KHẢO sát và TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM hệ THỐNG PHANH XE MITSUBISHI GRANDIS

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................. 1
MỞ ĐẦU.......................................................................... 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI......................................................................................................................................1
1.1.1. Công dụng............................................................................................................................................3
1.1.2. Yêu cầu.................................................................................................................................................3
1.1.3. Phân loại...............................................................................................................................................5
1.2.2. Dẫn động phanh..................................................................................................................................16

.................................................................................................. 20
............................................................................................................................. 27
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC :.................................................................................... 27
1.3.1. Thông số kỹ thuật ..............................................................................................................................29
1.3.2. Động cơ lắp trên xe............................................................................................................................30
1.3.3. Giới thiệu chung về hệ thống phanh...................................................................................................33
1.3.4. Giới thiệu chung về hệ thống lái........................................................................................................34
1.3.5. Giới thiệu chung về hệ thống treo......................................................................................................36
1.3.6. Giới thiệu chung về hệ thống truyền lực............................................................................................38

1.3.6.2. CÁC ĐĂNG ............................................................................................ 39
CHƯƠNG 2.......................................................................................................... 40
KHẢO SÁT, TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE MITSUBISHI
GRANDIS............................................................................................................. 40
2.1. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH.................................................40
2.1.1. Sơ đồ cấu tạo......................................................................................................................................40
2.2.2. Dẫn động phanh..................................................................................................................................46
2.3.1. Sơ lược về ABS..................................................................................................................................54

2.3.2. Sơ đồ của hệ thống ABS trên xe MITSUBISHI GRANDIS..............................................................62
2.3.3. Nguyên lý làm việc.............................................................................................................................62
2.4. BỘ PHÂN PHỐI LỰC PHANH ĐIỆN TỬ ...............................................................................................67


2.5. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE MITSUBISHI GRANDIS.......................68
2.5.1. Xác định momen yêu cầu ..................................................................................................................68
2.5.4. Tính toán các chỉ tiêu phanh...............................................................................................................77


DANH MỤC BẢNG
BẢNG 3.1: CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA XE MITSUBISHI
GRANDIS ............................................................................................................ 29
BẢNG 4.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM KHI PHANH ÔTÔ DU LỊCH CÓ TRANG BỊ
ABS..................................................................................................................... 60
BẢNG 3.1. MÃ CHUẨN ĐOÁN 1.........................................................................89
BẢNG 3.2: MÃ CHUẨN ĐOÁN 2 ........................................................................ 93


DANH MỤC HÌNH VẼ

HÌNH 1.1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CÁC LOẠI PHANH CHÍNH.................................6
HÌNH 1.2: SƠ ĐỒ CÁC CƠ CẤU PHANH THÔNG DỤNG ..................................9
LOẠI TRỐNG GUỐC VÀLỰC TÁC DỤNG............................................................9
HÌNH 1.3: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA PHANH ĐĨA..............................................13
HÌNH1.4: SƠ ĐỒ CÁC LẠO PHANH DẢI............................................................16
HÌNH1.5: CÁC SƠ ĐỒ PHÂN DÒNG DẪN ĐỘNG PHANH THUỶ LỰC.............18
HÌNH 1.6: DẪN ĐỘNG PHANH THUỶ LỰC TÁC ĐỘNG TRỰC TIẾP................20
............................................................................................................. 21
HÌNH 1.7: DẪN ĐỘNG PHANH THUỶ LỰC TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG..............21

HÌNH 1.8: DẪN ĐỘNG PHANH THUỶ LỰC TRỢ LỰC KHÍ NÉN.......................23
HÌNH 1.9: DẪN ĐỘNG PHANH THỦY LỰC DÙNG BƠM VÀ CÁC TÍCH NĂNG
............................................................................................................................. 25
HÌNH 1.10: SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG ÔTÔ ĐƠN KHÔNG KÉO MOÓC......................27
HÌNH 1.1 : SƠ ĐỒ TỔNG THỂ XE MITSUBISHI GRANDIS................................29
HÌNH 1.12: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG LÀM MÁT ...................................33
HÌNH1.13: SƠ ĐỒ LẮP CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG-THANH RĂNG..................35
HÌNH 1.14: CƠ CẤU LÁI BÁNH RĂNG – THANH RĂNG...................................35
HÌNH 1.15: HỆ THỐNG TREO TRƯỚC...............................................................36
1- LÒ XO; 2- GIẢM CHẤN; 3- CẦU TRƯỚC; 4- LỐP XE....................................36


HÌNH 1.16: HỆ THỐNG TREO SAU....................................................................37
HÌNH 1.17: CẤU TẠO HỘP SỐ TỰ ĐỘNG..........................................................39
HÌNH 2.1. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG PHANH CHÍNH XE MITSUBISHI GRANDIS.......40
HÌNH 2.2.CƠ CẤU PHANH TRƯỚC...................................................................44
1- MÁ KẸP; 2- PISTON; 3- CHỐT DẪN HƯỚNG;...............................................44
4- ĐĨA PHANH; 5- MÁ PHANH........................................................................... 44
HÌNH 2.3. CƠ CẤU PHANH SAU........................................................................46
1- MÁ KẸP; 2- PISTON; 3- CHỐT DẪN HƯỚNG; ..............................................46
4- ĐĨA PHANH; 5- MÁ PHANH............................................................................ 46
HÌNH 2.4. XY LANH CHÍNH TRÊN XE MITSUBISHI GRANDIS.........................47
HÌNH 2.5: BỘ CHIA............................................................................................. 48
HÌNH 2.6: BƠM CHÂN KHÔNG..........................................................................50
HÌNH 2.7: VAN HẠN CHẾ.................................................................................... 51
HÌNH2.8: BẦU TRỢ LỰC.................................................................................... 52
HÌNH 2.9: SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ BÁM DỌC ΦX VÀ HỆ SỐ BÁM NGANG ΦY .55
THEO ĐỘ TRƯỢT TƯƠNG ĐỐI Λ CỦA BÁNH XE............................................55
HÌNH 2.10: QUÁ TRÌNH PHANH CÓ VÀ KHÔNG CÓ .......................................56
ABS TRÊN ĐỌC ĐƯỜNG CONG........................................................................ 56

HÌNH 2.11: SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CỦA HỆ THỐNG CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH
XE........................................................................................................................ 57
HÌNH 2.12: CÁC LỰC VÀ MÔMEN TÁC DỤNG LÊN BÁNH XE KHI PHANH. . .58


HÌNH 2.13: SỰ THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ KHI PHANH CÓ ABS...................59
HÌNH 2.14: SỰ THAY ĐỔI ÁP SUẤT TRONG DẪN ĐỘNG (A) VÀ.....................60
GIA TỐC CHẬM DẦN CỦA BÁNH XE(B) KHI PHANH CÓ ABS........................60
HÌNH 2.15: QUÁ TRÌNH PHANH ĐIỂN HÌNH TRÊN MẶT ĐƯỜNG TRƠN.........61
CỦA Ô TÔ CÓ TRANG BỊ ABS.......................................................................... 61
HÌNH 2.16: QUÁ TRÌNH PHANH ĐIỂN HÌNH CỦA Ô TÔ CÓ TRANG BỊ ABS . 61
HÌNH 2.17: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ABS TRÊN XE MITSUBISHI GRANDIS............62
1. CỤM THUỶ LỰC+MÁY; 2. ĐƯỜNG DẦU TỪ XI LANH CHÍNH; ....................62
3. ĐÈN BÁO ABS; 4. ĐĨA PHANH; 5. MÁ KẸP; 6. ĐÈN BÁO DỪNG; ..............62
7. CẢM BIẾN TỐC ĐỘ BÁNH; 8. VÒNG RĂNG..................................................62
HÌNH 2.18: KHI PHANH BÌNH THƯỜNG............................................................63
1. TỔNG PHANH; 2. ỐNG DẪN DẦU; 3. VAN ĐIỆN; 4.CUỘN DÂY; .................63
5. VAN ĐIỆN; 6. BƠM DẦU; 7. VAN ĐIỆN; 8. BÌNH CHỨA DẦU; 9. CƠ CẤU
PHANH; 10. CẢM BIẾN TỐC ĐỘ; 11. RÔTO CẢM BIẾN; 12. NGUỒN ĐIỆN;....63
13. VAN NẠP; 14. VAN XẢ; 15. KHỐI ECU........................................................63
HINH 2.19: GIAI ĐOẠN DUY TRÌ( GIỮ)ÁP XUẤT...............................................64
1- TỔNG PHANH; 2- ỐNG DẪN DẦU; 3- VAN ĐIỆN; 4- CUỘN DÂY; ...............64
5- VAN ĐIỆN; 6- BƠM DẦU; 7- VAN ĐIỆN; 8- BÌNH CHỨA DẦU; 9- CƠ CẤU
PHANH; 10- CẢM BIẾN TỐC ĐỘ; 11- RÔTO CẢM BIẾN; 12- NGUỒN ĐIỆN;...64
13- VAN NẠP; 14- VAN XẢ; 15- KHỐI ECU........................................................64
HÌNH 2.20: GIAI ĐOẠN GIẢM ÁP.......................................................................65
1- TỔNG PHANH; 2- ỐNG DẪN DẦU; 3- VAN ĐIỆN; 4- CUỘN DÂY; ...............65


5- VAN ĐIỆN; 6- BƠM DẦU; 7- VAN ĐIỆN; 8- BÌNH CHỨA DẦU; ....................65

9- CƠ CẤU PHANH; 10- CẢM BIẾN TỐC ĐỘ; 11- RÔTO CẢM BIẾN; ..............65
12- NGUỒN ĐIỆN;13- VAN NẠP; 14- VAN XẢ; 15- KHỐI ECU..........................65
......................................................................................................................... 66
HÌNH 2.21: GIAI ĐOẠN TĂNG ÁP....................................................................... 66
1- TỔNG PHANH; 2- ỐNG DẪN DẦU; 3- VAN ĐIỆN; 4- CUỘN DÂY; ..............66
5- VAN ĐIỆN; 6- BƠM DẦU; 7- VAN ĐIỆN; 8- BÌNH CHỨA DẦU; ....................66
9- CƠ CẤU PHANH; 10- CẢM BIẾN TỐC ĐỘ; 11- RÔTO CẢM BIẾN; ..............66
12- NGUỒN ĐIỆN;13- VAN NẠP; 14- VAN XẢ; 15- KHỐI ECU..........................66
HÌNH 2.22: SƠ ĐỒ LỰC TÁC DỤNG LÊN ÔTÔ KHI PHANH.............................68
HÌNH 2.23: ÐỒ THỊ QUAN HỆ MÔMEN PHANH CỦA ......................................71
XE MITSUBISHI GRANDIS.................................................................................71
HÌNH 2.24: SƠ ĐỒ ĐỂ TÍNH TOÁN BÁN KÍNH TRUNG BÌNH CỦA ĐĨA MA SÁT
............................................................................................................................. 72
HÌNH 2.25: SƠ ĐỒ ĐỂ TÍNH TOÁN BÁN KÍNH..................................................74
TRUNG BÌNH CỦA ĐĨA MA SÁT.......................................................................74
HÌNH 2.26: GIẢN ĐỒ PHANH.............................................................................. 77
HÌNH 3.1: ĐÈN BÁO ABS................................................................................... 88
HÌNH 3.2: GIẮC KIỂM TRA................................................................................. 89


1

MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành
phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành
kinh tế quốc dân, đồng thời đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở
các nước có nền kinh tế phát triển. Ở nước ta, số ô tô tư nhân cũng đang phát
triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên
đường ngày càng cao.

Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày
càng cao nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết luôn
phải quan tâm.
Ðể giải quyết vấn đề này trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý
hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh. Từ đó tạo tiền
đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng
tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với
mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô
tô. Với lý do nêu trên em chọn đề tài “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM
NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE MITSUBISHI GRANDIS”.
2. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Hệ thống phanh xe MITSUBISHI GRANDIS 2.4 MIVEC là hệ thống
phanh dẫn động thủy lực có sửa dụng ABS. Trong đề tài này tập trung vào
vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống
phanh, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh. Từ đó xác định momen phanh
mà cơ cấu phanh có thể sinh ra. Ngoài ra còn tìm hiểu về các hư hỏng,
phương pháp sửa chữa.


2

3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Đề tài đề cập đến một số nội dung sau:
- Nghiên cứu tổng quan về hệ thống phanh trên xe ô tô và các hệ
thống trên xe MITSUBISHI GRANDIS.
- Khảo sát, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe MITSUBISHI
GRANDIS.
- Hư hỏng và biện pháp sửa chữa hệ thống phanh xe MITSUBISHI
GRANDIS.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, bao gồm nghiên cứu lý thuyết về
cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên xe MITSUBISHI
GRANDIS 2.4 MIVEC. Tiến hành thí nghiệm tính toán kiểm nghiệm hệ
thống phanh xe để xá định momen phanh mà cơ cấu phanh có thể sinh ra, xác
định lực tác dụng lên bàn đạp phanh từ đó đưa ra các chỉ tiêu phanh, các hư
hỏng có thế xảy ra và biện pháp khắc phục.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ
VÀ GIỚI THIỆU XE MITSUBISHI GRANDIS
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
giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chổ trên các mặt đường dốc nghiêng hay
trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy hệ thống phanh là hệ thống đặc biêt quan trọng.
Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc.
Nhờ đó mới có khả năng phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và
khả năng vận chuyển của ô tô.
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 hóa.

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết trong thời gian không
hạn chế.
- Ðảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô - máy kéo khi phanh.
- Không có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng
đứng và khi quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọi
điều kiện sử dụng.


4

- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp
hay đòn điều khiển phải nhỏ.
* Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường
hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng có tối thiểu ba loại phanh là :
+ Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng
thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điền khiển bằng
bàn đạp nên còn gọi là phanh chân.
+ Phanh dự trữ: Dùng để phanh ô tô - máy kéo trong trường hợp
phanh chính bị hỏng.
+ Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ ô tô - máy
kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường
được điều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay.
+ Phanh chậm dần: Trên các ô tô - máy kéo tải trọng lớn như xe
tải có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng toàn lớn
hơn 5 tấn hoặc xe làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động
xuống các dốc dài, còn phải có phanh thứ tư là phanh chậm dần. Phanh chậm
dần được dùng để phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô - máy kéo không tăng
quá giới hạn cho phép khi xuống dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.

Các loại phanh dừng trên có thể có bộ phận chung và kiêm nghiệm
chức năng của nhau. Nhưng phải có ít nhất là hai bộ điều khiển và dẫn động
độc lập.
* Ðể có hiệu quả phanh cao thì phải yêu cầu:
+ Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
+ Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận
dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh.


5

+ Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng bộ phận trợ lực hay
dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các
xe có trọng lượng toàn bộ lớn.
* Ðể quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác điều khiển
được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ
thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra
ở bánh xe, đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh.
* Ðể đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô - máy kéo khi phanh,
sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các
điều kiện sau:
- Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp
tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu
phải bằng nhau. Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực
phanh lớn nhất.
- Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi
phanh. Vì khi phanh: Các bánh xe trước trượt trước thì xe sẽ bị trượt ngang,
mất tính điều khiển. Các bánh xe sau trượt trước xe sẽ bị quay đầu, mất tính
ổn định. Ngoài ra các bánh xe bị trượt sẽ gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh

do giảm hệ số bám.
* Ðể đảm bảo các yêu cầu này, trên ô tô - máy kéo hiện đại, người ta sử
dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe
(Antilock Braking System - ABS ).
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.


6

Tùy theo tính chất điều khiển mà chia ra:
Phanh chân
Phanh tay
Tùy theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống
truyền lực mà chia ra:
Phanh bánh xe.
Phanh truyền lực.
Theo bộ phận tiến hành phanh, cơ cấu phanh còn chia ra:
Phanh đĩa : theo số lượng đĩa quay còn chia ra:
Một đĩa quay
Nhiều đĩa quay
Phanh trống - guốc: theo đặc tính cân bằng thì được chia ra:
Phanh cân bằng
Phanh không cân bằng
Phanh dải.

a)

b)

c)

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.
a- Phanh trống –guốc: b- Phanh đĩa: c – Phanh dải
Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính
a- Phanh trống- guốc; b- Phanh đĩa; c- Phanh dải.


7

Theo đặc điểm hình thức dẫn động, truyền động phanh thì chia ra
Phanh cơ khí
Phanh thủy lực ( phanh dầu )
Phanh khí nén ( phanh hơi )
Phanh điện từ
Phanh liên hợp
Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh
chân ở một số ô tô trước đây. Nhược điểm của loại phanh này là đối với
phanh chân, lực tác động lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điều
khiển nặng nề, nên hiện nay ít sử dụng. Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử
dụng khi ô tô dừng hẳn và hổ trợ cho phanh chân khi phanh gấp và thật cần
thiết, nên hiện nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trên ô tô.
Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến trên ô tô du
lịch và xe ô tô tải trọng nhỏ.
Phanh truyền động bằng khí nén thì được dùng trên ô tô tải trọng lớn và
ô tô hành khách. Ngoài ra nó còn dùng trên ô tô vận tải tải trọng trung bình có
động cơ diesel cũng như trên các ô tô kéo đoàn xe.
Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên các đoàn ô tô, ô tô kéo

nhiều rơmoóc.
Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và
đoàn ô tô có tải trọng lớn và rất lớn.
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ
1.2.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên
lý ma sát. Trong quá trình phanh động nàng của ôtô- máy kéo được biến thành
nhiệt nàng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài.


8

Kết cấu của cơ cấu phanh bao giờ cũng có hai phần chính là: Các phần tử
ma sát và cơ cấu ép.
Ngoài ra cơ cấu phanh còn có một số bộ phận khác như: Bộ phận điều
chỉnh khe hở giữa các bề màt ma sát, bộ phận để xả khí đối với dẫn động thủy
lực.
Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống - guốc, đĩa hay
dải. Mỗi dạng có một đàc điểm riêng biệt.
1.2.1.1. Loại trống-guốc
Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:
- Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe.
- Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má
phanh).
- Mâm phanh: Là một đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp đặt và
định vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh.
- Cơ cấu ép: Khi phanh cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn
động, sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống
phanh, tạo ra lực ma sát để phanh bánh xe lại.
- Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má

phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,2÷0,4)mm để cho
phanh nhả được hoàn toàn. Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài
mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần
thiết hay lượng tiêu thụ không khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng... Để
tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má
phanh và trống phanh.
Có hai phương pháp để điều chỉnh: Bình thường bằng tay và tự động.


9

* Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:
P2
fN2

a

rt

N2
fN1

c

c

fN1
e

e

e

e
b)

a)
e

P

N1

N1

rt

fN1

r

a

fN1

c

P
N1

rt

N1

N2

P2
fN2

t

P

fN1

a

N1

P

fN1

a

N1

P1

a

P1

e
c)

d)

P1

P2
fN2

a

rt

N1

N2
c

fN1
e

e
e)

Hình 1.2: Sơ đồ các cơ cấu phanh thông dụng
loại trống guốc vàlực tác dụng

a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xi lanh thủy lực; c- Hai xi lanh ép, guốc
phanh một bậc tự do; d- Hai xi lanh ép, guốc phanh hai bậc tự do;
e- Cơ cấu phanh tự cường hóa.
Các sơ đồ này khác nhau ở chỗ:
- Dạng và số lượng cơ cấu ép.
- Số bậc tự do của các guốc phanh.


10

- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu
ép và do vậy khác nhau ở:
- Hiệu quả làm việc.
- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc.
- Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe.
- Mức độ phức tạp của kết cấu.
Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng
nhất là các sơ đồ trên hình1. 2a và 1.2b. Tức là sơ đồ với guốc phanh một bậc
tự do, quay quanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép. Sau đó
đến các sơ đồ trên hình 1.2c và 1.2d.
Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung,
người ta sử dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh
là: Tính thuận nghịch (đảo chiều), tính cân bằng và hệ số hiệu quả.
Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen
phanh do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức là chiều
chuyển động của ôtô, máy kéo.
Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực
từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ
tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe.
Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra

và tích của lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (quy ước là mômen
của lực dẫn động).
Sơ đồ tác dụng lên guốc phanh trên hình 1.2 là sơ đồ biểu diễn đã được
đơn giản hóa nhờ các giả thiết sau:
- Các má phanh được bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu.
- Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở
giữa vòng cung của má phanh trên bán kính rt.


11

Từ sơ đồ ta thấy rằng:
- Lực ma sát tác dụng lên guốc trước (tính theo chiều chuyển động của
xe) có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động ép guốc phanh vào trống phanh,
nên các guốc này gọi là guốc tự siết.
- Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các
guốc này được gọi là guốc tự tách. Hiện tượng tự siết, tự tách này là một đặc
điểm đặt trưng của cơ cấu phanh trống –guốc.
Sơ đồ hình 1.2a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng. Vì thế
độ dịch chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau. Và bởi vậy áp lực tác dụng
lên các guốc và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:
N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 = Mp
Do hiện tượng tự siết nên khi N1 = N2 thç P1< P2. Đây là cơ cấu vừa
thuận nghịch vừa cân bằng. Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén
nên thích hợp cho các ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn.
Sơ đồ trên hình1.2b dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động của hai
guốc bằng nhau P1 = P2 = P. Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N 1 > N2
và Mp1 > Mp2. Cuîng do N1 > N2 nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc
trước lớn hơn guốc sau, làm cho các guốc mòn không đều. Để khắc phục hiện
tượng đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài

hơn hoặc dùng xylanh ép có đường kính làm việc khác nhau: Phía trước tự
siết có đường kính nhỏ hơn.
Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân
bằng. Nó thường sử dụng trên các ôtô tải cở nhỏ và vừa hoặc các bánh sau
của ôtô du lịch.
Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ số hiệu quả của sơ đồ hình 1.2a:
Khq = ΣMp/(P1+ P2).rt = 100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh
dùng cơ cấu ép thủy lực hình 1.2b sẽ là 116% ÷122%, khi có cùng kích thước
chính và hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh: f = 0,30 ÷ 0,33.


12

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu
phanh với hai xylanh làm việc riêng rẽ. Mỗi guốc phanh quay quanh một
điểm cố định bố trí khác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự
siết hình1.2c. Hiệu quả phanh trong trường hợp này có thể tăng được 1,6 ÷1,8
lần so với cách bố trí bình thường. Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh
sẽ thấp, tức là cơ cấu phanh không có tính thuận nghịch.
Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thường đặt ở các bánh sau,
cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết P pt > Pps
trong khi nhiều chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước. Vì thế
nó thường được sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ.
Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người
ta dùng cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 1.2d.
Các guốc phanh của sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cố
định. Cơ cấu ép gồm hai xylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và
dưới của các guốc phanh. Với kết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết
dù cho trống phanh quay theo chiều nào. Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết
cấu phức tạp.

Để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu
phanh tự cường hóa. Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi
dụng lực ma sát giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa - tăng lực ép,
tăng hiệu quả phanh cho má kia.
Cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số có thể
đạt đến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép. Nhưng mômen
phanh kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không
êm nên ít được sử dụng.


13

1.2.1.2. Loại đĩa
Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch.
Phanh đĩa có các loại: Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa
quay và vòng ma sát quay.
Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rảnh thông gió, đĩa một lớp kim loại
hay ghép hai kim loại khác nhau.
R’C
Va
2fN

PB

θ

R’C
PB
θ

RX

RZ
a)

RX

2fN

RZ
b)

Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa.
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa
Phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau:
- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều
và ít phải điều chỉnh.
- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở.
- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ (0,05÷0,15)mm nên rất nhạy,
giảm được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động.
- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng, nên cho phép tăng giá
trị của chúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều
kiện biến dạng của kết cấu. Vì thế phanh đĩa có kết cấu nhỏ gọn và dễ bố trí


14

trong bánh xe.
- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn.
- Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với dạng đĩa quay.

Tuy vậy phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:
- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín.
- Các đĩa phanh loại hở dễ bị ôxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh.
- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước.
-Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động,
nên khi động cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn động thấp và khó
sử dụng chúng để kết hợp làm phanh dừng.
1.2.1.3. Loại dải
Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích. Vì nó dùng
phối hợp với ly hợp chuyển hướng tạo được một kết nối rất đơn giản và gọn.
Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương pháp nối đầu dải phanh và
do đó khác nhau ở hiệu quả phanh.
Phanh dải đơn giản không tự siết: Khi tác dụng lực, cả hai đầu dải
phanh được rút lên siết vào trống phanh. Ưu điểm của loại này là phanh êm
dịu, hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay. Nhược điểm là hiệu quả
phanh không cao.
Phanh dải đơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một đầu được nối cố định
nên hiệu quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần.
Tuy vậy khi phanh thường dễ bị giật, không êm.
Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào
thì hiệu quả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết.
Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự
siết, nhưng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay.
Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểm là áp suất trên bề
mặt ma sát phân bố không đều. Nên má phanh mòn không đều và tải trọng


15

hướng kính tác dụng lên trục lớn

16

p
l

a
S2

S2

p
b
S1

ω

R

l
S1

q

S2

α

l

S3

ω

S1

q

R

b)
p

a
S3

S2

α

a)

p

a

b
S1
S1

ω
R

α1

α2

c)

S2
q

S1

ω
R

S2

α

d)

Hình1.4: Sơ đồ các lạo phanh dải
a- Phanh dải đơn giản không tự siết; b- Phanh dải tự siết một chiều;
c- Phanh dải loại kép; d- Phanh dải loại bơi
1.2.2. Dẫn động phanh
Dẫn động phanh là một hệ thống dùng để điều khiển cơ cấu phanh.
Dẫn động phanh thường dùng hiện nay có ba loại chính: cơ khí, chất

17

lỏng thủy lực và khí nén. Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh
dừng vì hiệu suất thấp và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe. Nên đối
với hệ thống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động
là: thủy lực và khí nén.
Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiển phanh cũng như
hành trình bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở momen phanh cần
sinh ra và các thông số dẫn động phanh.
1.2.2.1. Dẫn động thủy lực
Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho xe ô tô du lịch, ô
tô vận tải có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm chủ yếu sau: xylanh
phanh chính, bộ trợ lực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe...
Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm là :
Ðộ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ.
Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong
dòng dẫn động chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh.
Hiệu suất cao.
Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp.
Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần
thay đổi cơ cấu phanh.
Nhược điểm của dẫn động thủy lực:
Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng
dẫn động không làm việc được.
Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các
bộ phận trợ lực để giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp.
Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độ nhớt tăng.
* Các loại sơ đồ phân dòng dẫn động

Theo hình thức dẫn động phanh thủy lực có thể chia làm hai loại:


18

Truyền động phanh một dòng: Truyền động phanh một dòng được sử
dụng rộng rãi trên một số ô tô trước đây vì kết cấu của nó đơn giản.
Truyền động phanh nhiều dòng: Dẫn động hệ thống phanh làm việc nhằm
mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít nhất hai dòng dẫn động độc lập có cơ
cấu điều khiển chung là bàn đạp phanh. Trong trường hợp một dòng bị hỏng
thì các dòng còn lại vẫn phanh được ô tô - máy kéo với một hiệu quả phanh
nào đó.
Hiện nay phỗ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng trên
hình 2.

a)

d)

b)

c)

e)

Hình1.5: Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực
Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng. Vì vậy, khi chọn sơ đồ
phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính :
Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng.
Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép.

Mức độ phức tạp của dòng dẫn động.
Thường sử dụng nhiều nhất là sơ đồ hình 1.5a, sơ đồ phân dòng theo
yêu cầu. Ðây là sơ đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều
khi hỏng dòng phanh cầu trước.