Bản thuyết minh tính toán thiết kế hệ thống phanh thủy khí 7 tấn

PHỤ LỤC
PHỤ LỤC......................................................................................................................... 1
LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................... 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN............................................................................................4
1. 1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh.............................................................4
1.1 .1. Công dụng.........................................................................................................................4
1.1.2. Yêu cầu..............................................................................................................................5
1.1.3 Phân loại.............................................................................................................................5
1.2. Kết cấu hệ thống phanh........................................................................................................6
1.2.1. Các hệ thống phanh trên ô tô............................................................................................6
1.2.2. Kết cấu hệ thống phanh.....................................................................................................6
1.2.3. Cơ cấu phanh....................................................................................................................7
1.2.4. Cơ cấu phanh dừng.........................................................................................................12
1.2.5. Dẫn động phanh..............................................................................................................13
1.2.5.1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí.............................................................................13
1.2.5.2. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực..........................................................................14
1.2.5.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén...........................................................................17
1.2.5.4 Cơ cấu phanh dẫn động bằng thủy khí kết hợp...........................................................19
1.3 Giới thiệu về xe HUYNDAI tham khảo và phương án thiết kế...........................................22
1.3.1 Giới thiệu về xe HUYNDAI...............................................................................................22

......................................................................................................................................... 22
1.3.2.1 Cơ cấu phanh................................................................................................................25
1.3.3. Dẫn động phanh..............................................................................................................26
1.3.3.1. Dẫn động bằng cơ khí..................................................................................................26
1.3.3.2. Dẫn động bằng thủy lực...............................................................................................26
1.3.3.3. Dẫn động phanh bằng khí nén.....................................................................................27
1.3.3.4 Dẫn động phanh bằng thủy khí kết hợp........................................................................28
1.3.4. Bộ điều hòa lực phanh.....................................................................................................28
1.3.4.1. Điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất...........................................................28
1.3.4.2. Bộ điều hoà theo tải kiểu pít tông - vi sai.....................................................................30

1.3.4.3. Bộ điều hoà áp suất dạng tia........................................................................................31

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY KHÍ............34
2.1. Tính toán cơ cấu phanh......................................................................................................34
2. 1.1. Xác định mô men phanh cần thiết tại các bánh xe........................................................34
2.1.2. Tính toán cơ cấu phanh guốc bằng phương pháp họa đồ.............................................37

1


2.2. Xác định góc (), bán kính (ρ) và điểm đặt lực (ro) của lực R.............................................38
2.3. Xác định các lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ............................40
2.4. Kiểm tra hiện tượng tự xiết.................................................................................................41
2.5. Xác định các kích thước má phanh....................................................................................43
2.6. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh....................................................................45
2.7. Tính bền cho một số chi tiết................................................................................................45
2.8. Tính bền trống phanh..........................................................................................................46
2.9. Tính bền chốt phanh...........................................................................................................47
2.10. Tính bền lò xo hồi vị..........................................................................................................47
2.11. Tính toán phần dẫn động thủy lực....................................................................................49
2.11.1. Đường kính của xi lanh công tác...................................................................................49
2.11.2. Đường kính xi lanh chính...............................................................................................49
2.11. 3. Hành trình làm việc của pít tông trong các xi lanh.......................................................50
2.12. Tính toán phần dẫn động khí nén.....................................................................................51
2.12.1. Máy nén khí...................................................................................................................51
2.12.2. Van phân phối dẫn động hai dòng.................................................................................52
2.12.3. Van phân chia khí..........................................................................................................52
2.13. Tính toán bộ điều hòa lực phanh......................................................................................52
2.14. Xây dựng đồ thị quan hệ áp suất.....................................................................................53
2.15. Chọn đường đặc tính điều chỉnh......................................................................................55

2.16. Xác định hệ số đạt hiệu quả phanh cao nhất ()...............................................................56
2.17. Xác định hệ số Kđ.............................................................................................................57
2.18. Phương trình quan hệ áp suất p1– p2 của đường đặc tính điều chỉnh..........................58
....................................................................................................................................................59
2.19. Chọn và xác định các thông số kết cấu...........................................................................59

CHƯƠNG III: KIỂM TRA, BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG PHANH...........................61
3.1. Một số hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh, cách khắc phục..................................61
3.2. Chẩn đoán xe......................................................................................................................63
3.2.2. Khi xe nổ máy..................................................................................................................64
3.2.3. Khi xe đang chạy trên đường..........................................................................................64
3.3. Chú ý khi sử dụng hệ thống phanh....................................................................................64
3.4. Quy trình lắp ráp, điều chỉnh bàn đạp phanh.....................................................................65
3.4.1. Quy trình lắp ráp..............................................................................................................65
3.4.2. Điều chỉnh bàn đạp phanh...............................................................................................66
3.5. Kiểm tra hư hỏng và sửa chữa bàn đạp phanh.................................................................66
3.6. Quy trình lắp ráp bình chứa dầu phanh.............................................................................67
3.7. Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng xilanh chính.......................................................................68

2


3.8. Quy trình tháo-lắp lốp.........................................................................................................72
3.9. Kiểm tra sự mài mòn của má phanh..................................................................................73
3.10. Quy trình xả air trong hệ thống phanh.............................................................................73
3.11. Xả khí ra khỏi mạch dầu...................................................................................................74
3.12. Kiểm tra hoạt động của trợ lực phanh..............................................................................75
3.12.1. Kiểm tra hoạt động của trợ lực......................................................................................75
3.12.2. Kiểm tra sự kín khít của khí nén và dầu trợ lực............................................................75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................77

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng
hóa, sự mạnh mẽ và vẻ đẹp của chiếc xe thể hiện sự lịch lãm tạo ra phong cách cho người
chủ sử dụng. Tính tiện nghi cho người dùng và sự thân thiện với môi trường sống chung
quanh là hai tiêu chí đặt ra hàng đầu mà tất cả các cường quốc về công nghiệp ôtô đều
phải dựa vào đó để nghiên cứu phát minh để có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn.
Nhằm nâng cao khả năng tư duy cho sinh viên và khả năng hiểu biết về tính toán
thiết kế mà em được giao nhiệm vụ “TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
THỦY KHÍ CHO XE TẢI 7 TẤN”. Em biết hệ thống phanh là hệ thống quan trọng và
rất phức tạp, đặc biệt do ngày nay hệ thống giao thông tốt, xe hiện đại có vận tốc chuyển

3


động ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ
thống phanh nhằm đảm bảo tính an toàn cao cho sự chuyển động của ô tô ngày càng cấp
thiết.
Trong phần tính toán và thiết kế này em dựa chủ yếu vào số liệu của xe tải
HYUNDAI HD700, các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tính toán thiết kế. Do lần đầu
làm quen với thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp em còn có những mảng kiến
thức em chưa được nắm vững nên mặc dù em đã cố gắng tham khảo tài liệu có liên quan
song bài làm của em không thể tránh được những sai sót. Em rất mong được sự hướng
dẫn và chỉ bảo thêm của các thầy trong bộ môn để em củng cố thêm kiến thức và hiểu sâu
hơn, nắm vững kiến thức mà em đã học hỏi được.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là thầy
Thiều Sỹ Nam đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em hoàn thành tốt nhiệm vụ được
giao.

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !

Vĩnh Phúc, Ngày tháng năm 2018
Sinh viên thực hiện
Trần Duy Mạnh

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1. 1. Công dụng, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh
1.1 .1. Công dụng
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe, dừng hẳn hoặc giữ xe
đỗ ở một vị trí nhất định.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo
đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển
(tức là tăng được tốc độ trung bình của xe).

4


1.1.2. Yêu cầu
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh
ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm;
- Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn;
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao và phải có hai dòng độc lập đối với phanh chính;
- Phân bố mô men phanh phải hợp lý dể đảm bảo tận dụng tối đa trọng lượng bám tại các
bánh xe và không xảy ra hiện tượng trượt lết khi phanh;
- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh;
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển - với lực phanh trên
bánh xe;

- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng;
1.1.3 Phân loại
Theo công dụng:


•

Hệ thống phanh chính (phanh chân);

•

Hệ thống phanh dừng (phanh tay);

•

Hệ thống phanh dự phòng;

•

Hệ thống phanh rà hay chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực

hoặc điện từ) sử dụng trên các xe cỡ lớn và trên các dốc dài;
Theo kết cấu của cơ cấu phanh:


•

Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;

•

Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa;
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 kết hợp thủy lực-khí nén;

•

Hệ thống phanh điện hiện đây đang là xu thế của thời đại;
Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:

5

Theo khả năng điều chỉnh mô men phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống
phanh với bộ điều hòa lực phanh
Theo trợ lực



• Hệ thống phanh có trợ lực
• Hệ thống phanh không có trợ lực
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:



Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ
chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS).
1.2. Kết cấu hệ thống phanh
1.2.1. Các hệ thống phanh trên ô tô
Trên ô tô thường có các hệ thống phanh sau: phanh chính, phanh dừng và phanh dự
phòng.
Phanh chính phải là một hệ thống hoàn chỉnh, độc lập với các hệ thống phanh khác.
Nó có nhiệm vụ giảm tốc độ hoặc dừng hẳn ô tô đang chuyển động khi cần thiết. Hệ
thống phanh này được điều khiển bằng chân và thường được dẫn động bằng khí nén hoặc
thủy lực.
Phanh dừng có nhiệm vụ giữ ô tô ở trạng thái dừng trong thời gian dài, nó phải có
khả năng giữ ô tô đỗ được trên độ dốc nhất định (tùy theo tiêu chuẩn quy định). Phanh
dừng thường được dẫn động bằng cơ khí, điều khiển bằng tay.
Phanh dự phòng có nhiệm vụ thay thế tạm thời cho phanh chính khi hệ thống phanh
này gặp sự cố trên đường. Phanh dự phòng và phanh dừng có thể sử dụng chung một hệ
thống.

Ngoài ra trên một số loại ô tô thường có bố trí hệ thống phanh chậm dần, có tác dụng
giảm tốc độ ô tô ở các dốc dài mà không phải sử dụng tới phanh chính hay các phanh
khác. Hệ thống phanh này có thể là hệ thống phanh thủy lực, bố trí ở trục thứ cấp của hộ
số hoặc phanh băng động cơ với một van điều khiển đặt trên đường xả khí của động cơ.
1.2.2. Kết cấu hệ thống phanh
Kết cấu chung của hệ thống phanh trên ô tô được mô tả trên hình

6


Hình 1.1: Hệ thống phanh trên ô tô
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:
- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên
bánh xe khi phanh ô tô.
- Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn
đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén hay kết
hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ nếu đẫn động
cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh đòn cơ khí. Nếu là dẫn động
thủy lực thì dẫn động phan bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công
tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.
1.2.3. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận sinh ra mô men phanh và chuyển động năng của ô tô thành
dạng năng lượng khác (thường chuyển thành nhiệt năng).
Trên ô tô chủ yếu sử dụng ma sát để tạo cơ cấu phanh và các loại cơ cấu phanh
thường dùng trên ô tô là cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh dải.
*. Cơ cấu phanh tang trống
Trong cơ cấu phanh tang trống thì chúng ta có nhiều loại khác nhau:
a. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

7

Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc


xungxưngxứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua
đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ đồ hình1. 2.a là loại sử
dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ
đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này
thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để
điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều
chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.2.b).
Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên
tục (hình 1.2.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.2.a).
Ở hình 1.2.b trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên trái là
guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài hơn bên guốc
nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau trong quá trình sử dụng do
má xiết chịu áp suất lớn hơn.
Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.2.a) áp suất tác dụng lên hai
má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.

b. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự đối xứng qua
tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh
bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm.

8

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch
tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pít tông
luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và
trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pít tông
của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy
lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
c. Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Cơ cấu phanh guốc loại
bơi
có Cơ
nghĩa
guốc phanh
không
Hình
1.4:
cấulàphanh
guốc loại
bơitựa trên một chốt quay cố
định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.4.b).
Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại hai
mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b).
- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

9


Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi
lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pít tông. Cơ cấu phanh loại này thường
được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

- Loại hai mặt tựa tác dụng kép:
Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều
tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các
bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
d. Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa:

Hình 1.5: Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng

hoahoahoaahoaahoá

Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ
nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn; Cơ
cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên
kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động. Hai đầu còn lại
của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một
thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều
chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại
này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép:

10


Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa
trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này
được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
e. Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình

a) loại giá đỡ cố định

b) loại giá đỡ di động

Hình 1.6: Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa phanh được lắp với moayơ 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
pittông của các xi lanh bánh xe;
Khi phanh, áp suất chất lỏng pi tác động lên các pít tông trong các xi lanh công tác và
đẩy các má phanh ép vào đĩa phanh thực hiện quá trình phanh.
Phanh đĩa thường có cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh.
Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên các loại ô tô nhỏ và được dẫn động bằng thủy
lực.
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.

a. Loại giá đỡ cố định (hình 1.7.a):
Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe
ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pít tông, mà một đầu của nó luôn tì vào các
má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.

11


Hình 1.7.a Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định.
b. Loại giá đỡ di động (hình 1.7.b):

Hình 1.7.b: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động.
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt
bắt cố định trên dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với
một pít tông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ.
1.2.4. Cơ cấu phanh dừng
Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng. Nói chung
hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không di chuyển trên
các loại đường khác nhau.
Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó 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.

12


- 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, vì vậy còn gọi
là phanh tay.

Hình 1.8: Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng
1.2.5. Dẫn động phanh
1.2.5.1. Dẫn động phanh chính 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 của người lái, thường chỉ sử dụng ở cơ cấu
phanh dừng (phanh tay).

Hình 1.9: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.

13

1-Tay phanh; 2-Thanh dẫn; 3 - Con lăn dây cáp; 4-Dây cáp; 5-Trục; 6-Thanh kéo;
7 - Thanh cân bằng; 8,9-Dây cáp dẫn động phanh; 10 - Giá; 11,13-Mâm phanh; 12 Xilanh phanh bánh xe.
Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được truyền qua dây
cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc phanh, vị trí
của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2.
1.2.5.2. Dẫn động phanh chính bằng thủy lực
Dẫn động phanh bằng thủy lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các
xi lanh công tác của cơ cấu phanh để tạo lực ép má phanh vào trống\đĩa phanh.

Hình 1.10: Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh,
xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác (xi lanh bánh xe).
Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn
động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
-Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng:

14


1
4
2
3

Hình 1.11: Sơ đồ dẫn đông phanh thuỷ lực một dòng
1- Bàn đạp ; 3- Đường ống dẫn;
2-Xilanh chính; 4-Cơ cấu phanh
Nguyên lý làm việc:

Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đảy piston của xi lanh chính
2, do đó đều được ép và áp suất dầu tăng lên trong xi lanh và các đường ống dẫn dầu 3
chất lỏng với áp xuất lớn ở các xi lanh bánh xe sẽ thắng lực của lò xo và tiến hành ép
guốc vào trống phanh.
Khi không phanh nữa người lái không tác dụng voà bàn đạp các lò xo hồi vị của bàn
đạp, của viston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị kéo guốc phanh vào vị trí cũ.
- Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng
1
3

5
4

6

2

I

II

Hình 1.12: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng.
I: Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe trước; II: Đường ống dẫn dầu phanh đén
các bánh xe sau1- Bàn đạp; 2-Tổng phanh; 3-Bộ phận chia dòng;
4,6-Van; 5- Cơ cấu xy lanh bánh xe

15


a) Sơ đồ nguyên lý

b) Cấu tạo cua xy lanh
Hình 1.13: Xy lanh chinh hai piston

Cấu tạo: Cơ cấu gồm có pít tông chính 1 được nối với bàn đạp, và pít tông trung gian
2 được đặt tự do ở phía giữa của xilanh, pít tông 2 chia không gian xi lanh thành hai
khoang riêng biệt để nối với các dòng dẫn động phanh, mỗi dòng được cung cấp dầu bởi
1 bầu chứa riêng.
Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp làm cho pít tông chính 1 sẽ
dịch chuyển về phía trái tạo nên áp suất cao ở khoang I, qua pít tông trung gian 2 tạo nên
áp suất cao ở khoang II.
Khi xẩy ra hư hỏng ở một dòng nào đó thì pít tông sẽ chuyển dịch một cách tự do cho
đến khi chạm vào pít tông trung gian hoặc chạm vào đáy của xilanh, sau đó trong buồng
xilanh của dòng không hư hỏng sẽ tạo nên áp suất làm việc khi đó xe vẫn được phanh
nhưng hiệu quả không cao người lái sẽ cảm thấy hư hỏng của hệ thống vì hành trình bàn
đạp tăng lên.

16


Bộ chia dòng: Dùng để phân tách hoạt động của hai dòng.

a) Sơ đồ

b) Cấu tạo
Hình 1.14: Bộ chia

1: Piston

3: Đầu nối tới dòng trước

2:Đầu nối tới dòng sau

4: Từ xy lanh chính tới

Khi phanh chất lỏng từ xi lanh chính bị dồn đến khoang A gây lên lực tác dụng lên
các pít tông 1 và trong dòng I và II áp suất làm việc tăng lên cho đến khi cân bằng với áp
suất trong khoang, khi xẩy ra hư hỏng ở một dòng nào đó thì còn dòng thứ II vẫn làm
việc bình thường song hiệu quả phanh của cả xe có giảm và người lái cũng nhận biết về
phía hành trình bàn đạp tăng.
1.2.5.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén
Dẫn động phanh bằng khí nén tức là sử dụng năng lượng của nguồn khí nén để tạo
nên áp lực ép các guốc phanh vào trống phanh.

17


Hình 1.15: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén
1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 – van điều áp; 4 - đồng hồ áp suất;
5 - bàn đạp phanh; 6 - van an toàn; 7 - bình chứa khí; 8 - van phân phối (tổng
phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh; 11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc phanh.
Hệ dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén thường gồm các bộ phận chính sau: máy
nén khí, bình chứa khí nén, van phân phối, đường ống dẫn khí nén, các xi lanh công tác
(bầu phanh), bộ phận chia khí nén đến các bình chứa của các dòng dẫn động khác nhau
và các van an toàn của hệ thống. Để giảm thời gian chậm tác dụng của cơ cấu phanh ở xa,
người ta có thể bố trí các van gia tốc.
Máy nén khí sử dụng trong hệ thống dẫn động phanh trên các ô tô tải thường là máy
nén dạng pít tông có 2 xi lanh. Máy nén khí được thiết kế với năng suất sao cho có thể
nạp nhanh nhất tất cả các bình khí trên ô tô sau khi khởi động động cơ. Trong khi ô tô
hoạt động, nếu hệ thống đã được cung cấp đủ khí nén thì máy nén tạm thời ngưng cung

cấp khí và chuyển sang chế độ không tải nhờ van điều khiển tự động.
Van điều áp 3 đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làm việc trong
hệ thống trong phạm vi giới hạn nhất định.
Bộ tách nước có tác dụng tách hơi nước lẫn trong không khí và ngưng tụ lại thành
nước rồi xả ra ngoài, tránh không cho hơi nước lọt vào các bộ phận trong hệ thống phanh
và làm gỉ chúng.
Tổng van (van phân phối) trong dẫn động phanh khí có nhiệm vụ điều khiển quá
trình cấp khí nén từ bình khí tới các bầu phanh tại các bánh xe. Yêu cầu cơ bản đối với
tổng van khí là tính chép hình, nghĩa là áp suất phanh tại các bánh xe phải tỉ lệ với lực tác

18


dụng lên bàn đạp, đồng thời ứng với mỗi vị trí của bàn đạp điều khiển áp suất phanh phải
có một giá trị xác định tương ứng.
Van bảo vệ 2 ngả có nhiệm vụ phân phối khí nén từ máy nén khí theo 2 mạch dẫn
động tương ứng. Trong trường hợp một trong các mạch có hư hỏng thì các van có nhiệm
vụ ngắt mạch hư hỏng ra khỏi hệ thống đảm bảo cho sự làm việc bình thường của mạch
còn lại.

Hình 1.16: Sơ đồ van bảo vệ 2 ngả
1-Thân van; 2-Piston trung tâm; 3-Van một chiều; 4-Piston chặn; 5-Lò xo của piston
chặn; 6- Lò xo của piston trung tâm;7- Lò xo của van một chiều;
I-Cửa dòng khí từ bình khí nén;II- Cửa dòng khí đến bình khí nén;
III-Cửa dòng khí nén tới bình chứa
Nguyên lý làm việc:
Khi máy nén khí làm việc thì cấp khí nén tới các bình chứa khí nén và trước khi tới
các bình khí thì đi qua van bảo vệ 2 ngả từ van bảo vệ này thì dòng khí được chia làm 2
dòng tới 2 bình chứa khí nén khác nhau. Khí nén vào cửa I của van bảo vệ nhờ áp lực của
dòng khí đã được nén áp suất sao cho nên mở van 1 chiều (3) và đi tới bình chứa.

Lúc đầu khi trong hệ thống làm việc bình thường thì pít tông trung tâm (2) ở vị trí
giữa của hai van 1 chiều (3). Cho đến khi mà trong hệ thống phanh có 1 dòng nào đó bị
hỏng thì van 1 chiều của bên đó tự động đóng ngắt dòng khí đi vào trong hệ thống của
dòng đó như vậy đảm bảo sự làm việc bình thường của dòng còn lại.
1.2.5.4 Cơ cấu phanh dẫn động bằng thủy khí kết hợp
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xe phía
trước và phía sau.

19


- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xi
lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc như
trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van kép, có
hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.
Khi phanh làm việc thì cơ cấu chấp hành là gồm có pít tông thủy lực ở bầu phanh và
cơ cấu dẫn động là gồm có pít tông các màng, thanh đẩy và pít tông thuỷ lực, dầu phanh
lúc nào cũng có trong hệ thống, bầu phanh chính của các cơ cấu phanh cầu trước và sau .
Van phanh
Bình khí
Xả ra ngoài

Bình
chứa
dầu

Xi lanh

chính
Xi lanh bánh
xe

Trống
phanh

Guốc
Bánh xe trước

phanh

Bình
chứa
dầu

Máy nén khí

Xi lanh bánh
xe
Xi lanh
chính
Đường khí
Đường
dầu
Bánh xe
sasau

Hình 1.18: Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợp

20

Trống
phanh

Guốc
phanh


17

19

18

20

21

22

1
2

3

4

5
6

16

7

15

14

13

12

11

10

9

8

Hình 1.19: Sơ đồ cơ cấu dẫn động phanh.
1,5- Ống nối;6-Thân van xả;13- Thanh đẩy
2- Bu lông;7- Xi lanh thủy lực;14- Lò xo thanh đẩy
3- Lò xo; 8- Ống cách;18- pít tông màng.
4-Vòng đệm;12- Thân bầu khí.
Nguyên lý làm việc:
Khi chưa làm việc thì pít tông (21) chịu tác dụng của lực lò xo đẩy lên trên không
chạm vào van lúc này van được đóng lại và khoang trước của pít tông (18) được thông
với khí quyển nhờ cửa xả của van xả (6). Và pít tông màng (18) ở vị trí bên trái và

khoang trái của pít tông màng (18) thông vào bàn đạp phanh thì khí nén được đưa từ van
phân phối đi qua ống nối (1) vào và đẩy piston (21) xuống mở van lúc này khí nén từ
bình khí nén được cung cấp đi qua ống dẫn khí tác dụng vào pít tông màng (18) khi chưa
làm việc thì pít tông màng ở vị trí bên trái khi làm việc thì khí nén tác dụng làm cho pít
tông màng dịch chuyển sang bên phải tác dụng vào pít tông thủy lực sang bên phải lúc
này dầu được cung cấp trong xi lanh dưới tác dụng của pít tông thủy lực đẩy dầu tới các
xy lanh bánh xe. Dưới tác dụng của áp suất dầu tác dụng vào pít tông bánh xe guốc phanh
ép vào trống phanh tiến hành quá trình phanh.

21


Khi giữ bàn đạp phanh ở một vị trí nào đó thì mặt đáy của pít tông (18) dính với bề
mặt của van và dưới tác dụng của lò xo và dòng khí tác dụng dưới đáy van đẩy van đi lên
và đóng cửa van lại không cung cấp khí nén vào trong hệ thống và áp suất này ta có sự
cân bằng giữa lực tác dụng của khí nén từ van phân phối tới tác dụng lên trên bề mặt trên
của piston và lực tác dụng của lò xo ở phía dưới van và dòng khí nén đi từ bình khí nén
tới. Khi ta tăng lực bàn đạp thêm một chút thì phá vỡ sự cân bằng trên dòng khí nén được
cung cấp tiếp vào trong hệ thống và lực phanh được tăng lên ở cơ cấu phanh bánh xe.
1.3 Giới thiệu về xe HUYNDAI tham khảo và phương án thiết kế
1.3.1 Giới thiệu về xe HUYNDAI

Hình 1.20: Xe HYUNDAI tham khảo

22


Loại Phương tiện

:

Ô tô vận tải chở hàng đông lạnh

Nhãn hiệu

:

HYUNDAI HD700
Khối lượng

Trọng lượng bản thân :

3205

kG

Phân bố : - Cầu trước :

1675

kG

:

1530

kG

Tải trọng cho phép chở :

6850

kG

Số người cho phép chở :

3

người

:

10250

kG

Cầu trước :

3060

kG

Cầu sau

7190

kG

- Cầu sau

Trọng lượng toàn bộ
Phân bố -

:

Kích thước
Dài x Rộng x Cao :
Chiều dài cơ sở

6770x2210x2870

mm

3735

mm

1650/1495

mm

210

mm

:

Chiều rộng cơ sở trước/sau :
Khoảng sáng gầm xe

:

Động cơ
Nhãn hiệu động cơ

:

D4DB

Loại động cơ

:

4 kỳ, 4 xi lanh thẳng hàng, làm mát bằng
nước

23


Thể tích làm việc

:

11149

Công suất lớn nhất /tốc độ quay :

cm3

96 (335)kW/ 2900 v/ph

Mômen lớn nhất/tốc độ quay:

290/110( EURO II) kg.m/rpm

Tốc độ tối đa

:

117 km/h

Loại nhiên liệu

:

Diesel

Dung tích bình nhiên liệu:

200 lít

Tiêu hao nhiên liệu:

30Lít/100Km
Lốp xe

Công thức bánh xe

:

4x 2

Lốp trước / sau

:

7.50 - 16/7.50 - 16

Hệ thống phanh

Dạng tang trống

:

24


1.3.2 Phương án thiết kế
1.3.2.1 Cơ cấu phanh
So sánh cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh guốc ta có những nhận xét sau:
Đặc điểm

Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh guốc

- Áp suất phân bố đều trên má
phanh, chính vì thế má phanh
mòn rất đều.
Áp suất của - Áp suất tác dụng từ má phanh

cơ cấu

lên đĩa phanh là lớn. Làm cho má
phanh nhanh mòn dẫn đến vật
liệu chế tạo phải tốt. Dẫn đến giá
thành của cơ cấu này sẽ cao lên.

- Áp suất phân bố không đều trên
má phanh vì thế má phanh mòn
không đều.
- Áp suất tác dụng từ má phanh
lên tang trống là không lớn. Làm
cho má phanh lâu mòn dẫn đến
vật liệu làm má phanh không cần
quá tốt. Giá thành của cơ cấu

thấp.
- Khe hở giữa má phanh và đĩa - Khe hở giữa má phanh và tang
phanh nhỏ cho nên tác dụng của trống là tương đối lớn (0, 2 ÷ 0, 3
Khe hở giữa
má phanh
với đĩa/tang
trống

cơ cấu là nhanh, giảm thời gian mm) dẫn đến thời gian chậm tác
chậm tác dụng, tăng tỉ số truyền dụng là lớn.
của cơ cấu dẫn tới giảm lực bàn - Phải thường xuyên điều chỉnh
đạp trên cơ cấu phanh.

khe hở giữa má phanh và tang

- Cơ cấu phanh có khả năng tự trống khi trong cơ cấu không có
động điều chỉnh khe hở giữa đĩa cơ cấu tự động điều chỉnh khe
phanh và má phanh.
hở.
- Do cơ cấu phanh này thì tiếp - Do cơ cấu phanh thì không tiếp
xúc trực tiếp với môi trường bên xúc với môi trường bên ngoài
ngoài cho nên khả năng thoát cho nên khả năng thoát nhiệt của

Tiếp xúc
môi trường

nhiệt của cơ cấu này là rất tốt.

cơ cấu là rất kém.

- Do tiếp xúc trực tiếp với môi - Do má phanh được bao kín
trường bên ngoài cho nên bụi bẩn bằng tang trống cho nên ít bụi
cũng sẽ thường xuyên bám vào bẩn bám vào, vì vậy má phanh sẽ
làm nhanh mòn má phanh.

lâu mòn do bụi bẩn.

Giá thành

- Yêu cầu đối với cơ cấu phanh là - Yêu cầu không cần cao về độ

sản phẩm

đòi hỏi độ chính xác cao.

chính xác trong chế tạo.

25