TÌM HIỂU, PHỤC HỒI HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE ÔTÔ SCOUT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

HI

TRẦN MINH KHA

TÌM HIỂU, PHỤC HỒI HỆ THỐNG PHANH
TRÊN XE ÔTÔ SCOUT

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2007
-1-


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ

HI

TÌM HIỂU, PHỤC HỒI HỆ THỐNG PHANH
TRÊN XE ÔTÔ SCOUT
Chuyên ngành: Cơ Khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Th.S Nguyễn Duy Hướng

Trần Minh Kha

Th.S Trần Mạnh Quí

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2007
-2-


MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY

HI

STUDYING, RECOVERING HYDRAULIC BRAKE
SYSTEM ON THE SCOUT CAR
Speciality: Agricultural Engineering

Supervisor:

Student:

Agr Nguyen Duy Huong

Tran Minh Kha

Agr Tran Manh Qui

Ho Chi Minh, city
August, 2007

-3-


LỜI CẢM ƠN
Em xin cảm ơn quý thầy cô giáo trong khoa cơ khí công nghệ đã truyền
đạt những kiến thức, những kinh nghiệm hết sức quý báu, những điều kiện
thuận lợi trong suốt quá trình học tập.
Đặc biệt, với tấm lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn các
thầy Nguyễn Duy Hướng và thầy Trần Mạnh Quí đã tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức, phương pháp và kinh nghiệm để em
hoàn thành tốt luận văn.
Cảm ơn người thân, gia đình và tất cả bạn bè đã giúp tôi hoàn thành luận
văn.

Chân thành cảm ơn.

-4-


TÓM TẮT
Trong những năm gần đây nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, nhu cầu sử
dụng ôtô làm phương tiện lưu thông và vận chuyển hàng hóa tăng cao. Tuy nhiên kiến
thức về ôtô, đặc biệt là hệ thống phanh của phần lớn người sử dụng còn hạn chế.
Được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ trường đại học
Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh. Em thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài “Tìm
hiểu, phục hồi hệ thống phanh trên xe ôtô Scout” với những nội dung chính sau:
- Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh như: lực tác dụng lên ôtô khi

phanh, tính ổn định hướng, điều kiện đảm bảo phanh tối ưu để đạt hiệu quả cao trong
sử dụng.
- Tìm hiểu một số phanh truyền động bằng thủy lực dùng trên ôtô hiện nay
và hệ thống phanh dùng trên ôtô Scout.
- Tìm hiểu tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh.
- Đưa ra phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng phanh bằng dụng cụ
chuyên dùng.
- Phục hồi, sửa chữa hệ thống phanh trên ôtô Scout, để làm mô hình thực
tập.

SVTH

GVHD

Trần Minh Kha

Th.S Nguyễn Duy Hướng

Th.S Trần Mạnh Quí

-5-


SUMMARY
The economic of our country has been developing steadily in the recent years, people
must use cars in the traffic and goods traffic. However, most their knowledge of cars
as brake system is limitting.
With the agreement of the The Faculty Of Engineering And Technology, the Nong
Lam Univercity. I have performed the topic “Studying, recovering hydraulic brake
system on the scout car” with the main contents:

- Studying theoretical of procedure brake: external applied force on car
when braking, directional stability, best braking condition to high effecting in using.
- Studying some hydraulic brake system to use in the cars.
- Studying, classification and using oil brake.
- Offer the test method, assessment the performance of braking by
absolute instrument.
- Recovering hydraulic brake system on the scout car to make the model
for learning.

Student:

Supervisor:

Tran Minh Kha

Agr Nguyen Duy Huong

Agr Tran Manh Qui

-6-


MỤC LỤC
Cảm tạ ........................................................................................................................... i
Tóm tắt ......................................................................................................................... ii
Mục lục ....................................................................................................................... iv
Danh sách các hình ..................................................................................................... vi

Chương 1: MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1
Chương 2: TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ ĐỀ TÀI ................ 3

2.1 Công dụng hệ thống phanh .......................................................................... 3
2.2 Yêu cầu của hệ thống phanh ........................................................................ 3
2.3 Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh .......................................................... 3
2.3.1 Lực tác dụng lên ôtô khi phanh và phương trình cân bằng lực phanh.......... 3
2.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh ........................................................ 5
2.3.2.1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh.................................................. 6
2.3.2.2 Các chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh .............. 6
2.3.2.3 Phân tích đánh giá hiệu quả phanh bằng vết lết .................................. 8
2.3.3 Sự bám giữa bánh xe với mặt đường ............................................................ 9
2.3.4 Giản đồ phanh ............................................................................................. 10

2.4 Một số phanh dùng trên ôtô ....................................................................... 11
2.4.1 Phanh trống truyền động bằng thủy lực ...................................................... 11
2.4.2 Phanh đĩa truyền động bằng thủy lực ......................................................... 12
2.4.3 Ưu nhược điểm của những loại phanh này ................................................. 12

2.5 Tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh................................................ 13
2.5.1 Tính chất của dầu phanh ............................................................................. 13
2.5.2 Phân loại dầu phanh .................................................................................... 13
2.5.3 Sử dụng dầu phanh...................................................................................... 14

-7-


Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ......................................... 16
3.1 Thiết bị đánh dầu thời điểm bắt đầu phanh ................................................ 16
3.2 Thiết bị đo vận tốc xe khi phanh ................................................................ 16
3.3 Thiết bị kiểm tra lực phanh VIDEOLine 2304 .......................................... 17
3.4 Các thiết bị khác ......................................................................................... 20
Chương 4: THỰC HIỆN ĐỀ TÀI, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................. 21

4.1 Tìm hiểu hệ thống phanh trên ôtô Scout .................................................... 21
4.1.1 Giới thiệu .................................................................................................... 21
4.1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh trên ôtô Scout .......................................... 21
4.1.3 Cụm bộ phận phanh .................................................................................... 22
4.1.3.1 Guốc phanh ........................................................................................ 22
4.1.3.2 Bố phanh............................................................................................. 22
4.1.3.3 Mâm phanh ......................................................................................... 22
4.1.3.4 Bộ phận giữ cố định guốc phanh........................................................ 23
4.1.3.5 Lò xo phanh ........................................................................................ 23
4.1.3.6 Bộ phận điều chỉnh guốc phanh ......................................................... 24
4.1.3.7 Trống phanh ....................................................................................... 24
4.1.3.8 Xylanh phanh ...................................................................................... 25
4.1.4 Xylanh chính ............................................................................................... 27
4.1.5 Phanh dừng đậu xe trên ôtô Scout .............................................................. 28

4.2 Phục hồi sửa chửa hệ thống phanh trên ôtô Scout ..................................... 29
4.2.1 Phục hồi cụm bộ phận phanh ...................................................................... 29
4.2.2 Phục hồi thay thế cụm xylanh chính ........................................................... 33
4.2.3 Phục hồi đường ống dầu ............................................................................. 36

4.3 Xả gió hệ thống phanh sau khi sửa chữa.................................................... 36
4.4 Kiểm tra và đánh giá phanh ....................................................................... 39
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................ 41

-8-


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Lực tác dụng lên ôtô khi phanh ........................................................... Trang 3
Hình 2.2.: Kích thước của đường dốc ................................................................. Trang 5

Hình 2.3: Sơ đồ để xác định độ lệch của ôtô khi phanh ...................................... Trang 8
Hình 2.4: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám φ............................................... Trang 9
Hình 2.5: Giản đồ phanh ................................................................................... Trang 10
Hình 2.6: Giản đồ phanh thực tế ....................................................................... Trang 11
Hình 3.1: Sơ đồ thiết bị đánh dấu quãng đường phanh ..................................... Trang 16
Hình 3.2: Sơ đồ thiết bị đo vận tốc xe khi phanh .............................................. Trang 17
Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo một bên của bệ kiểm tra phanh ................................... Trang 19
Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống phanh xe Scout ......................................................... Trang 21
Hình 4.2: Guốc phanh........................................................................................ Trang 22
Hình 4.3: Lò xo phanh ....................................................................................... Trang 23
Hình 4.4: Cụm xylanh phanh............................................................................. Trang 24
Hình 4.5: Cuppen, lò xo và chụp che bụi .......................................................... Trang 25
Hình 4.6: Vít xả gió của xylanh chính............................................................... Trang 26
Hình 4.7: Hình cắt kết cấu của xylanh bánh xe ................................................. Trang 26
Hình 4.8: Chi tiết tháo rời của xylanh chính ..................................................... Trang 27
Hình 4.9: Cơ cấu phanh dừng ............................................................................ Trang 28
Hình 4.10: Dẫn động của hệ thống phanh đậu xe ............................................. Trang 29
Hình 4.11: Cụm bộ phận phanh ......................................................................... Trang 30
Hình 4.12: Cuppen bị hỏng ............................................................................... Trang 31
Hình 4.13: Trống phanh .................................................................................... Trang 32
Hình 4.14: Bộ phận điều chỉnh guốc phanh ...................................................... Trang 32
Hình 4.15: Sơ đồ chính của xylanh chính thay thế cho xylanh chính của xe Scout ........
........................................................................................................................... Trang 34
Hình 4.16: Cụm pittông của xylanh chính ........................................................ Trang 35
Hình 4.17: Sơ đồ bố trí xả gió hệ thống bằng tay.............................................. Trang 38

-9-


Chương 1

MỞ ĐẦU
Nền sản xuất ôtô thế giới ngày nay phát triển vượt bậc, ôtô trở thành một phương
tiện di chuyển quan trọng trong đời sống xã hội. Ở nước ta hiện nay nghành công nghệ
ôtô cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ xe lưu thông
trên đường ngày càng cao, việc vận chuyển hàng hóa, hành khách phần lớn đều sử
dụng ôtô. Ngày nay đường xá được mở rộng và cải thiện tốt hơn nên tốc độ lưu thông
của xe trên đường ngày càng cao, do đó vấn đề tai nạn giao thông là vấn đề cấp thiết
hàng đầu cần phải quan tâm. Theo thống kê thì tai nạn giao thông đường bộ phần lớn
do con người gây ra chiếm 60 – 70% (do chạy ẩu, buồn ngủ, say xỉn . . .); trục trặc về
kỹ thuật, máy móc chiếm 10 – 15%; đường xá không đảm bảo kỹ thuật chiếm 20%.
Trong đó những nguyên nhân do trục trặc về kỹ thuật máy móc được thống kê như
sau:
Phanh chân

52,2 – 74,4%

Phanh tay

4,9 – 16,1%

Hệ thống lái

4,9 – 19,2%

Ánh sáng

2,3 – 8,7%

Bánh xe

2,5 – 10%

Các hư hỏng khác

2 – 18,2%

Từ các số liệu trên cho thấy tai nạn do hệ thống phanh gây ra chiếm tỉ lệ cao nhất
trong các tai nạn so với các trục trặc về kỹ thuật khác. Cũng chính vì thế mà hiện nay
hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ
thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, những công nghệ hiện đại, những công
trình nghiên cứu cứ nối tiếp nhau ra đời thì những công nghệ về phát triển ôtô cũng
song song với công nghệ ấy. Qua những công trình nghiên cứu về hệ thống phanh trên
ôtô và những phương pháp kiểm tra đánh giá hệ thống phanh được chuẩn hóa, tôi dựa
vào đó thực hiện luận văn này. Mục đích của tôi trong luận văn này là: tìm hiểu,

- 10 -


nghiên cứu phục hồi hệ thống phanh trên ôtô Scout. Những công việc của tôi thực hiện
trong đề tài này là:
- Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh như: lực tác dụng lên ôtô khi
phanh, tính ổn định hướng, điều kiện đảm bảo phanh tối ưu để đạt hiệu quả cao trong
sử dụng.
- Tìm hiểu một số phanh truyền động bằng thủy lực dùng trên ôtô hiện nay
và hệ thống phanh dùng trên ôtô Scout.
- Tìm hiểu tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh.
- Đưa ra phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng phanh bằng dụng cụ
chuyên dùng.
- Phục hồi sửa chữa hệ thống phanh trên ôtô Scout, để làm mô hình thực

tập.
Với mục đích trên, được sự phân công của khoa Cơ Khí – Công Nghệ em thực
hiện đề tài: “Tim hiểu phục hồi hệ thống phanh trên xe ôtô Scout”. Trong quá trình
thực hiện do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực hiện chưa có nên không thể
tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự góp ý của quí thầy cô và các bạn để đề tài được
hoàn thiện hơn.

- 11 -


Chương 2
TRA CỨU TÀI LIỆU VÀ SÁCH BÁO PHỤC VỤ
ĐỀ TÀI
2.1 Công dụng hệ thống phanh.
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển
động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe ở một vị trí nhất định.

2.2 Yêu cầu của hệ thống phanh.
- Quãng đường phanh ngắn nhất
- Phanh êm dịu trong suốt quá trình phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng
- Có độ nhạy cao.
- Đảm bảo tránh hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường.
- Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt.
- Chiếm ít không gian, trọng lượng nhỏ, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng.

2.3 Nghiên cứu lý thuyết quá trình phanh.
2.3.1 Lực tác dụng lên ôtô khi phanh và phương trình cân bằng lực phanh

Pw

Gcosα

Pj= Gsinα

hg

Pj

Z1
P p1

Z2
Pf 2

a

Ga

b

a

Pf 1

Pp 2

L
Hình 2.1: Lực tác dụng lên ôtô khi phanh
- 12 -

Trong trường hợp chung khi ôtô đang chạy trên dốc và tiến hành quá trình phanh
ta có các lực tác dụng lên ôtô như sau (hình 2.1):
Trong hình 2.1:
G: Trọng lượng ôtô (trọng lượng này được phân thành hai thành phần Gsinα và
G cosα)
Pf1; Pf1: Lực cản lăn bánh trước và bánh sau
Pp1; Pp1: Lực phanh sinh ra ở các bánh trước và bánh sau
Pw: Lực cản của không khí
Pj: Lực quán tính sinh ra trong khi phanh, lực này có chiều cùng với chiều
chuyển động của ôtô. Sở dĩ như vậy là vì khi phanh thì gia tốc chậm dần có chiều
ngược với chiều chuyển động của ôtô, mà lực quán tính có chiều ngược với chiều của
gia tốc
Pi: Lực cản lên dốc, chính là thành phần của trọng lượng chiếu trên mặt đường
(Pi=Gsinα; α: góc dốc của đường)
Z1; Z2: Phản lực thẳng góc từ mặt đường lên các bánh xe trước và bánh xe sau
Lực phanh tổng cộng Pp sẽ là:

Pp = Pp1 + Pp2

Giá trị cực đại của lực phanh Ppmax xác định như sau:

Ppmax=φ*G

(2.1)

Trong đó: φ: Hệ số bám giữa bánh xe và mặt đường
Lực cản lăn chuyển động tổng cộng sẽ là: Pf = Pf1 + Pf2 = f*G

(2.2)

Trong đó: f: Hệ số cản chuyển động của đường
Lực cản không khí xác định như sau:

Pw = K*F*v2

(2.3)

Trong đó: K: Hệ số cản không khí
F: Diện tích chính diện của ôtô
v: Tốc độ bắt đầu phanh
Lực quán tính Pj được tính theo công thức: Pj = δ *(G / g ) *(dv / dt )

(2.4)

Trong đó: δ: Hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ôtô
t: Thời gian phanh
g: Gia tốc trọng trường (g = 9.81 m/s2)
Hệ số δ được xác định như sau: δ = 1 + ( J d * ih2 * i02 *η + ∑ J bx ) * g /(G * rbx2 )

(2.5)

Trong đó: Jd: Momen quán tính quay của bánh đà và các chi tiết quay của động
cơ
- 13 -


Jbx: Momen quán tính của bánh xe
rbx: Bán kính làm việc của bánh xe
ih: Tỉ số truyền của hộp số ờ cấp đang gài

io: Tỉ số truyền của truyền lực chính
η: Hiệu suất của hệ thống truyền lực
Chiếu các lực tác dụng lên ôtô khi phanh lên bề mặt nghiêng của đường ta có
phương trình cân bằng lực phanh như sau:
Pj = Pp + Pf + Pw ± Pi

(2.6)

Lực cản dốc Pi có thể tính như sau khi góc dốc α nhỏ:
Pi = G*sinα ≈ G*tgα
Nhưng tgα = H / L = i
H; L: Kích thước xem ở hình 2.2
i: Độ dốc của đường
Vậy Pi = G*i

(2.7)

Đối với đường loại I và loại II độ dốc I có giá trị i = 0 ÷ 3%
Thí nghiệm chứng tỏ rằng trong quá trình phanh thì lực phanh Pp chiếm
96 ÷ 98% của tổng các lực cản lại sự chuyển động của ôtô. Như vậy lực để hãm ôtô

α

chủ yếu là lực phanh Pp

Hình 2.2: Kích thước của đường dốc
2.3.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quá trình phanh
Chất lượng của quá trình phanh bao gồm hiệu quả phanh và tính ổn định hướng
của ôtô khi phanh

- 14 -


2.3.2.1 Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh
Từ cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu ở trên có thể dùng bốn chỉ tiêu đánh giá hiệu
quả phanh như sau:
-

Quãng đường phanh

-

Gia tốc chậm dần khi phanh

-

Thời gian phanh

-

Lực phanh hoặc lực phanh riêng

Ba chỉ tiêu đầu được sử dụng nhiều nhất và tiến hành dễ dàng, kể cả trong sử
dụng. Còn lực phanh hoặc lực phanh riêng cũng là chỉ tiêu để đánh giá hiệu quả phanh,
chỉ tiêu này thuận lợi nhất khi thử phanh ôtô trên bệ thử. Lực phanh sinh ra ở các bánh
xe ôtô được xác định như sau:
Pp = M q / rbx

(2.8)

Trong đó: Pp: Lực phanh ôtô
Mq: Momen phanh của các cơ cấu phanh
rbx: Bán kính trung bình của bánh xe
Lực phanh riêng P0 là lực phanh tình trên một đơn vị trọng lượng của ôtô, nghĩa
P0 = Pp / G

là:

(2.9)

Lực phanh riêng cực đại sẽ ứng với lực phanh cực đại:
P0max = Pp max / G = ϕ G / G = ϕ

(2.10)

Từ biểu thức (2.10) lực phanh riêng cực đại bằng hệ số bám φ. Như vậy về lý
thuyết mà nói, trên mặt đường khô nằm ngang lực phanh riêng cực đại có thể đạt được
giá trị 70 ÷ 80%. Trong thực tế giá trị đạt dược thấp hơn nhiều, chỉ khoảng 45 ÷ 65%.
Trong các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả phanh thì chỉ tiêu quãng đường phanh là đặc
trưng nhất và có ý nghĩa quang trọng nhất, vì khi biết được quãng đường phanh cho
phép người lái hình dung được vị trí xe dừng trước chướng ngại vật mà họ phải xử trí
để khỏi xảy ra tai nạn khi người lái xe phanh ở tốc độ ban đầu nào đó.
2.3.2.2 Các chỉ tiêu để đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh
Để đánh giá tính ổn định hướng của ôtô khi phanh người ta dùng một trong các
chỉ tiêu sau:

- 15 -


-

Góc lệch β của ôtô khi phanh.

-

Độ lệch của ôtô khi phanh. Độ lệch này được xác định bằng khoảng

cách từ điểm A (hình 2.3) xa nhất của ôtô ở cuối quá trình phanh đến mặt phẳng dọc
trung tuyến của ôtô trước khi phanh, nghĩa là độ lệch được đánh giá bằng khoảng cách
AN (hình 2.3).
-

Hành lang cho phép mà ôtô không được vượt ra ngoài ở cuối quá trình

-

Hệ số không đồng đều lực phanh

phanh.
Để xác định độ lệch AN cuối quá trình phanh chúng ta xét sơ đồ (hình 2.3).
Giả sử rằng ôtô đang chạy trong hành lang có chiều rộng T và trục dọc của ôtô
trùng với trục dọc của hành lang. lúc bắt đầu phanh trọng tâm của ôtô ở vị trí O, cuối
quá trình phanh trọng tâm của ôtô di chuyển đến vị trí O’ nằm cách xa mặt phẳng dọc
trung tuyến của ôtô trước khi phanh một khoảng cách Y và trục dọc ôtô cuối quá trình
phanh lệch với trục dọc của ôtô bắt đầu phanh một góc β. Điểm A là điểm xa nhất của
ôtô ở cuối quá trình phanh so với mặt phẳng dọc trung tuyến của ôtô lúc bắt đầu phanh
và đoạn AN sẽ là độ lệch của ôtô ở cuối hành trình hay gọi tắt là độ lệch của ôtô khi
phanh
Từ (hình 2.3) thấy rằng:
AN = Y + m

Nhưng

(2.11)

m = AE*sin β + O’E*cos β
m = l *sin β + ( B '/ 2) *cos β

(2.12)

Thay m từ biểu thức (4.32) vào (4.31) ta được:
AN = Y + l *sin β + ( B '/ 2) *cos β

Trong đó:

(2.13)

Y: Độ lệch của trọng tâm ôtô ở cuối quá trình phanh
l: Khoảng cách từ trọng tâm đến mép ngang ngoài cùng phía trước của

ôtô
B’: Chiều rộng của ôtô
Để ôtô không vượt khỏi hành lang cho phép T ở cuối quá trình phanh, cần phải
đảm bảo điều kiện sau: AN < T / 2
Hay là (T / 2) > Y + l *sin β + ( B '/ 2) *cos β

(2.14)

trong đó T: Chiều rộng của hành lang cho phép
- 16 -

Hệ số không đồng đều lực phanh là chỉ tiêu đánh giá tính ổn định hướng của ôtô
khi phanh. Hệ số này được sử dụng thuận lợi khi thử phanh trên bệ thử
T

N

A

O'
E

β

m

l

Y

O
B'

T
2

Hình 2.3:. Sơ đồ để xác định độ lệch của ôtô khi phanh
Hệ số không đồng đều lực phanh Kd được xác định riêng cho từng trục của ôtô,
nó bằng độ chênh lệch của các lực phanh ở phía bên phải và bên trái của trục chia cho
lực phanh lớn nhất tác dụng ở trục này.

K d = ( Pmax − Pmin ) / Pmax

(2.15)

Trong đó: Pmax: Lực phanh lớn nhất ở một phía nào đó trên trục được đo
Pmin: Lực phanh nhỏ nhất ở một phía nào đó trên trục đo được
2.3.2.3 Phân tích đánh giá hiệu quả phanh bằng vết lết
Trong thực tế việc đánh giá hiệu quả phanh bằng quan sát vết lết giữa bánh xe với
mặt đường đã diễn ra ở nhiều nước trên thế giới từ trước những năm 1960. Riêng ở
nước ta việc đánh giá hiệu quả phanh bằng vết lết giữa bánh xe với mặt đường được
dùng từ lâu và kéo dài đến năm 1995 mới hủy bỏ.
Nhưng thực tế hơn 30% thí nghiệm không để lại vết lết hoặc hoa lốp nhưng vẫn
đảm bảo hiệu quả phanh yêu cầu. Qua đó cũng cho thấy rằng việc để lại vết lết hoặc
hoa lốp trên mặt đường phụ thuộc chủ yếu vào tình trạng mặt lốp và tình trạng bề mặt
đường (độ sạch và nhiệt độ của đường). Chính vì vậy mà hiện nay việc đánh giá hiệu

- 17 -


quả phanh được dựa vào các chỉ tiêu khách quan và được xác định nhờ những thiết bị
hiện đại.
2.3.3 Sự bám giữa bánh xe với mặt đường
Sự bám giữa bánh xe với mặt đường được đặt trưng bằng hệ số bám φ. Lực
phanh cực đại của ôtô theo điều kiện bám bằng hệ số bám φ nhân với trọng lượng toàn
bộ của ôtô G, biểu thức (2.1). Vì vậy thay đổi hệ số bám trong quá trình phanh ôtô là
vấn đề cần phải nghiên cứu.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng hệ số bám φ phụ thuộc bởi nhiều yếu tố như: loại mặt
đường và tình trạng mặt đường, kết cấu và nguyên liệu lốp, áp suất không khí trong
lốp, tải trọng lên bánh xe, tốc độ chuyển động của xe, điều kiện nhiệt độ làm việc, độ
trượt giữa bánh xe với mặt đường.

Trên hình 2.4 trình bày sự thay đổi hệ số bám φ theo tải trọng thẳng đứng, theo
tốc độ chuyển động của ôtô và theo độ trượt giữa bánh xe với mặt đường. Đồ thị
(hình 2.4a) cho thấy rằng khi tăng tải trọng thẳng đứng lên bánh xe thì hệ số bám sẽ
giảm đi một ít và đồ thị có dạng tuyến tính, khi tăng tốc độ chuyển động thì hệ số bám
giảm từ từ theo đường cong. Khi đường ướt thì ảnh hưởng của tải trọng và tốc độ
chuyển động đến hệ số bám càng lớn (hình 2.4b). Đặt biệt là độ trượt λ giữa bánh xe
và mặt đường ảnh hưởng rất nhiều đến hệ số bám. Khi tăng độ trượt (trượt lê hay trượt
lăn) của bánh xe thì hệ số bám lúc ban đầu tăng nhanh chóng và đạt gí trị cực đại trong
fx
0,7

1

0,6
0 2 4 6
(a)

2
Z,kN

fx
0,8
0,6
0,4
0,2

fx
0,8
0,6
0,4

0,2

1
2

0 10 20 30 40 50 v,ms 0 20 40 60 80 100 λ,%
(b)
(c)

Hình 2.4: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám φ
1 – Đường khô ; 2 – Đường ướt
a – Tải trọng thẳng đứng trên bánh xe; b – Tốc độ chuyển động của ôtô
c – Độ trượt giữa bánh xe với mặt đường

- 18 -


khoảng trượt 10 – 30%. Nếu độ trượt tiếp tục tăng thị hệ số bám giảm, khi độ trượt
λ = 100% (nghĩa là trượt hoàn toàn) thì hệ số bám φ giảm 20 – 30% so với hệ số bám
cực đại. Khi đường ướt có thể giảm nhiều hơn nữa, đến 50 – 60%.
2.3.4 Giản đồ phanh
Để xác định được quãng đường phanh thực tế cần nghiên cứu quá trình phanh
qua các đồ thị thực nghiệm thể hiện quan hệ giữa lực phanh Pp sinh ra ở các bánh xe
(hoặc momen phanh Mp) với thời gian t đồ thị này được gọi là giản đồ phanh.
P p ,j

O
t1

A

t2

B
t3

t4

t5

t

Hình 2.5: Giản đồ phanh
Trên (hình 2.5) điểm O ứng với lúc người lái nhìn thấy chướng ngại vật và nhân
thức được cần phải phanh.
t1: Thời gian phản xạ của người lái tức từ lúc thấy được chướng ngại vật cho
đến lúc tác động vào bàn đạp phanh, thời gian này phụ thuộc vào trình độ của người
lái. Thời gian t1 thường nằm trong khoảng (0,3 ÷ 0,8 s).
t2: Thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tức từ lúc người lái tác
dụng vào bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh. Thời gian này
đối với phanh dầu là t2 = 0,03s và đối với phanh khí là t2 = 0,3s.
t3: Thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần. Thời gian này đối
với phanh dầu là t3 = 0,2s và đối với phanh khí t3 = 0,3 ÷ 1s.
t4: Thời gian phanh hoàn toàn ứng với lực phanh cực đại. Trong thời gian
này lực phanh Pp hoặc gia tốc chậm dần j có giá trị không đổi.
t5: Thời gian nhả phanh, lực phanh giảm đến 0. Thời gian này có giá trị
t5 = 0,2s đối với phanh dầu và t5 = 1,5 ÷ 2s đối với phanh khí.

- 19 -

Khi ôtô dừng hoàn toàn rồi mới nhả phanh thì thời gian t5 không ảnh hưởng gì
đến quãng đường phanh nhỏ nhất. Như vậy quá trình phanh kể từ khi người lái nhận
được tín hiệu cho đến khi ôtô dừng hẳn kéo dài trong thời gian t như sau:
t = t1 + t2 + t3 + t4 +t5

(2.16)

Trong thực tế giản đồ phanh có dạng hình gợn sóng nhấp nhô như (hình 2.6)
Từ giản đồ phanh thực tế người ta chia gia tốc chậm dần khi phanh ra làm ba loại:
gia tốc chậm dần cực đại Jmax, gia tốc chậm dần ở vùng ổn định Jo.d và gia tốc chậm

Jtb

Jo.d

Jmax

dần trung bình trong suốt quá trình phanh Jtb. Các gia tốc này được ghi ở (hình 2.6).

O
t

Hình 2.6: Giản đồ phanh thực tế
Dựa vào giản đồ phanh thực tế người ta có thể đánh giá được hiệu quả phanh và
từ đó xét được chất lượng của quá trình phanh.
Trong quá trình sử dụng thực tế do má phanh bị mòn và điều chỉnh phanh không
đúng sẽ làm cho quãng đường phanh lớn hơn và gia tốc chậm dần khi phanh giảm đi
10 ÷ 15% so với khi phanh còn mới và điều chỉnh đúng.

2.4 Một số loại phanh dùng trên ôtô

Từ khi ôtô bắt đầu xuất hiện có nhiều loại phanh được sử dụng, nhưng ngày nay
trên ôtô hầu như sử dụng chủ yếu phanh đĩa và phanh trống truyền động bằng thủy lực.
2.4.1 Phanh trống truyền động bằng thủy lực.
Phanh trống là loại phanh được sử dụng trên hầu hết các ôtô. Sự phát triển cơ bản
trong thiết kế phanh là sự thay đổi từ đai phanh ngoài đến guốc phanh bên trong. Khi
nằm ở bên trong yêu cầu các guốc phanh phải mở bung ra để tác động lực ép. Mâm
phanh và cạnh của mâm phanh thường được lắp ăn khớp với rãnh của trống phanh.
Cách lắp này có tác dụng tốt để không bị nước và bụi bẩn bám vào. Hệ thống phanh
- 20 -


trống đầu tiên được tác dụng thông qua cơ cấu đòn bẩy cơ khi, về sau người ta sử dụng
thủy lực để truyền động. Ở kiểu phanh này, áp suất thủy lực tác động lên piston và
truyền cho má phanh để áp sát vào tang trống. Vật liệu ma sát trên má phanh sẽ tiếp
xúc với tang trống, làm chậm tốc độ quay của tang trống và trục bánh xe.
2.4.2 Phanh đĩa truyền động bằng thủy lực.
Trước khi "bước chân" lên xe hơi, phanh đĩa được sử dụng trong ngành công
nghiệp máy bay từ khá lâu. Vật liệu ma sát (má phanh) kẹp đĩa kim loại (quay cùng
với trục bánh xe) nhờ áp suất thủy lực từ chân phanh. Phanh đĩa không có xu hướng
phanh đột ngột (xe giật mạnh) như phanh tang trống mà có độ cân bằng tốt hơn khi
dừng.
2.4.3 Ưu nhược điểm của những loại phanh này
Phanh trống: Khi bị nóng do ma sát, tang trống sẽ giãn nở và má phanh phải đi
một đoạn đường xa hơn mới có thể tiếp xúc với nó. Do vậy, chân phanh cũng phải có
lực đạp lớn hơn. Bên cạnh đó, khí sinh ra từ vật liệu má phanh bị đốt nóng không thoát
được và lưu lại giữa má và tang trống khiến khả năng hãm bị giảm. Có thể lần đầu
phanh từ vận tốc cao, hệ thống vẫn hoạt động bình thường nhưng nếu quá trình lặp lại
nhiều lần, hiện tượng phanh không "ăn" sẽ diễn ra và tiềm ẩn nhiều nguy hiểm. Các
nhà sản xuất thường thêm một số miếng nhôm vào tang trống để làm mát, cùng với
những đoạn dây phanh kim loại. Tuy nhiên, đây là giải pháp tình thế, không thích hợp

với những loại xe tính năng cao và tốc độ vận hành lớn.
Phanh đĩa:
-

Đầu tiên, phanh đĩa có khả năng làm mát tốt hơn bởi dòng không khí đi qua

bề mặt vật liệu ma sát dễ hơn. Trên bề mặt đĩa, người ta chia thành những lỗ có tác
dụng làm cho không khí giữa hai bề mặt má phanh thoát nhiệt nhanh hơn. Hầu hết các
phanh đĩa bánh trước đều có chức năng thông gió bởi chúng đóng vai trò chính (đa số
các xe hiện nay đều dẫn động bánh trước) còn phanh đĩa phía sau không có hệ thống
làm mát (đĩa không có lỗ) do chúng sinh ít nhiệt.
-

Ưu điểm khác của phanh đĩa là các chất gây hại bị loại khỏi bề mặt đĩa dễ

dàng. Nước, dầu hay khí từ vật liệu ma sát dễ dàng thoát ra ngoài, giúp phanh hoạt
động tốt hơn. Những chất bẩn như bụi, bùn đất khi bám vào bề mặt, gặp má phanh sẽ
bị gạt vào lỗ thông gió. Sau một thời gian chúng nặng dần và rơi ra ngoài.
- 21 -


-

Nhược điểm lớn nhất của phanh đĩa là các chất bẩn, có thể bám vào, gây ăn

mòn cơ học hoặc hóa học nhanh nên phải thường xuyên bảo dưỡng. Nếu bị ăn mòn
nhiều, đĩa phanh quá mỏng sẽ khiến cho quá trình tản nhiệt diễn ra chậm và đĩa phanh
có thể bị gãy.
-

Đĩa phanh phía trước được làm mát tốt trong khi phanh sau hứng chịu toàn bộ

chất bẩn và mảnh vỡ văng ra từ lốp trước nên nhanh mòn hơn mặc dù ít phanh hơn.
Nếu phanh trước phải thay ở 60.000 km thì phanh sau nên thay ở mức 30.000 km.

2.5 Tính chất, phân loại và sử dụng dầu phanh
Dầu phanh là loại chất lỏng đặc biệt được dùng trong hệ thống thủy lực của ôtô.
Do chỉ số đàn hồi thấp nên dầu phanh có tác dụng truyền lực tác động từ bàn đạp
phanh đến các bộ phận của hệ thống phanh, thông qua pittông ép các má phanh kẹp
chặt đĩa phanh (hay tang trống), tạo nên lực hãm xe.
2.5.1 Tính chất của dầu phanh
Các chỉ tiêu kỹ thuật đặc biệt của dầu phanh có nhiều điểm khác biệt so với dầu
nhờn, nhất là chỉ tiêu kỹ thuật về điểm sôi khô và điểm sôi ướt.
- Điểm sôi khô là nhiệt độ sôi của dầu phanh thuần khiết không lẫn nước.
- Điểm sôi ướt là nhiệt độ sôi của dầu phanh ngậm nước. Điểm sôi ướt là một
chỉ tiêu rất quan trọng để đánh giá chất lượng dầu phanh. Trong quá trình phanh nhiệt
độ của má phanh và xylanh phanh tăng rất cao và nhanh. Nếu dầu phanh sôi ở nhiệt độ
dưới 1500C thì sẽ xuất hiện bọt và trở nên đàn hồi, giảm hiệu quả truyền lực, dẫn đến
mất tác dụng của hệ thống phanh, rất nguy hiểm.
Tình trạng lọt nước vào dầu phanh có thể xãy ra do tình trạng mở nắp bình đổ
thêm dầu hoặc bảo quản kém làm cho nước trong không khí xâm nhập. Thông thường
xe sử dụng một năm, dầu phanh ngậm nước 2%.
Thực nghiệm trên loại dầu phanh DOT (Department of Transportation) cho thấy
điểm sôi thấp nhất của DOT3 là 2050C sau 3 – 4 năm sử dụng hàm lượng nước tăng
lên đến 4%, điểm sôi ướt hạ xuống chỉ còn 1060C. Nếu tăng được nhiệt độ điểm sôi
khô thì điểm sôi ướt cũng tăng theo.
Ngoài điểm sôi khô và điểm sôi ướt, các chỉ tiêu kỹ thuật khác như độ nhớt, điểm
bén lửa, tỷ trọng của dầu phanh điều có ý nghĩa như những loại dầu bôi trơn khác.

- 22 -

2.5.2 Phân loại dầu phanh
Dầu phanh thuộc nhóm loại dầu thủy lực được phân loại như sau:
Theo tính năng xác định bởi tiêu chuẩn ISO 6074, dầu thủy lực được phân thành
4 nhóm như sau:
Nhóm dầu

Tính năng sử dụng

HH

Dầu nhờn thủy lực không pha phụ gia

HL

Dầu nhờn thủy lực có pha phụ gia chống oxy hóa và ăn mòn

HM

Dầu nhờn thủy lực HL có pha phụ gia chống mài mòn

HV

Dầu nhờn thủy lực loại HM có pha phụ gia tăng chỉ số độ nhớt

Theo độ nhớt động học xác định bởi tiêu chuẩn ISO3447-75, dầu thuộc nhóm dầu
thủy lực có độ nhớt động học ở 400C rất cao. Chủ yếu là 3 nhóm sau:
Loại dầu

Độ nhớt động học (cSt) ở 400C
Min

Max

VG 1000

900

1000

VG 1500

1350

1650

VG 1800

1650

1950

Ngày nay trên thị trường dầu phanh phân loại theo tiêu chuẩn DOT chủ yếu dựa
vào điểm sôi khô và điểm sôi ướt. Theo đề xuất của Ủy ban Giao thông quốc gia Hoa
Kỳ (DOT) dầu phanh có 3 loại. Loại dầu phanh DOT3 và DOT4 là dầu phanh có gốc
glycol (polyglycol và glycoethers) có thể hấp thụ hơi nước (ngậm nước). Loại dầu
phanh DOT5 gốc silicone không hấp thu nước. Tính năng cơ bản của 3 loại dầu phanh
DOT được giới thiệu trong bảng sau:
DOT3

DOT4

DOT5

Điểm sôi khô (0C)

205

247

277,5

Điểm sôi ướt (0C)

157

172,5

197,5

Độ nhới cSt

1500

1800

1850

Điểm bén lửa (0C)

100

Tỷ trọng ở 1500C (kg/l)

1040 - 1050

- 23 -


2.5.3 Sử dụng dầu phanh
Khi sử dụng dầu phanh (nhất là các xe có trang bị ABS) cần lưu ý các điểm sau đây:
-

Do thời tiết nước ta có độ ẩm lớn và nhiệt độ cao nên việc bảo quản dầu

phanh cũng như việc đổ thêm dầu phanh cần hết sức cẩn thận, tránh tiếp xúc với khí
ẩm vì khi dầu phanh ngậm nước điểm sôi ướt sẽ hạ xuống làm giảm hiệu quả phanh.
Thời gian thay dầu phanh thường là 10.000 km xe lăn bánh. Nhưng nếu sử dụng nhiều
thì có thể thay sớm hơn, nhất là những xe chạy ở những nơi đồi dốc hay rà phanh dễ
làm cho dầu phanh sủi bọt làm mất khả năng phanh hãm. Vì vậy việc xả bọt khí trong
dầu phanh là hết sức cần thiết. Xe không sử dụng 6 tháng cũng vẫn phải thay dầu mới.
-

Không pha lẫn dầu phanh vì sản phẩm của các hãng đều có phụ gia khác nhau

-

Dầu phanh DOT3 và DOT4 phá sơn rất mạnh nên tránh để chúng dính vào vỏ,

thân xe để khỏi bị rộp sơn.
-

Khi thao tác với dầu phanh, tránh không để hóa chất này dính vào tay chân,

quần áo và phải đeo kính bảo hộ để bảo vệ mắt.

- 24 -


Chương 3
PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN
Trong phần này em xin giới thiệu một số thiết bị và dụng cụ thường được dùng trong
việc kiểm tra hệ thống phanh trên ôtô

3.1 Thiết bị đánh dấu thời điểm bắt đầu phanh
- Công dụng: Đo quãng đường từ lúc xe bắt đầu phanh đến lúc dừng hẳn.
- Mức chính xác: Sai số đo quãng đường phanh nhỏ hơn 1%.

1

2

3
4
5
Hình 3.1: Sơ đồ thiết bị đánh dấu quãng đường phanh
1. Nguồn điện; 2.Tiếp điểm; 3. Điện trở; 4. Thuốc cháy;
5. Hợp chất đánh dấu
- Nguyên lý hoạt động: Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, tiếp điểm (2) đóng

kín mạch điện, điện trở (3) phát nhiệt làm cháy thuốc cháy (4) đồng thời tạo lực
đẩy phun hợp chất đánh dấu (5) xuống đường đánh dấu quãng đường phanh.

3.2 Thiết bị đo vận tốc xe khi phanh
- Công dụng: Đo vận tốc xe tại thời điểm bắt đầu phanh
- Mức chính xác: Sai số không quá 3%
- Nguyên lý hoạt động: Khi xe chạy kéo theo thiết bị phía sau, bánh xe số (5)
chuyển động, lúc bắt đầu phanh công tắc báo đèn phanh đóng, nguồn điện này đóng
kín mạch của cảm biến tốc độ (1). Cảm biến đưa tín hiệu điện vào vôn kế, thể hiện giá
trị điện áp mà nó nhận được từ cảm biến. Tương ứng với số vôn trên vôn kế là giá trị
vận tốc chuyển động của xe lúc phanh.
- 25 -