ký hiệu Giá trị

Đơn vị

D

320

Mm

120

Độ

Góc ôm má phanh

Khoảng cách từ tâm O đến điểm
tì của guốc
Khoảng cách hai điểm tì cố định

0

20

1

15

2

135

s

136

Mm

h

256

Mm

.2.3.2. TÍNH TOÁN CÁC YÊU CẦU CHO THIẾT KẾ.
a. Tính toạ độ trọng tâm a,b.
- Tải trọng toàn bộ:
Ga = 6500kg
+ Tải trọng phân bố lên cầu trước: G1 = 2300 kg
+ Tải trọng phân bố lên cầu sau: G2 = 4200 kg
-Tọa độ trọng tâm theo chiều cao:
Chọn gần đúng hg = (0,7 0,8).B (mm); với B là chiều rộng cơ sở của xe,
B=

1665 1495
2

1580 (mm).

Ta chọn:
hg = 0,75.B = 0,75.1580 = 1185 (mm).
Bán kính làm việc của bánh xe được tính theo công thức sau:
rbx=
Với:

b

b ro

là hệ số biến dạng của lốp, chọn

b=

0,94

r0 là bán kính thiết kế của lốp.
Ký hiệu lốp xe: 7R16,-10PR Với: 7,00 là bề rộng của lốp (insơ).
R- cấu trúc lớp xương lốp.
16- đường kính vành bánh xe (insơ).
ro= ( B

d
).25,4
2

(7

16
).25,4
2

381 (mm).


⇒ rbx = 0,94.381=358,14(mm) = 0,35814(m)
Trường hợp ô tô đầy tải:
Tọa độ trọng tâm của xe a, b, hg.

PW

O
Ga

hg

Pj

P1

P2

Z1

a

b

Z2

L

Hình 2-7. Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô.
Các lực tác dụng lên ôtô khi phanh được biểu diễn ở hình sau.
Trong đó : + Ga là trọng lượng toàn bộ của ôtô đặt tại trọng tâm.
+ Pf1 là lực cản lăn của bánh xe trước.
+ Pf2 là lực cản lăn ở bánh xe sau.
+ P1 là lực phanh ở bánh xe trước.

+ P2 là lực phanh ở bánh xe sau.
+ Pw là lực cản của không khí.
+ Pj là lực quán tính của xe sinh ra khi phanh.
+ L chiều dài cơ sở của ôtô.
+ Hg chiếu cao trọng tâm.
+ a , b toạ độ trọng tâm.
Khi xe đứng yên tức là lúc này lực cản lăn, lực phanh, lực cản không khí đều bằng
0. Viết phương trình cân bằng mômen khi xe đứng yên ta có toạ độ trọng tâm theo
chiều dọc a,b :
L.G1 =
b=

b=

b.Ga
L.G1
Ga

L.G1
Ga

3375.2300
6500

= 1194,23( mm )

Mà ta lại có : L = a + b => a = L – b = 3375 -1194,23= 2180,77(mm)


b. Tính mô men phanh yêu cầu.

Khi phanh ta sẽ bỏ qua lực cản không khí P và lực cản lăn Pf1 và Pf2. Vì
khi phanh vận tốc của xe giảm nhanh cho đến khi vận tốc băng 0. Nên Pf1 + Pf2
nhỏ hơn rất nhiều so với P1 và P2.
Viết phương trình cân bằng momen đối với điểm O1 :

Z 2 .L +

Pj .hg

Z

a.Ga Pj .hg
2

L

Với Pj = Ga.Jp/g
Suy ra =>
Trong đó :

Z 2=
a

Ga 


+ Ga .a = 0

J

L 

p max

.hg 


g

(5.1)



Ga : Trọng lượng toàn bộ của xe.
Z2 : Phản lực pháp tuyến tại bánh xe sau khi phanh.
L : Chiều dài cơ sở của xe.
Jp : Gia tốc chậm dần khi phanh.
g: Gia tốc trọng trường.

Phương trình cân bằng môment đối với điểm O2:
Z1 .L +
+b.Ga= 0
P.hg
-b.Ga
Z1 =
Ga
Pj .hg
=
L
L

Trong đó :

( J p max .hg b)

(5.2).

g

Z1 : Phản lực pháp tuyến tại bánh xe trước khi phanh.
Jp : Gia tốc chậm dần khi phanh.
J p g. (5.3)
bx

Với

bx

là hệ số bám giữa lốp với mặt đường khi ô tô được phanh khẩn cấp.

Thay (5.3) vào (5.2) và (5.1) ta có:
Phản lực tiếp tuyến tại bánh xe trước khi phanh là:
Z1 =

Ga
b
L

bx

.hg

(5.4)

Phản lực tiếp tuyến tại bánh xe khi phanh là:
G
(5.5)
Z 2= a a
bx .hg
L
Momen phanh yêu cầu ở mỗi bánh xe trước/sau là :