Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe TOYOTA CAMRY 2004

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn
MỤC LỤC

Lớp: 65DLOT21

1
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

LỜI NÓI ĐẦU
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt
là đối với các nước có nền kinh tế phát triển.Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận
tải là mạch máu của một quốc gia,một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát
triển mạng lưới giao thông vận tải.
Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đường bộ đóng
vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng
ôtô.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triển
hơn.Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ôtô đã có sự phát
triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con người.Những chiếc ôtô ngày càng
trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời
đại.
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và
xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an
toàn như: cải tiến cơ cấu phanh,dây đai an toàn,túi khí trong đó cơ cấu phanh đóng vai

trò quan trọng nhất.Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu
quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao;để nâng cao được năng suất vận
chuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ “Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe TOYOTA
CAMRY 2004”.Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình
của thầy Đào Văn Toàn và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp em hoàn thành
được đồ án của mình.
Sinh viên
Phạm Văn Trung

Lớp: 65DLOT21

2
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH
I. Những vấn đề chung hệ thống phanh ô tô
1. Công dụng.
- Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của ô tô tới vận tốc chuyển
động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ ô tô ở vị trí nhất định.
- Hệ thống phanh đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng cao năng suất
vận chuyển cho ô tô.
2. Phân loại
Phân loại theo dẫn động phanh:
-

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí.

-

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực.

-

Hệ thống phanh dẫn động khí nén

-

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực khí nén.

-

Yêu cầu của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô đảm nhận chức năng an toàn chủ

động nên nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất trong mọi trường hơp mà bánh xe không bị trượt.
- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm nhẹ cường độ lao động của người lái xe.
- Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
- Đảm bảo phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn
toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
- Không có hiện tượng tự xiết, thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát cao và ổn định. Giữ được
tỉ lệ thuận giữa lực đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh.
- Có độ tin cậy cao, độ bền, tuổi thọ cao, giá thành hạ.

4. Cấu tạo chung hệ thống phanh trên ô tô
* Bố trí chung hệ thống phanh trên ô tô

Lớp: 65DLOT21

3
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 1.1 Bố trí hệ thống phanh trên ô tô
1. Bàn đạp phanh 2. Bộ trợ lực phanh 3. Xi lanh phanh chính
4.Cụm ABS 5. Phanh đĩa sau 6. Phanh tay 7. Phanh đĩa trước
* Hệ thống phanh trên ô tô bao gồm ba bộ phận chính:
-

Cơ cấu phanh.

-

Dẫn động phanh.

-

Trợ lực phanh.

-

Ngoài ra trên các xe hiện đại ngày nay còn được bố trí các hệ thống đảm bảo an

toàn như hệ thống chống bó cứng ABS, phanh khẩn cấp BA, phân bố lực phanh điện tử
EBD và một số hệ thống hỗ trợ khác.
Sau đây ta sẽ đi vào tìm hiểu cụ thể kết cấu,nguyên lý hoạt động cũng như ưu khuyết
điểm của từng bộ phận.
4.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp giảm tốc độ góc của bánh xe ô tô.
Quá trình phanh được thực hiện nhờ cơ cấu ma sát giữa phần quay và phần cố
định. Phần quay có thể dạng trống hoặc đĩa.Phần cố định được liên kết cứng với dầm
cầu hoặc đặt ở vỏ xe.
Trên xe có hai loại cơ cấu phanh là cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh tang
trống.Cơ cấu phanh đặt trong lòng bánh xe có ưu điểm là phanh trực tiếp bánh xe,
không ảnh hưởng đến khoảng sáng gầm xe dễ bảo dưỡng,điều chỉnh.
4.1.1. Cơ cấu phanh tang trống
* Cơ cấu phanh tang trống bao gồm:

Lớp: 65DLOT21

4
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Tang trống quay,bên trong tang trống là guốc phanh,lò xo hồi vị và xi lanh công
tác.Guốc phanh làm bằng kim loại trên bề mặt được tán hoặc dán với má phanh,guốc

phanh quay xung quanh chốt quay.Khi đạp phanh qua dẫn động phanh sẽ làm cho
piston đẩy má phanh ép vào tang trống,thực hiện quá trình phanh.Khi không phanh lò
xo hồi vị kéo guốc phanh vào trong quay cùng bánh xe và moay ơ.

Hình 1.2 Kết cấu phanh tang trống
1 Má phanh , 2 Tang trống , 3Bu lông , 4 Lò xo ,5 Piston , 6 Xi lanh,
7 Guốc phanh ,8 Chốt hãm định vị
4.1.2. Cơ cấu phanh đĩa.

Hình 1. 3 Cấu tạo phanh đĩa
1. Piston 2. Má phanh 3. Khung 4. Đĩa phanh
• Các bộ phận chính của phanh đĩa:
-

Một đĩa phanh được lắp với moay ơ của bánh xe và quay cùng bánh xe.

-

Một giá đỡ cố định trên dầm cầu,trong đó có đặt các xi lanh bánh xe.

-

Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động
bởi các piston của các xi lanh bánh xe.

Lớp: 65DLOT21

5
SV:Phạm Văn Trung

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

• Có hai loại cơ cấu phanh đĩa:Loại có giá đỡ cố định và loại có giá đỡ di động.
• Nguyên lý hoạt động:
Khi người lái tác động lên bàn đạp phanh dầu phía sau xi lanh chính có áp suất cao
hơn nên dầu chảy đến các xi lanh con làm cho piston áp sát các má phanh vào đĩa phanh
làm giảm tốc độ quay hoặc làm cho đĩa phanh dừng hẳn.
Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp.Do đĩa phanh quay làm cho các má phanh di
chuyển ra xa đĩa phanh và đẩy các piston về vị trí ban đầu.
Quá trình phanh kết thúc.
Phanh đĩa ngày càng được dùng phổ biến trên các loại ô tô con có vận tốc cao cả ở
cầu trước và cầu sau.Đó là do cơ cấu phanh đĩa có ưu điểm so với cơ cấu phanh tang
trống:
-

Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi hơn
phanh tang trống.Giúp cho bánh xe làm việc ổn định nhất là ở nhiệt độ cao.

-

Khối lượng các chi tiết nhỏ gọn,nên khối lượng các chi tiết không treo nhỏ. Nâng
cao sự êm dịu và sự bám đường của ô tô.

-

Khả năng thoát nhiệt tốt.

-

Dễ bảo dưỡng sửa chữa.

-

Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn,do đó giảm được giá thành.

-

Dễ bố trí cơ cấu tự điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh.

• Tuy nhiên cơ cấu phanh đĩa cũng có nhược điểm là khó tránh được bụi bẩn đất
cát.Vì phanh đĩa không được che kín hoàn toàn.Do đó khả năng việt dã không
cao.
4.1.3. Cơ cấu phanh dừng.
Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ) ô tô trên đường dốc hoặc đường bằng.
Về cấu tạo phanh dừng có hai bộ phận chính là cơ cấu phanh và dẫn động phanh:
- Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau
hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.
- Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí
và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay do
đó còn gọi là phanh tay.

Lớp: 65DLOT21

6
SV:Phạm Văn Trung

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 1.5 Cơ cấu phanh dừng
1. Nút ấn 2. Tay điều khiển 3. Cam phanh 4. Chốt 5. Lò xo 6 . Tang trống
7. Vít điều khiển 8. Guốc phanh
4.2. Dẫn động phanh
•
-

Dẫn động phanh bao gồm:
Dẫn động phanh bằng cơ khí.
Dẫn động phanh bằng thủy lực.
Dẫn động phanh bằng khí nén.
Dẫn động phanh bằng thủy khí kết hợp.

• Yêu cầu của dẫn động phanh:
-

Đảm bảo lực đẩy cần thiết tác dụng lên guốc phanh của tất cả các cơ cấu phanh.
Đảm bảo có tác động tùy động.Nghĩa là đảm bảo tỉ lệ giữa các lực tác dụng lên
bàn đạp phanh và mômen phanh tác dụng lên bánh xe.
- Thời gian chậm tác dụng phải nhỏ.
- Đảm bảo độ tin cậy khi làm việc.
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện.
4.2.1. Dẫn động phanh bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo
được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển người lái.Dẫn động phanh loại này
chủ yếu dùng ở cơ cấu phanh dừng (phanh đỗ).

Lớp: 65DLOT21

7
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 1.6 Dẫn động phanh cơ khí
1. Dây cáp 2. Cơ cấu phanh 3. Cần điều khiển
4.2.2. Dẫn động phanh thủy lực

Hình 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực
1. Xi lanh chính 2 Cơ cấu phanh tang trống 3 Cơ cấu phanh đĩa
4. ống dẫn dầu. 5. Bàn đạp
•

Cấu tạo chung: Dẫn động phanh bằng thủy lực bao gồm:Bàn đạp phanh,xi lanh
chính các đường ống dẫn và các xi lanh công tác ( xi lanh bánh xe),và chất lỏng
làm môi chất ở đây là dầu thủy lực.

-

Xi lanh chính:

Lớp: 65DLOT21

8
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 1.8 Kết cấu xi lanh chính
1. Phao 2. Bình cân bằng 3. Buồng trợ lực chân không 4. Đũa ép piston
5. Piston 6. Lỗ dầu 7. Bàn đạp
-

Xi lanh bánh xe (Xi lanh công tác):

Hình 1.9 Xi lanh công tác ( xi lanh bánh xe )
1. Xi lanh 2. Piston 3. Phớt chắn dầu 4 Vòng chắn bụi 5. Tấm ma sát
• Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực có hai loại là dẫn động phanh
một dòng và dẫn động phanh hai dòng.

Hình 1.10 Dẫn động phanh một dòng và hai dòng

Lớp: 65DLOT21

9
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

1. Dẫn động phanh một dòng 2. Dẫn động phanh hai dòng
-

Dẫn động phanh một dòng:Xi lanh chính có một đường dầu duy nhất dẫn đến tất
cả các xi lanh công tác của bánh xe.Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản
nhưng độ an toàn không cao.Vì khi đường ống dẫn đến xi lanh bị rò rỉ thì dầu
trong hệ thống mất áp suất làm cho mất phanh tất cả các bánh xe.

-

Dẫn động phanh hai dòng:Dầu từ xi lanh chính đi ra theo hai đường độc lập đến
các bánh xe.Có nhiều cách bố trí dòng dầu đến xi lanh bánh xe,nhưng hiện nay
chủ yếu bố trí so le nhau.Khi một đường bị rò rỉ thì đường dầu còn lại vẫn có tác
dụng phanh ở hai bánh xe còn lại.

• Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng:
-

Ưu điểm:
 Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh đúng
yêu cầu thiết kế.
 Hiệu suất và độ tin cậy cao,kết cấu đơn giản.
-

Nhược điểm:

 Không tạo được tỉ số truyền lớn,vì thế phanh dầu không có cường hóa chỉ
dùng cho ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ.

 Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
 Khi bị rò rỉ thì hệ thống mất tác dụng.
-

Phạm vi ứng dụng: Dùng trên xe con và xe vận tải nhỏ.

4.2.3. Dẫn động phanh khí nén

• Bố trí dẫn động phanh khí nén trên ô tô:

Hình 1.11 Dẫn động phanh khí nén
1 Máy nén không khí, 2 Bình chứa không khí nén , 3. Bầu phanh ,
4. Cơ cấu phanh sau, 5. ống dẫn không khí , 6. Van phanh , 7. Bàn đạp phanh, 8. Cơ
cấu phanh trước

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 10
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Để giảm lực điều khiển bàn đạp đối với ô tô tải trung bình và lớn người ta sử
dụng dẫn động phanh bằng khí nén.Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển
bàn đạp chủ yếu là dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cõ cấu phanh
là do áp suất khí nén tác ðộng lên bầu phanh thực hiện.
• Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng:

-

Ưu điểm: Đảm bảo hiệu quả phanh cao không phụ thuộc vào trọng lượng xe.

-

Nhược điểm: Thời gian chậm tác dụng lớn.Do đó trong thiết kế cần phải có biện
pháp nhằm giảm thời gian chậm tác dụng và thời gian nhả phanh.

-

Phạm vi ứng dụng: Dùng trên xe tải lớn,đoàn xe,ô tô khách nhiều chỗ.

4.2.4. Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén.
• Dẫn động bằng thủy lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực điều
khiển bàn đạp lớn.Với dẫn động bằng khí nén có ưu điểm lực bàn đạp nhỏ
nhưng độ nhạy kém.Thời gian chậm tác dụng lớn.
• Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn
động kết hợp giữa thủy lực và khí nén.

Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực trợ lực khí nén
1. Máy nén khí 2. Van áp suất 3. Đồng hồ đo áp suất 4. Bình khí nén
5. Bình chứa dầu 6. Bàn đạp phanh 7. Bầu phanh 8. ống dẫn 9. Xi lanh con
10. Guốc phanh 11. Tang trống
-

Phần dẫn động thủy lực: Gồm hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh
bánh xe phía trước và phía sau.

-

Phần dẫn động khí nén:Bao gồm từ máy nén khí bình chứa khí,van phân phối khí
và các xi lanh khí nén.

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 11
Trung


Đồ án tốt nghiệp
-

GVHD: Đào Văn Toàn

Phần máy nén khí van phân phối có cấu tạo và nguyên lý làm việc như trong hệ
thống dẫn động bằng khí nén.

-

Phần xi lanh chính,xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý làm việc như trong hệ
thống dẫn động thủy lực.

• Loại dẫn động này thường dùng trên ô tô tải trung bình và lớn.

4.3. Trợ lực phanh
-

Để người lái không phải tác dụng lớn vào bàn đạp phanh người ta bố trí thêm bộ
trợ lực phanh.

-

Ngày nay các xe hiện đại có thiết kế nhiều hệ thống để giảm nhẹ cường độ lao
động cho người lái,đảm bảo cho sự an toàn khi chuyển động.

-

Khi bộ trợ lực bị hỏng thì yêu cầu hệ thống phanh vẫn phải làm việc bình
thường.Với lực đạp phanh lớn.Và phải đảm bảo nguyên tắc chép hình,đạp phanh
ít thì hiệu quả phanh ít,đạp phanh nhiều thì hiệu quả phanh tăng lên và dừng ở vị
trí thì phanh ở vị trí đó.

-

Với hệ thống phanh dẫn động thủy lực có nhiều phương án bố trí trợ lực:
 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực khí nén.
 Hệ thống phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân không.

-

Với xe con hiện đại ngày nay thường dùng phanh dẫn động thủy lực trợ lực chân
không.

-

Tuy nhiên chỉ phù hợp với xe bố trí động cơ chạy xăng để lợi dụng độ chân
không sau bướm ga.Nếu xe chạy dầu thì sẽ phải thiết kế thêm bộ tạo chân không.

Hình 1.13 Kết cấu bộ trợ lực chân không

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 12
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

1. Lọc 2 Van thấp áp 3. Lò xo 4. Thanh đẩy 5. ống áp thấp
6. Màng cao su 7. Piston van 8. Piston trợ lực
-

Bộ cường hóa bằng chân không gồm ba cụm cơ bản sau: Nguồn chân không,
cụm van điều khiển,xi lanh cường hóa.

-

Nguồn chân không với động cơ xăng có chế hòa khí có thể tạo nên độ chênh áp
với khí quyển là 0,4 – 0,5 KG/cm 2.Trên đường ống nối với xi lanh cường hóa có
một van một chiều không cho phép không khí từ động cơ chạy vào xi lanh cường
hóa.Van một chiều có thể đặt trên đường ống nạp hoặc ngay xi lanh lực.Trên động
cơ phun xăng hoặc động cơ diesel nguồn chân không là một bơm chân không.

4.4. Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh và chống bó cứng ABS
4.4.1. Hệ thống phanh có bộ điều hòa lực phanh
Van điều hoà lực phanh(van P) được đặt giữa xi lanh chính của đường dẫn dầu
và xilanh phanh của bánh sau.Cơ cấu này tạo ra lực phanh thích hợp để rút ngắn quãng

đường phanh bằng cách tiến gần đến sự phân phối lực phanh lý tưởng giữa bánh sau và
bánh trước để tránh cho các bánh sau không bị bó cứng trong khi phanh khẩn cấp(khi tải
trọng dồn về phía trước).

Hình 1.14 Bố trí bộ điều hoà lực phanh
1 Thân van 2. Piston 3. Phớt làm kín 4. Lò xo nén 5. Cuppen xi lanh
4.4.2. Hệ thống phanh có ABS
• ABS là viết tắt của cụm từ “Anti-lock Brake System” có nghĩa là hệ thống chống
bó cứng phanh.

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 13
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

• Tác dụng của hệ thống phanh ABS là làm quá trình phanh an toàn. Nếu không có
ABS, khi người lái đạp phanh đột ngột sẽ làm cho bánh xe bị bó cứng (trượt
lết).Làm mất khả năng dẫn hướng, gây nguy hiểm.
• Các hệ thống chống bó cứng phanh hiện đại bao gồm:một máy tính CPU, bốn
cảm biến tốc độ trên bốn bánh,bơm và các van thủy lực.

Hình 1.15 Sơ đồ hệ thống phanh ABS
1. Bàn đạp phanh, 2. Xi lanh chính, 3. Xi lanh bánh xe, 4. Cảm biến tốc độ, 5. Bộ điều
khiển trung tâm , 6. Bộ điều khiển thủy lực,7.Bình chứa dầu,
8. Phanh đĩa, 9. Phanh tang trống.

+ Nguyên lý làm việc:Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, nếu bánh
xe đạt tới giá trị gần bó cứng,tín hiệu của cảm biến chuyển về bộ điều khiển trung
tâm.Máy tính lựa chọn chế độ, đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất,cắt
đường dầu từ xi lanh chính tới xi lanh bánh xe.Do đó lực phanh ở cơ cấu phanh không
tăng được nữa,bánh xe có xu hướng lăn với tốc độ cao,tín hiệu từ cảm biến lại đưa về
bộ điều khiển trung tâm,bộ điều khiển trung tâm điều khiển van điều chỉnh áp suất để
mở đường dầu tăng thêm áp suất dẫn ra xi lanh bánh xe, thực hiện tăng lực phanh cho
cơ cấu phanh, nhờ đó bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay đến khi gần bó
cứng.Quá trình xảy ra được lặp lại theo một chu kỳ liên tục đến khi dừng hẳn.Khoảng
15 lần mỗi giây.
II. Phân tích hệ thống phanh trên xe Toyota camry 2004
1. Bố trí hệ thống phanh trên xe camry 2004
Xe ô tô CAMRY là một trong những ô tô hiện đại của TOYOTA Việt Nam hiện nay
với nhiều tính năng vượt trội và được trang bị nhiều hệ thống hiện đại. Trong số các hệ

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 14
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

thống hiện đại trên xe phải kể đến hệ thống phanh được tích hợp các hệ thống như: Hệ
thống chống bó cứng bánh xe ABS ( Anti-lock Brake System); Hệ thống hỗ trợ phanh
gấp BA( Brake Assist);
Hệ thống bao gồm:
- Một xi lanh chính loại "tăng đem";

- Một bộ cường hoá chân không;
- Các xi lanh bánh xe;
- Các cơ cấu phanh
- Các đường ống dẫn dầu.
Bộ cường hoá và xi lanh chính được ghép với nhau thành một khối. Ti đẩy của bàn
đạp phanh trước khi tác dụng vào pitons trong xi lanh chính có liên hệ với van phân
phối của bộ cường hoá nên khi phanh lực tác dụng lên pitons xi lanh chính bao gồm cả
lực của người lái và lực của bộ cường hoá.
1.1. Hệ thống phanh chính :
Hệ thống phanh chính gồm có: Cơ cấu phanh đĩa ở cầu trước và cơ cấu phanh tang
trống ở cầu sau. Dẫn động phanh kiểu thủy lực có trợ lực chân không với 2 dòng tách
biệt từ xy lanh phanh chính: Một dòng đến cơ cấu phanh bánh trước, một dòng đến cơ
cấu phanh bánh sau. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính được thể hiện ở hình
2.1

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống phanh chính
(1) Bàn đạp phanh, (2) Trợ lực phanh, (3) Xylanh chính, (4) Bình chứa dầu, (5) Cơ cấu
phanh trước, (7) Cơ cấu phanh sau
1.1. 1. Dẫn động phanh :

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 15
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Dẫn động phanh cần phải đảm bảo nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng thời làm
việc của các cơ cấu phanh. Đồng thời đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các
bánh xe. Mặt khác dẫn động phanh còn phải đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn
đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh làm việc, đảm bả hiệu suất làm
việc cao.
Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm : bàn đạp phanh, bộ trợ lực chân
không, xi lanh phanh chính, cơ cấu tín hiệu, các đường ống dẫn và các ống mềm nối
ghép giữa xi lanh phanh chính và các xi lanh bánh xe.
Dẫn động phanh dầu có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu
không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫn động dầu
không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh.
Dẫn động của xe là dẫn động hai dòng độc lập. Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ
đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có
hai đầu ra độc lập người ta sử dụng xi lanh chính kép (loại "tăng đem"). Ở sơ đồ hình a
thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn một dòng được dẫn động ra
hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một trong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có
tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau
vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.
ở sơ đồ hình b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một bánh xe phía
sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn lại.
Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và
lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.

Hình 2.2 Sơ đồ dẫn động phanh
a Xi lanh phanh chính :
Nhiệm vụ : Nhiệm vụ của xi lanh phanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu
có áp suất cao đồng thời vào cả hai đường dẫn động thủy lực truyền đến các xi lanh
công tác ở các banh xe. Các buồng của xi lanh phanh chính được cung cấp dầu phanh từ
bình dầu riêng biệt bố trí trên thân xi lanh.

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 16
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Cấu tạo :
Cấu tạo của xi lanh chính của xe Toyota RAV4 loại "tăng đem" được thể hiện trên hình
vẽ 2.3

Hình 2.3 Xi lanh phanh chính
Trong xi lanh chính của loại này bố trí hai pittông: pittông số 1 (còn gọi là pittông
sơ cấp), pittông số 2 (còn gọi là pittông thứ cấp). ứng với mỗi khoang của pittông trên xi
lanh đều có hai lỗ dầu: một lỗ bù dầu và một lỗ nạp dầu, như đối với xi lanh chính loại
đơn. Một bình chứa dầu chung đặt trên xi lanh chính và có hai đường dẫn tới hai khoang
làm việc của hai pittông. Hai lò xo hồi vị số 1 và số 2 có tác dụng đẩy pittông về vị trí
tận cùng bên phải khi ở trạng thái chưa làm việc. Pittông số 1 được chặn bởi vòng chặn
và vòng hãm, còn pittông số 2 được hặn bởi bulông bắt từ vỏ xi lanh. Để đảm bảo sự
hoạt động chính xác của hệ thống phanh hai dòng mạch chéo, áp suất dầu phải được tạo
ra như nhau ở cả hai pittông số 1 và số 2. Để đạt được điều này thường lò xo hồi vị
pittông số 1 được đỡ bởi cốc chặn lò xo, cốc này được bắt vào pittông qua một bulông
nối gọi là cần đẩy . Sở dĩ phải có cấu tạo như vậy bởi vì lò xo của pittông số 1 yêu cầu
độ cứng lắp ghép lớn hơn lò xo pittông số 2 để thắng được sức cản ma sát lớn hơn của
pittông số 2.
Nguyên lý làm việc : Ở trạng thái chưa làm việc cả pittông số 1 và số 2 đều nằm ở vị
trí tận cùng phía bên phải, lúc này các lỗ bù dầu và nạp dầu của cả hai pittông đều

thông với các khoang trước và sau của mỗi pittông.

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 17
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 2.4 : Trạng thái đạp phanh
Khi đạp phanh, trước hết pittông số 1 dịch chuyển sang trái khi đó đi qua lỗ bù dầu thì
áp suất dầu ở khoang phía trước của pittông số 1 sẽ tăng để cùng lò xo hồi vị số 1 tác
dụng lên pittông thứ cấp số 2 cùng dịch chuyển sang trái. Khi pittông số 2 đi qua lỗ bù
dầu thì khoang phía trước của pittông số 2 cũng được làm kín nên áp suất bắt đầu tăng.
Từ hai cửa ra của xi lanh chính, dầu được dẫn tới các xi lanh bánh xe. Sau khi các
pittông trong các xi lanh bánh xe đã đẩy các má phanh khắc phục khe hở để áp sát vào
dĩa phanh thì áp suất dầu trong hệ thống bắt đầu tăng để tạo ra lực phanh ở các má
phanh.
Hình 2.5 :
Trạng thái
nhả phanh

Khi nhả bàn đạp phanh dưới tác dụng của các lò xo hồi vị ở cơ cấu phanh, ở bàn
đạp phanh và các lò xo hồi vị pittông trong xi lanh chính thì các pittông 1 và 2 được đẩy

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 18
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

trả về vị trí ban đầu. Dầu từ xi lanh bánh xe được hồi về xi lanh chính, kết thúc quá trình
phanh.
Đối với xi lanh chính dẫn động hai dòng loại "tăng đem", nếu một dòng bị rò rỉ
thì dòng còn lại vẫn có khả năng làm việc để thực hiện phanh các bánh xe của dòng còn
lại.
Ví dụ dòng thứ hai (được tạo áp suất bởi pittông số 2) bị rò rỉ, khi đó pittông số 2
sẽ được pittông số 1 tác dụng để chạy không sang trái. Khi đuôi pittông số 2 bị chặn bởi
vỏ xi lanh thì dừng lại lúc đó pittông số 1 tiếp tục dịch chuyển và dầu ở khoang trước
của pittông số 1 vẫn được bao kín và tăng áp suất để dẫn đến các xi lanh bánh xe. Như
vậy mômen phanh vẫn được thực hiện ở các bánh xe này tuy nhiên hiệu quả phanh
chung của ôtô sẽ giảm.
Ngược lại, nếu dòng dầu thứ nhất (được tạo áp suất bởi pittông số 1) bị rò rỉ thì
pittông số 1 sẽ chạy không đến khi cần đẩy chạm vào pittông số 2 sẽ tiếp tục đẩy pittông
số 2 làm việc. Dầu ở khoang trước của pittông số 2 tiếp tục tăng áp suất để dẫn đến các
bánh xe của nhánh này thực hiện phanh các bánh xe.
b Trợ lực chân không:
Bộ trợ lực chân không dùng để nâng cao hiệu quả quá trình phanh xe và cải thiện điều
kiện làm việc của lái xe khi điều khiển hoạt động trên đường.
Cấu tạo :Cấu tạo của bộ cường hoá chân không được thể hiện trên hình vẽ :

Hình 2.6 Kết cấu của bộ cường hoá chân không.
1. ống nối 2. Thân sau trợ lự 3.Lò xo màng 4.Màng cường hóa

5. Thân trước trợ lực 6.Thân van 7.Bu lông 8.Đế van
9.Lò xo van khí 10.Chắn bụi 11.Lò xo van điều khiển 12.Lọc khí
13.Cần van điều khiển 14. Giá đỡ lò xo 15.Van van ĐK 16.Van khí

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 19
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

17. Tấm chặn 18. Cần đẩy trợ lực 19.Bu lông 20.Vít điều chỉnh
21.Piston xy lanh chính 22.Xy lanh chính
A.buồng áp suất không đổi

B.Buồng áp suất thay đổi

Nguyên lý làm việc
*Trạng thái không đạp phanh :

Hình 2.7 Trạng thái không đạp phanh

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 20
Trung

Đồ án tốt nghiệp

GVHD:Đào Văn Toàn

Van khí 16 nối với cần điều khiển van 15 kéo sang phải do lò xo hồi van khí 9. Van
điều khiển 15 bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển 11. Nó làm cho van khí tiếp xúc
với van điều khiển . Vì vậy không khí bên ngoài sau khi đi qua lọc khí 12 bị chặn lại
không vào được buồng áp suất thay đổi B. Lúc này, van chân không của thân van 6 bị
tách ra khỏi van điều khiển 15 làm thông giữa cửa K và E, làm thông buồng áp suất thay
đổi B và buồng áp suất không đổi A. Do luôn có độ chân không trong buồng áp suất
không đổi A, nên cũng có độ chân không trong buồng áp suất thay đổi B. Kết quả là
piston bị đẩy sang phải bởi lò xo màng 4.
* Trạng thái đạp phanh:

Hình 2.8 Trạng thái đạp phanh.
Khi đạp phanh, cần điều khiển 13 đẩy van khí 16 làm cho nó dịch chuyển sang
trái.
Van điều khiển 15 bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển 11 nên nó
cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không. Vì vậy đường thông
giữa cửa K và cửa E bị bịt lại.
Khi van khí dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều khiển 15. Vì vậy
không khí lọt được vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B (sau khi đi qua lọc khí). Sự
chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A làm
piston (màng trợ lực 4) dịch chuyển sang trái thông qua cần dẫn động làm piston xy lanh
dịch chuyển sang trái và làm tăng lực phanh.
*Trạng thái giữ chân phanh:

Lớp:65DLOT21

21

SV: Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD:Đào Văn Toàn

Hình 2.9 Trạng thái giữ chân phanh.
Nếu chỉ đạp một nửa hành trình bàn đạp phanh thì cần điều khiển van 13 và van
khí 16 sẽ dừng lại nhưng piston (màng trợ lực 4). tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự
chênh áp. Van điều khiển 15 vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển
11 nhưng nó di chuyển cùng với piston (màng trợ lực 4). Do van điều khiển 13 dịch
chuyển sang trái và tiếp xúc với van khí 16 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng
áp suất thay đổi B vì vậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi B được giữ ổn định. Kết
quả là có sự chênh áp không đổi giữa buồng áp suất không đổi A và và buồng áp suất
thay đổi B. Vì vậy màng trợ lực 4 không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện
tại.
* Trạng thái trợ lực tối đa:

Hình 2.10 Trạng thái trợ lực tối đa.
Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí 16 sẽ tách hoàn toàn ra khỏi van
điều khiển 15. Trong điều kiện này, buồng áp suất thay đổi B được điền đầy không khí và
sự chênh áp giữu buồng áp suất không đổi A và buồng áp suất thay đổi B đạt mức cực
đại. Vì vậy tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụng lên màng trợ lực

Lớp:65DLOT21

22

SV: Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD:Đào Văn Toàn

Ngay cả khi tác dụng thêm lực lên bàn đạp phanh thì mức độ trợ lực tác dụng lên
piston vẫn không đổi và lực tác dụng thêm này sẽ được truyền qua cần đẩy trợ lực đến xy
lanh chính.
* Trạng thái nhả phanh:

Hình 2.11 Trạng thái nhả phanh.
Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển 13 và van khí 16 bị đẩy sang phải nhờ lò
xo hồi van khí 9 và phản lực của piston xy lanh phanh chính 21. Nó làm cho van khí 16
vẫn tiếp xúc với van điều khiển 15, đóng đường thông giữa khí trời với buồng áp suất
thay đổi B. Cũng lúc đó van khí 16 cũng nén lò xo van điều khiển 11 lại vì vậy van điều
khiển 15 bị tách ra khỏi van chân không làm thông buồng A với buồng B thông qua rãnh
E và K.
*Khi không có chân không:
Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ
không có sự chênh áp giữ buồng áp suất thay đổi B và buồng áp suất không đổi A (cả hai
buồng đều điền đầy không khí). Khi trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động, piston
(màng trợ lực 4) bị đẩy sang phải nhờ lò xo màng 3.
Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển 13 và bị đẩy sang trái và đẩy vào van
khí 16 và cần đẩy trợ lực. Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền đến piston xy lanh
phanh chính 21 để tạo ra lực phanh. Cùng lúc đó, van khí 16 đẩy vào tấm chặn van 17
(được lắp trong thân van). Vì vậy, piston (màng trợ lực 4) cũng thắng được sức cản của
lò xo màng 3 để dịch chuyển sang trái.

Như vậy phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợ
lực phanh. Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên chân phanh cảm thấy nặng.
* Ưu điểm của trợ lực chân không là khả năng dùng nó như một cụm phụ cùng với
việc sử dụng những bộ phận thông thường của dẫn động thủy lực.

Lớp:65DLOT21

23

SV: Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD:Đào Văn Toàn

* Nhược điểm là kết cấu phức tạp không gọn.
c Xi lanh công tác :
Cụm xi lanh công tác bao gồm : xi lanh được chế tạo liền khối với giá đỡ hoặc chế tạo
rời , pittông ,vòng cao su làm kín, vòng chắn bụi.
Dầu phanh được cấp vào xi lanh nhờ đường dầu khoan trên vỏ đồng thời có lỗ xả
không khí cho xi lanh. Khi phanh chất lỏng đẩy pittông ra phía ngoài tạo lên lực ép lên
các tấm má phanh. Khi thôi phanh do khe hở cho phép của các ổ bi bánh xe tạo nên rung
lắc đĩa phanh theo phương dọc trục, đẩy tấm ma sát và pittông chuyển động ngược lại.
Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh rất nhỏ ( 0,05 đến 0,1 mm).
1.1.2. Phân tích đặc điểm cơ cấu phanh xe
a Cơ cấu phanh bánh trước :
Cơ cấu phanh bánh trước ô tô Toyota RAV4 ơ cấu phanh đĩa có giá di động có khả năng
điều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín.Trong kiểu này ,xi lanh công
tác được lắp đặt di động trên một hoặc hai chốt dẫn hướng có bạc lót bằng cao su ,nhờ

vậy cơ cấu xi lanh còn có thể dịch chuyển sang hai bên . Gía đỡ xilanh chạy trên bulông,
qua bạc, ống trượt. Bạc và ống trượt được bôi trơn bằng một lớp mỡ mỏng và được bảo
vệ bằng các chụp cao su che bụi. Trên giá sử dụng hai bulông giá trượt đảm bảo khả năng
dẫn hướng của giá đỡ xilanh. Pittông lắp trong giá đỡ xilanh và có một lỗ dẫn dầu, một lỗ
xả không khí. Vòng khóa có tác dụng hạn chấ dịch chuyển của pittông và giữ vông che
chắn bụi cho xilanh và pittông. Vòng làm kín vừa làm chức năng bao kín và biến dạng để
tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh. Gía đỡ má phanh ôm ngoài giá đỡ
xilanh và được giữ bằng ốc bắt giá. Các tấm má phanh bắt trên giá nhờ rãnh, tấm định vị
các vòng khóa, và lò xo khóa. Chiều dày tấm má phanh 9- 12mm .Má phanh co rãnh
hướng tâm làm mát bề mặt ma sát khi phanh. Trên má phanh có vòng lo xo báo chiều dày
má phanh. Khi má phanh mòn ,đầu vong lo xo chạm vào đĩa phanh làm xuất hiện tia lửa
báo cho người sử dụng biết để thay thế kịp thời. Đĩa phanh bắt với moay ơ nhờ bulông
bánh xe.

Lớp:65DLOT21

24

SV: Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD:Đào Văn Toàn

Hình 2.12 Sơ
đồ cấu tạo
Giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố
định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một
pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.

Hình 2.13 đồ nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh đĩa
Hoạt động :

Lớp:65DLOT21

25

SV: Phạm Văn Trung