thiết kế hệ thống phanh ABS bus ( kèm bản vẽ )

Lời nói đầu
Ngày nay không nằm ngoài xu thế của các quốc gia trên
thế giới Việt Nam cũng đang hội nhập mạnh mẽ với mục đích
phát triển kinh tế với bằng chứng cụ thể là việc ra nhập WTO
năm vừa qua. Và thực tế trong vài năm trở lại đây kinh tế
Việt Nam đã có nhừng bớc nhẩy vọt với GDP hàng năm tăng từ
7-8%. Với tốc độ phát triển nh vậy nhu cầu vận chuyển hàng
hoá, đi lại của con ngời là rất lớn. Chính vì vậy mà giao thông
vận tải rất đợc chính phủ quan tâm phát triển với nhiều
tuyến đờng cao tốc đợc mở ra, nh vậy có thể nói rằng mạng
lới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc
gia muốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lới giao
thông vận tải. Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta
ngành giao thông đờng bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn
lợng hàng và ngời đợc vận chuyển trong nội địa bằng ôtô.
Tuy kinh tế có phát triển nhng thu nhập của ngời dân vẫn còn
thấp, cộng với sự cha đáp ứng đợc của ngành giao thông so với
nhu cầu đi lại rất lớn của con ngời do đó mà việc đi lại bằng
xe t nhân vẫn ít so với dân số của nớc ta, vì vậy mà hiện
nay chúng ta chủ yếu đi lại bằng xe công cộng đặc biệt là
xe buýt chạy đờng dài liên tỉnh.
Bên cạnh những mặt tích cực to lớn của ô tô đối với đời
sống con ngời thì còn tồn tại những vấn đề đáng lo ngại mà
ô tô gây ra nh ô nhiễm môi trờng và đặc biệt là tai nạn giao
thông gây thiệt hại tài sản cũng nh tính mạng con ngời. Theo
thống kê thì trong tai nạn giao thông đờng bộ có 10 - 15%
do h hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật. Trong nguyên


nhân do h hỏng máy móc, trục trặc về kĩ thuật thì tỷ lệ tai
nạn do các cụm của ôtô gây nên đợc thống kê nh sau:

Phanh chân

52,2 ữ 74,4 %
Phanh tay

4,9 ữ 16,1 %

Lái

4,9 ữ 19,2 %

ánh sáng

2,3 ữ 8,7 %

Bánh xe

2,5 ữ 10 %

Các h hỏng khác

2 ữ 18,2 %

Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống
phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kĩ thuật gây
nên. Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng đợc cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ
thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Với ô tô buýt lớn vận tải đờng dài thì hệ thống phanh cần
đợc đặc biệt quan tâm bởi lí do thứ nhất là tính chất vận
chuyển con ngời cần có độ an toàn cao để có thể đảm bảo

cho hành khách, thứ hai là do xe có tải trọng lớn (quán tính lớn)
nên rất khó điều khiển đặc biệt khi chạy đờng dài ngời lái
xe dễ mệt mỏi dẫn đến phản xạ kém làm mất an toàn cho
ngời đi đờng cũng nh hành khách trên xe. Vì vậy khi thiết
kế hệ thống phanh cho xe loại này cần quan tâm đến tính
ổn định của hệ thống phanh.
Trên cơ sở đó em đã đợc giao đề tài:
Thiết kế hệ thống phanh cho ô tô buýt tiêu chuẩn 38-44
chỗ ngồi, chạy đờng dài có ABS
Nhận thức đợc tầm quan trọng của hệ thống phanh đặc
biệt đối với xe buýt chở khách đờng dài, với nhiệm vụ đợc
giao em đã tiến hành thực hiện các nội dung sau: Lựa chọn


và tính toán cơ cấu phanh, dẫn động phanh từ đó lựa chọn
ra sơ đồ có bố trí ABS cần thiết kế. Phân tích sự làm việc
của hệ thống ABS và cuối cùng là thiết kế quy trình công
nghệ gia công cho một chi tiết.
Đề tài đợc tiến hành tại bộ môn Ô tô trờng Đại học Bách
Khoa Hà Nội. Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗ
lực của bản thân em cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy
giáo hớng dẫn em đã hoàn thành công việc yêu cầu của đồ án
tốt nghiệp. Tuy nhiên với kiến thức và kinh nghiêm còn hạn chế
nên đồ án còn nhiều thiếu sót, em mong đợc các thày chỉ
bảo thêm.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Khắc
Trai và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hớng dẫn tận tình
và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình!
Hà nội ngày 31 tháng

05 năm 2008
Sinh viên thực hiện:

Hà Nh Thơ

Đặt vấn đề:
Ô tô nói chung là phơng tiện giao thông vận tải đờng bộ có
khả năng vận tải hàng hoá, hành khách phục vụ mục đích
phát triển kinh tế xã hội, quân sự. Hiện nay ô tô rất đa dạng
về chủng loại cũng nh kết cấu.
Ô tô buýt là phơng tiện vận tải có động cơ đợc dùng với
mục đích chuyên chở hành khách, và hành lý của họ, số lợng
chỗ nhiều hơn 9. Tuỳ vào mục đích sử dụng mà ô tô buýt đợc chia làm ô tô buýt loại nhỏ, ô tô buýt tiêu chuẩn, ô tô buýt
hai tầng, hai thân.


Theo yêu cầu thiết kế loại ô tô buýt tiêu chuẩn là ô tô dùng
để vận tải hành khách trong thành phố với khoảng cách vận
chuyển ngắn ( chiều cao sàn xe thấp ) hay liên tỉnh, đờng
dài, du lịch chuyên dụng ( chiều cao sàn xe cao ). Phần lớn ô
tô buýt loại này bố trí động cơ nằm phía sau, có kích thớc
chiều dài từ 9-12(m). Xe có 38-44 chỗ ngồi là xe loại vừa có
chiều dài< 12m, khối lợng toàn bộ<17,5 tấn. Tuỳ thuộc chức
năng, tính chất vận tải hành khách mà ngời ta bố trí từ 1
đến 3 cửa lên xuống với mức độ rộng hẹp khác nhau và bố
trí ghế ngồi cũng khác nhau.
Với chức năng vận chuyển đờng dài nên ngời ta bố trí ghế
ngồi cho hành khách mà không bố trí không gian đứng nh xe
vận chuyển trong thành phố. Và bố trí 2 cửa lên xuống nhỏ.

Ô tô buýt loạ i tiêu chuẩn, vận tải đu'ờng dài

Hệ thống phanh trên ô tô là một trong những hệ thống
đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô, với công dụng chính
nh: Giảm dần tốc độ hoặc dừng hẳn xe lại khi đang chuyển
động, hay có thể giữ cho xe đứng yên trên đờng dốc trong
khoảng thời gian dài mà không cần có sự có mặt của ngời lái
xe.
Ngày nay hầu hết hệ thống phanh trên ô tô đã đợc bố trí
hệ thống ABS.


Hệ thống ABS đợc sử dụng với mục đích nâng cao hiệu quả
phanh cho ô tô trong mọi trờng hợp chuyển động, cụ thể bao
gồm: Rút ngắn quãng đờng phanh v đảm bảo nâng cao
tính ổn định chuyển động của ô tô khi phanh.
Hệ thống ABS đợc gọi theo các chữ viết tắt của tiếng anh
Anti-Lock Brake System và đợc hiểu là thiết bị chống trợt
lết bánh xe khi phanh.
Do đặc điểm của xe thiết kế là xe buýt chở khách nên
đòi hỏi tính an toàn rất cao vì vậy hệ thống phanh kể cả
phanh chân và phanh tay phải đợc thiết kế hoàn thiện nhằm
thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau để đảm bảo an toàn
cao cho hành khách và đồng thời đảm bảo giá thành sản
phẩm hợp lý:
- Đảm bảo hiệu quả phanh cao: Điều khiển theo ý muốn
khi phanh chậm dần hay có quãng đờng phanh ngắn nhất,
gia tốc chậm dần của ô tô cao khi phanh ngặt.
- Quá trình phanh phải êm dịu, sự thay đổi gia tốc
phanh phải đều đặn nhằm đáp ứng tính điều khiển, tính

ổn định của ô tô trong mọi trạng thái hoạt động.
- Điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng
- Hiệu quả phanh ít thay đổi kể cả khi phanh liên tục
nhiều lần.
- Có độ tin cậy cao ngay cả khi có một phần trong hệ
thống bị h hỏng thì hệ thống vẫn có khả năng dừng ô tô.
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao.
- Đảm bảo việc phân bố mômen trên các bánh xe phải
theo quan hệ để tận dụng trọng lợng bám khi phanh ở những
cờng độ khác nhau.


Với xe yêu cầu thiết kế do dẫn động bằng khí nén nên
đòi hỏi phải lựa chọn phơng án hợp lí nhằm khắc phục phần
nào nhợc điểm chậm tác dụng của hệ thống phanh. Và nâng
cao tính ổn định của ô tô khi phanh để có thể nâng cao
tính an toàn cho hành khách.

Chơng I
Lựa chọn phơng án thiết kế
Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống phanh dùng cho ô tô
buýt tiêu chuẩn: 38-44 chỗ ngồi là lựa chọn cơ cấu phanh, dẫn
động phanh, và từ đó chọn sơ đồ bố trí.
Vì vậy ta phải phân tích kết cấu, nguyên lý cũng nh u
điểm, nhợc điểm của các cơ cấu phanh, dẫn động phanh
để từ đó làm cơ sở chọn lựa phơng án hợp lý.
1.lựa chọn cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần
thiết nhằm chuyển động năng của ô tô thành các dạng năng lợng khác( thờng chuyển thành nhiệt) trong quá trình sử dụng
cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của

bánh xe ôtô.
Cơ cấu phanh trên ôtô buýt chủ yếu có hai dạng: dạng
tang trống và dạng đĩa.
Do đặc điểm của xe thiết kế là xe khá lớn với tải trọng
toàn bộ là 13,08 tấn và yêu cầu về độ an toàn cao do đó lựa
chọn cơ cấu phanh phải thoả mãn những yêu cầu cụ sau: Đảm
bảo khả năng tạo ra mômen phanh cao và ổn định trong các


điều kiện làm việc nh phanh gấp, phanh trên dốc dài, đồng
thời có lực điều khiển vào cơ cấu phanh nhỏ.
Đối với cơ cấu phanh dạng đĩa có những nhợc điểm là:
khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh không đợc
che đậy kín, bụi bẩn sẽ lọt vào khe hở giữa má phanh và
đĩa phanh khi ôtô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa
đĩa phanh và má phanh khi phanh, phanh sẽ kém hiệu quả.
kích thớc của má phanh bị hạn chế, nên cần có áp suất dầu
rất lớn để tạo đủ lực phanh khi đó má phanh phải chịu đợc
ma sát và nhiệt lớn hơn. Lực phanh do phanh dạng đĩa tạo
nên nhỏ do không có khả năng tự xiết, nên cần có áp suất dầu
rất cao để đảm bảo đủ lực dừng xe cần thiết. Vì vậy đờng
kính pittông trong xi lanh bánh xe phải lớn, đồng thời lực tác
dụng của ngời lái lên bàn đạp cũng phải lớn. Những nhợc điểm
này đã không đáp ứng đợc các yêu cầu cho cơ cấu phanh lựa
chọn mà ta đã nêu.
Với cơ cấu phanh dạng tang trống do có những u điểm là
mômen phanh sinh ra lớn, ổn định, lực điều khiển tác dụng
vào cơ cấu phanh nhỏ. Vì vậy ta lựa chọn cơ cấu phanh dạng
tang trống làm cơ cấu phanh thiết kế.
Trong cơ cấu phanh dạng tang trống có các loại khác nhau

nh: cơ cấu đối xứng qua trục, cơ cấu đối xứng qua tâm, cơ
cấu loại bơi, cơ cấu loại tự cờng hoá
Qua phân tích kết cấu loại cơ cấu phanh loại guốc chúng
ta thấy rằng tùy theo sự bố trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ
đợc hiệu quả phanh (mômen phanh) khác nhau mặc dù kích
thớc guốc phanh nh nhau. So với loại cơ cấu phanh loại guốc
đối xứng qua trục các cơ cấu phanh loại guốc đối xứng qua


tâm, loại bơi hay loại tự cờng hoá có u điểm là hiệu quả
phanh khi ôtô chuyển động tiến tăng hơn từ 1,6 đến 3,6 lần
(khi chuyển động lùi có thể hiệu quả phanh giảm đi tùy theo
kết cấu nhng không làm ảnh hởng nhiều vì khi ôtô chạy lùi thờng có tốc độ thấp nên yêu cầu mômen phanh ít hơn) nhng
nhợc điểm của chúng so với cơ cấu phanh loại đối xứng qua
trục là kết cấu khá phức tạp, giá thành đắt, khó chăm sóc bảo
dỡng.
ở trờng hợp này, khi thiết kế cho xe buýt ta có thể bố trí
kích thớc cơ cấu phanh lớn, đáp ứng chỉ tiêu về thiết kế
đơn giản, dễ dàng bảo dỡng và sửa chữa và tính kinh tế hợp
lý ta chọn cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua trục cả ở cầu
trớc và cầu sau của ôtô.


1

2

3

6 7 8 9 10

4 5

E

E

A
A

B

B

Hình 1.1: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục mở guốc phanh
bằng 1 xy lanh thuỷ lực

3. piston

1. Guốc phanh.

4. chốt

2. Đệm chắn bụi

5. xy lanh

6. phớt chắn dầu

7. Lò xo

8. trống phanh
9. Lò xo hồi vị

10. Má phanh

2.lựa chọn dẫn động phanh
2.1.Dẫn động phanh kiểu cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có u điểm kết cấu
đơn giản nhng không tạo đợc mômen phanh lớn do hạn chế


lực điều khiển của ngời lái, thờng chỉ sử dụng ở cơ cấu
phanh dừng (phanh tay).
2.2.Dẫn động phanh kiểu thủy lực
Dẫn động phanh thuỷ lực là sử dụng truyền động thuỷ
tĩnh nối liền từ cơ cấu điều khiển tới xy lanh bánh xe, thực
hiện điều khiển các bộ phận tạo ma sát trong cơ cấu phanh.
Hệ thống phanh thủy lực thờng gặp trên ô tô tải nhỏ( khối
lợng toàn bộ không quá 8 tấn).
Hệ thống phanh dẫn động thủy lực có các u điểm:
Thời gian chậm tác dụng ngắn.
Tạo đợc lực ép tại các cơ cấu phanh đồng đều và
đồng thời, làm tăng tính ổn định của ô tô khi
phanh.
Kết cấu gọn nhẹ.
Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ôtô
khác nhau khi chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
Nhợc điểm:
Tỷ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể
tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh, vì vậy cần có

lực điều khiển và hành trình bàn đạp phanh lớn
hoặc phải dùng trợ lực.
Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
2.3.Dẫn động phanh kiểu khí nén
Dẫn động phanh khi nén sử dụng truyền động khí nén
nối liền từ cơ cấu điều khiển tới bầu phanh bánh xe thực
hiện điều khiển các bộ phận tạo ma sát trong cơ cấu phanh.
Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén có u điểm là
lực tác dụng lên bàn đạp rất bé. Trong dẫn động phanh bằng


khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều
khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp
suất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện.
Dễ dàng bố trí tự động điều khiển.
Nhợc điểm của hệ thống phanh khí nén là số lợng các
cụm khá nhiều, kích thớc lớn và giá thành cao, độ nhậy kém,
nghĩa là thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ
khi ngời lái bắt đầu tác dụng khá lớn do không khí bị nén khi
chịu lực.
2.4.Dẫn động phanh kiểu kết hợp khí nén thủy
lực
Dẫn động phanh kiểu này có 2 dạng:
+ Dẫn động thuỷ lực trợ lực bằng khí nén: Việc kết hợp
này vẫn giữ đợc các u điểm của kiểu dẫn động thuỷ lực
ngoài ra dã tạo đợc u điểm là giúp ngời lái điều khiển nhẹ
nhàng hơn tuy nhiên nếu cần mômen phanh lớn thì u điểm
này cũng không đáng kể do đó không khắc phục đợc nhiều
nhợc điểm của hệ thống phanh thuỷ lực khi sử dụng cho ô tô
có trọng tải lớn.

+ Dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng khí nén:
Hệ thống phanh dạng này thờng gặp trên ô tô tải, ô tô
buýt loại vừa

( khối lợng toàn bộ từ 6 tấn trở lên ).

Hệ thống phanh loại này dùng chất lỏng điều khiển cơ
cấu phanh thông qua xylanh bánh xe nh hệ thống phanh thuỷ
lực, việc tạo áp lực cho chất lỏng nhờ hệ thống cung cấp khí
nén qua van phân phối và xy lanh khí nén.


Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực điều khiển bằng
khí nén phối hợp cả u điểm và khắc phục nhợc điểm của
phanh khí và phanh dầu cụ thể là:
+ Tạo đợc mômen phanh lớn mà phanh dầu không tạo
đợc do lực điều khiển ở đây là áp suất lớn của khí nén.
+ Do đã cắt ngắn đợc hành trình của khí nén nên
kết cấu đỡ cồng kềnh hơn hệ thống khí nén đơn thuần
mà vẫn phát huy đợc u điểm của nó nh việc điều khiển
nhẹ nhàng.
+ Độ nhạy cao do tận dụng đợc u điểm của hệ thống
phanh thuỷ lực.
Đặc biệt quan trọng là hệ thống cho phép dùng chung
nhiều cụm của hệ thống phanh khí nén theo tiêu chuẩn
đồng hoá của nhà sản xuất và đáp ứng dễ dàng các điều
kiện phanh theo điều kiện quốc tế.
Phanh thủy khí có những nhợc điểm ở phần truyền
động thủy lực là: ở nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc
kĩ thuật phức tạp nh khi kiểm tra mức dầu và thoát không khí

khỏi truyền động
2.5.Kết luận
Từ các phân tích trên ta thấy dẫn động phanh kiểu
thuỷ lực điều khiển khí nén là có nhiều u điểm nhất, đáp
ứng đợc các yêu cầu về mômen phanh, lực điều khiển và độ
nhậy khi dùng trên ôtô buýt 38-44 chỗ ngồi đảm bảo chỉ tiêu
an toàn ngày càng cao trong lu thông đờng bộ hiện nay.
3.sơ đồ bố trí của hệ thống phanh thủy khí
Ta chọn sơ đồ cơ sở bố trí nh hình 1.2:


Nguyên lý hoạt động:
Máy nén khí 1 đợc dẫn động bởi động cơ, khí nén đợc
điều chỉnh áp suất bởi bộ điều chỉnh 2 và đợc sấy khô bởi
bộ sấy 3 trớc khi vào bình chứa khí 4. Khi phanh ngời lái tác
động lên bàn đạp phanh van phân phối 7 mở cung cấp khí
nén tới các xy lanh khí nén thuỷ lực 6 có van xả khí nhanh 5.
các van điều khiển thuỷ lực chuyển áp suất khí nén thành
áp suất dầu phanh đến các xy lanh 8 của các cơ cấu phanh
cầu trớc và sau. Tại các xy lanh bánh xe áp suất dầu tạo lực ép
đẩy piston áp guốc phanh vào trống phanh thực hiện quá
trình phanh.

a

2

3

4

e

1

b

d

7

5 6

c

9
f

8

Hình 1.2: Hệ thống phanh thuỷ lực điều khiển bằng khí nén


a. Nguồn cung cấp bình chứa khí dự trữ

1. Máy nén khí

b. Cụm điều khiển

2. Bộ điều chỉnh áp suất

c. Xy lanh khí nén thuỷ lực có van điều

3. Bộ sấy khô khí nén

khiển xả khí nhanh

4. Bình chứa khí nén

d. Cơ cấu chấp hành

5. Van xả khí nhanh

e. Các đờng dẫn khí

6. Xy lanh khí nén thuỷ lực

f. Các đờng dẫn dầu

7. Van điều khiển khí nén

8. Xy lanh công tác

9. Bánh xe

Chơng II
tính toán cơ cấu phanh
và dẫn động phanh cơ bản
Tham khảo các số liệu ban đầu theo ô tô buýt tiêu chuẩn
DEAWOO BUS loại BH115E.
Đặc tính kỹ thuật

Chiều dài cơ sở
(mm)
Trọng lợng không tải( Go)
( N)
Trọng lợng tổng cộng cho phép
(G max )
Vận tốc lớn nhất
(km/h)

(N)
(Vmax)

6100
105500

130800

114


Thể tích công tác của các xy
lanh cho
Một

động

cơ

11,051

(dm 3 )
Công suất lớn nhất/ ở số vòng
quay

230/2220

(Ne/ne)
(kW/vòng/phút)
Mômen xoắn lớn nhất/ ở số
vòng quay

81,5/1400

(Me/ne)
(Nm/vòng/phút)
Khả năng vợt dốc


lớn

nhất

o

Bán kính quay vòng nhỏ nhất
R min (m)
Kích
thớc

bao

16015'

10,2

ngoài

( mm)

11550x2490x3225

DxRxC: dài x rộng x cao
Chiều rộng cơ sở( ở cầu trớc/ ở
cầu sau
B(
(mm)
Số

F/R)
lợng

ngời:

SL

( ngời)
Typ động cơ
Typ ô tô
Lốp trớc
Lốp sau

Tải trọng phân bố lên cầu trớc
Đầy tải

(G1)

2380/1970

39+1
DE12(DE12ti)
BH115E
10.00-20-16PR
10.00-20-16PR
51700


N

Tải trọng phân bố lên cầu sau
Đầy tải

(G2)

79100

N
a- tính toán cơ cấu phanh

I-Xác định mô men cần thiết sinh ra ở các cơ
cấu phanh
Lực phanh tại bánh xe đạt đợc giá trị lớn nhất khi bánh xe

bắt đầu trợt lết, trong quá trình trợt mômen phanh không
tăng đợc nữa mà thậm chí còn có xu hớng giảm. Vì vậy ngời
ta thờng tính toán mômen phanh cần thiết tại các bánh xe sao
cho tận dụng đợc tối đa khả năng bám của bánh xe
Mô men phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh phải
đảm bảo giảm đợc tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô với gia tốc
chậm dần trong giới hạn cho phép.
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì
mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở
cầu trớc là:
M p1 =

1
m1G1 .rbx
2

ở cầu sau là:
M p2 =

1
m2G2 .rbx
2

Với: G1 , G2 : Lần lợt là trọng lợng tĩnh trên cầu trớc và cầu sau
khi đầy tải.( N )
G1 = 51700 N

G2 = 79100 N ;

hệ số bám của bánh xe với mặt đờng khi thiết
kế lấy = 0,75;
rbx- bán kính làm việc trung bình của bánh xe
Với cỡ lốp xe cả bánh trớc và bánh sau: 10.00-20-16PR
Ta có: - Chiều rộng lốp xe: B = 10 inches
- Đờng kính vành bánh xe: d1 = 20 inches
Bán kính làm việc trung bình của bánh xe:
rbx= . (H+d 2).25,4 (mm),
( = 0,945 là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp)
H: chiều cao của lốp xe
- Chọn Lốp loại có H/B = 1 H = 10 inches
Vậy:

rbx = 0,945( 10 + 20/2 )25,4 = 480,1 mm

= 0,480 (m).
m1 là hệ số phân bố lại tải trọng cầu trớc khi
phanh:
m2 là hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau
khi phanh:
Theo kinh nghiệm đối với xe buýt tính toán ta
chọn:
m1 = 1,28; m2 = 1 ;
Nh vậy:
Mômen phanh sinh ra ở một cơ cấu phanh ở mỗi bánh xe trớc là:
M p1 =

1
1
m1G1 .rbx = .1, 28.51700.0, 75.0, 480 = 11912 Nm

2
2

Mômen phanh sinh ra ở một cơ cấu phanh ở mỗi bánh xe
sau là:


M p1 =

1
1
m1G1 .rbx = .1.79100.0, 75.0, 480 = 14237 Nm
2
2

II-Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng
phơng pháp

họa đồ

1-Xác định góc () và bán kính () và các thông
số hình học của cơ cấu phanh:
Góc (góc tạo bởi trục ox với đờng đi qua tâm O với
điểm đặt lực):
tg =

cos 2 1 cos 2 2
2 0 sin 2 1 sin 2 2

Với: 1- góc tính từ tâm chốt quay guốc phanh đến chỗ

tán tấm ma sát;
0- góc ôm của tấm ma sát;
2 = 1 + 0.
Bán kính của lực tổng hợp:
=

2rt ( cos 1 cos 2 )
(2 0 + sin 2 1 2sin 2 ) 2 + (cos 2 1 cos 2 2 ) 2

Với: rt bán kính của tang trống tham khảo xe tơng tự
rt = 200 mm

a-Đối với cơ cấu phanh cầu trớc
-Má trớc:
1' = 21
'
Tham khảo ta chọn 0 = 118 = 2, 058rad
'
'
'
2 = 1 + 0 = 139
tg1' =

cos 2.21 cos 2.139
= 0,105
2.2, 058 + sin 2.21 sin 2.139

1' 6

1' =

2.200 ( cos 21 cos139 )
(2.2, 058 + sin 2.21 2sin139) 2 + (cos 2.21 cos 2.139) 2

-Má sau:
1'' = 29
''
Ta chọn 0 = 106 1,326rad
''
''
''
2 = 1 + 0 = 135
tg1'' =

cos 2.29 cos 2.135
= 0,194
2.1,326 + sin 2.29 sin 2.135

1'' 11

1'' = 214, 29(mm).

b-Đối với cơ cấu phanh cầu sau
-Má trớc:
1' = 20
'
0 = 120 2, 093rad
'
'

'
2 = 1 + 0 = 140

Ta chọn

tg 2' =

cos 2.20 cos 2.140
= 0,102
2.2, 093 + sin 2.20 sin 2.140

2' 550 '

2' 233,37(mm).

-Má sau:
Ta chọn

tg 2'' =

1'' = 25
''
0 = 110 1, 744rad
''
'
'
2 = 1 + 0 = 135

cos 2.25 cos 2.125
= 0,19

2.1, 744 + sin 2.25 sin 2.135

2'' 1045'

2'' 223,82(mm).

2-Xác định góc ở các cơ cấu phanh:

= 232, 44(mm).


Khi đã chọn trớc thông các số kết cấu (1, 2, 0, r1) chúng ta
tính đợc góc và bán kính nghĩa là xác định đợc hớng và
điểm đặt lực N (lực N hớng vào tâm 0).
Lực R là lực tổng hợp của N, và T.
tg =

Góc đợc xác định nh sau:

T
=à.
N

Với là hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống, thờng
= 0,35. Nh thế là chúng ta đá xác định đợc góc 1920,
nghĩa là xác định đợc hớng của R. Góc má phanh trớc và má
phanh sau đều bằng nhau vì có cùng hệ số ma sát nh nhau.
' = '' =

Ta cũng có góc ở bánh trớc và bánh sau bằng nhau.

3-Xác định bán kính r0 :
Bán kính r0 đợc xác định theo công thức:
r0 =

à
1+ à 2

Đối với cơ cấu phanh cầu trớc:
Đối với má trớc:
r01' = 232, 44.

0,35
1 + 0,352

= 72, 48(mm).

Đối với má sau:
r01'' = 214, 29.

0,35
1 + 0,352

= 66,82( mm).

Đối với cơ cấu phanh sau:
Đối với má trớc:

r02' = 233,37.

0,35
1 + 0,352

= 72, 77(mm).


Đối với má sau:

r02'' = 223,82.

0,35
1 + 0,352

= 69,83(mm).

4-Xây dựng họa đồ lực phanh:
Phanh dẫn động bằng thủy lực với một xi lanh công tác
chung cho cả hai pít tông dẫn động các guốc phanh trớc và
sau thì các lực tác động bằng nhau:
P ' = P '' = P

Thông số
0
1
2
0
a (mm)
c (mm)
0
(mm)

r0 (mm)

Cơ cấu phanh trớc
Má trớc
Má sau

Cơ cấu phanh sau
Má trớc
Má sau

15
21
139
118
161
151
60
232,44
72,48

15
20
140
120
161
151
5050
233,37
72,77

15
29
135
106
161
151
110
214,29
66,82

Cơ cấu phanh cầu trớc

15
25
135
110
161
151
10045
233,82
69,83


Hoạ đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu trớc.

Đo trực tiếp các hình trên đoạn R1 và R1 và tính tỷ lệ:
k=

R1' 247,95
=

= 2,85
R1'' 86,92

R1`' .r01' + R1'' .r01'' = M p1
Kết hợp ta có hệ phơng trình: '
''
R1 kR1 = 0
'
''

0, 07248 R1 + 0, 06682 R1 = 11912
'
''

R1 2,85R1 = 0
R1' = 124356( N ) = 124, 4(kN )
Giải hệ phơng trình ta đợc: ''
R1 = 43633( N ) = 43, 6(kN )

Trên họa đồ ta đo đợc giá trị của R1 = 247,95mm vậy
ta có tỷ lệ xích:
àTLt =

124, 4
= 0,5 ( N / mm )
247,95

Từ họa đồ lực phanh ta đo đợc:

P = 57,2 (mm) ; U1= 197,8 (mm) ; U1= 35 (mm).
Ta tính đợc các lực còn lại:
P = 57,2.0,5 = 28,6(kN);
U1= 197,8.0,5 =98,9(kN);
U1= 35.0,5 =17,5(kN);
Cơ cấu phanh cầu sau
Đo trực tiếp các hình trên đoạn R2 và R2 và tính tỷ lệ:
k=

R2' 237, 68
=
= 2,82
R2'' 84, 29

Hoạ đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu sau.
' '
'' ''
R2 .r02 + R2 .r02 = M p 2
Kết hợp ta có hệ phơngtrình: '
''
R2 kR2 = 0

'
''

0, 07277 R2 + 0, 06983 R2 = 14237
'
''

R2 2,82 R2 = 0

R2' = 145993( N ) = 146(kN )
Giải hệ phơng trình ta đợc: ''
R2 = 51770( N ) = 51,8( kN )

Trên họa đồ ta đo đợc giá trị của R2 = 237,68 vậy ta có
tỷ lệ xích:
àTLs =

146
= 0, 61( N / mm )
237, 68

Từ họa đồ lực phanh ta đo đợc:
P = 57,2 (mm) ; U2= 189 (mm) ; U2= 32,6 (mm).
Ta tính đợc các lực còn lại:
P = 57,2.0,61 = 34,9(kN);
U2= 189.0,61 = 115,3(kN);
U2= 32,6.0,61 = 19,9(kN);

III-Kiểm tra hiện tợng tự xiết
1-Đối với guốc trớc của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực P và
Mp có dạng:
M p' =

à ' P ' ( c cos + a )
c ( cos ' + à sin ' ) à '

Biểu thức trên cho thấy, nếu: c ( cos ' + à sin ' ) à ' = 0 thì

M p .

Điều này có nghĩa là mô men phanh trên guốc phanh phía
trớc sẽ trở nên vô cùng lớn, đây chính là hiện tợng tự xiết. Vậy
điều kiện để xảy ra hiện tợng tự xiết là:
à=

Với:

c cos '
' c sin '

c khoảng cách từ tâm bánh xe đến tâm chốt, c

= 151 (mm);
Nh ở trên ta lấy à = 0,35


Với cơ cấu phanh cầu trớc
1' = 6
'
1 = 232, 44(mm)


151.cos 6
= 0, 69 à = 0,35
232, 44 151.sin 6

Vậy là không có hiện tợng tự xiết xảy ra với guốc trớc cơ cấu
phanh cầu trớc.

Với cơ cấu phanh cầu sau
' = 550 '
2'
2 = 233,37(mm)


151.cos 550 '
= 0, 69 à = 0,35
233,37 151.sin 550 '

Vậy là không có hiện tợng tự xiết xảy ra với guốc trớc cơ cấu
phanh cầu sau.
2-Đối với guốc sau của cơ cấu phanh ta có
M =
''
p

à '' P '' ( c cos + a )

c ( cos '' à sin '' ) + à ''

=

à '' P '' ( c cos + a )

c cos '' + à ( '' sin '' )

Từ họa đồ ta có thể thấy '' c sin '' > 0 trong mọi trờng hợp
vì vậy:
c cos '' + à ( '' sin '' ) > 0

Vậy là với guốc sau không bao giờ có hiện tợng tự xiết.

IV-Xác định các kích thớc má phanh
Đối với phanh guốc, kích thớc má phanh đợc xác định dựa
trên các điều kiện: Công ma sát riêng; áp suất lên bề mặt má
phanh; Tỷ số p; Chế độ làm việc của cơ cấu phanh.
Kích thớc của má phanh phải đợc lựa chọn sao cho thoả
mãn tất cả các điều kiện trên: