Tính toán thiết kế hệ thống phanh dựa trên xe cơ sở hyundai santafe

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Mục lục
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................ 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ.................4
1.1. Nhiệm vụ,Yêu cầu,phân loại đối với hệ thống phanh...............................................4
1.1.1. Nhiệm vụ...............................................................................................................4
1.1.2.Yêu cầu................................................................................................................... 4
1.1.3. Phân loại................................................................................................................5
1.2. Kết cấu hệ thống phanh.............................................................................................5
1.2.1. Cơ cấu phanh.........................................................................................................5
1.2.2. Dẫn động phanh.....................................................................................................20
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ..............................................24
2.1. Giới thiệu về xe cơ sở.................................................................................................24
2.2. Phân tích các phương án thiết kế.................................................................................25
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH...............................32
3.1. Tính toán các thông số cơ bản...................................................................................32
3.2. Tính toán cơ cấu phanh.............................................................................................34
3.2.1 Tính toán cơ cấu phanh trước..................................................................................34
3.2.2 Tính toán cơ cấu phanh sau.....................................................................................38
3.3. Tính toán dẫn động phanh.........................................................................................53
3.3.1. Tính toán thông số..................................................................................................53
3.3.2. Tính toán thiết kế trợ lực chân không.....................................................................56
CHƯƠNG IV: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI
SANTAFE....................................................................................................................... 63
4.1. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục................................................63
4.1.1. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh chính
......................................................................................................................................... 63

SVTH: Vũ Đức Hiệp

1

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

4.1.2. Những hư hỏng thường gặp và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh dừng
......................................................................................................................................... 66
4.2. Kiểm tra chẩn đoán...................................................................................................67
4.2.1. Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh chính.............................................................67
4.2.2. Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh dừng.............................................................70
4.3. Bảo dưỡng và sữa chữa hệ thống phanh xe HyunDai Santafe...................................70
4.3.1. Bảo dưỡng.............................................................................................................. 70
4.3.2 Quy trình sửa chữa và thay thế một số bộ phận của hệ thống phanh xe HyunDai
Santafe............................................................................................................................. 72
4.3.2.1: Sửa chữa cơ cấu phanh........................................................................................72
4.3.2.2. Sửa chữa xi lanh phanh chính.............................................................................76
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

SVTH: Vũ Đức Hiệp

2

Lớp: 64DCOT06

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam
LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô - máy kéo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nói
chung và giao thông vận tải nói riêng, nó quyết định một phần không nhỏ về tốc độ phát
triển của nền kinh tế một quốc gia. Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật
thì nghành ôtô cũng có những phát triển đáng kể. Các thành tựu mới như điều khiển tự
động, kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, kỹ thuật bán dẫn cũng như các phương pháp
tính toán hiện đại đều được áp dụng trên ô tô.
Ở nước ta hiện nay, các loại xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là nhập ngoại hoặc được
lắp ráp tại các nhà máy liên doanh, các loại xe trên rất đa dạng về chủng loại mẫu mã
cũng như chất lượng. Trong đó các dòng xe có suất xứ từ Hàn Quốc chiếm một tỷ lệ
đáng kể . Với đặc thù của địa hình Việt Nam 70% diện tích là đồi núi. Đướng xá thường
khó khăn , cơ sở hạ tầng còn chưa tốt . Do đó yêu cầu phải có hệ thống phanh tốt đảm
bảo an toàn trong quá trình vận tải, đồng thời nâng cao được hiệu quả phanh và độ ổn
định khi phanh. Trên cơ sở đó em được giao đề tài: Thiết kế hệ thống phanh dựa trên xe
cơ sở HyunDai Santafe.
Nội dung đồ án gồm:
- Chương I: Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô.
- Chương II: Lựa chọn phương án thiết kế.
- Chương III: Tính toán thiết kế hệ thống phanh.
- Chương IV: Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh xe HyunDai Santafe.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Nguyễn Thành Nam và các thầy cô trong
bộ môn đã giúp đỡ và hướng dẫn tận tình để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Vĩnh Yên, ngày 26 tháng 5 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Vũ Đức Hiệp

SVTH: Vũ Đức Hiệp

3

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ
1.1. Nhiệm vụ, yêu cầu,phân loại đối với hệ thống phanh
1.1.1. Nhiệm vụ
Hệ thống phanh là một trong các cụm đảm bảo an toàn chuyển động cho ôtô. Trong quá
trình phanh, động năng của xe được chuyển hoá thành nhiệt năng do ma sát giữa trống
phanh (đĩa phanh) với má phanh nhờ vậy có thể:
- Giảm được tốc độ chuyển động của xe, dừng xe hoặc đỗ xe;
- Duy trì vận tốc của ôtô một giá trị nhất định khi xe chuyển động xuống dốc;
- Đảm bảo cho ôtô đứng yên trên đường kể cả trên đường dốc cũng như khi không có
mặt người lái;
- Đối với xe bánh xích hệ thống phanh còn giúp cho việc quay vòng xe.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất ở bất kỳ chế độ chuyển động nào, ngay cả khi dừng
xe tại chỗ, đảm bảo thoát nhiệt tốt;

- Có độ tin cậy làm việc cao để ôtô chuyển động an toàn;
- Thời gian chậm tác dụng của hệ thống phanh phải nhỏ và đảm bảo phanh xe êm dịu
trong mọi trường hợp;
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện và có tính tuỳ động;
- Đảm bảo sự phân bố mômen phanh trên các bánh xe theo quan hệ sử dụng hoàn toàn
trọng lượng bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào;
- Các chi tiết phải có trọng lượng nhỏ, tuổi thọ cao, dễ sử dụng và chăm sóc, bảo dưỡng
bảo quản, thời gian bảo dưỡng sửa chữa ngắn;
- Đối với phanh dừng phải đảm bảo giữ xe đứng yên ngay cả khi trên dốc có độ dốc 16%
trong thời gian dài.
Trên đây là các yêu cầu cơ bản, tuy nhiên với mỗi loại xe cụ thể, hệ thống phanh
lại có các đặc điểm riêng về mặt kết cấu nhằm đáp ứng các yêu cầu khác nhau mà loại xe
đó đặt ra.
SVTH: Vũ Đức Hiệp

4

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

1.1.3. Phân loại
Với những công dụng và yêu cầu của hệ thống phanh như trên thì trên ô tô hệ thống
phanh thường được phân loại như sau:
a. Theo công dụng
- Hệ thống phanh chính (phanh chân);
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);

- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ).
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa;
- Hệ thống phanh kết hợp cả hai loại cơ cấu phanh trên.
c. Theo dẫn động phanh
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí;
- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực;
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén;
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực.
d. Theo các cơ cấu bổ trợ cho hệ thống phanh
- Hệ thống phanh có cường hóa;
- Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh;
- Hệ thống phanh có chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock brake system);
- Hệ thống phanh có phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic brake-force
distribution);
- Hệ thống phanh có hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake assist).
1.2. Kết cấu hệ thống phanh
1.2.1. Cơ cấu phanh
a. Cơ cấu phanh đĩa

SVTH: Vũ Đức Hiệp

5

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

* Cấu tạo
Kết cấu cơ cấu phanh trước được chỉ ra trên hình 1.1.

Hình 1.1. Kết cấu cơ cấu phanh đĩa
1. Đĩa phanh; 2. Giá đỡ; 3.Má phanh ngoài; 4. Pít tông;
5.Càng phanh; 6. Má phanh trong.
- Đĩa phanh: Được chế tạo từ gang xám, bề mặt làm việc được mài phẳng, trên đĩa phanh
có các rãnh xuyên tâm để tạo thành bề mặt có các lỗ thoát nhiệt và được đặt sát ổ bi moay ơ;
- Xi lanh phanh bánh xe: Có bề mặt làm việc phía trong dạng hình trụ. Thông từ phía
ngoài vào trong xi lanh phanh bánh xe được bố trí hai lỗ dầu, một lỗ dẫn dầu từ xi lanh chính
đến và một lỗ để xả khí trong dầu. Các pít tông được đặt trong xi lanh kèm theo phớt làm kín
và lò xo. Ngoài ra còn có thêm các chốt tì để liên kết pít tông với đầu guốc phanh và cúp
ben;
- Bộ gá: là loại di động có thể trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu.
Trong bộ gá di động 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 trên giá đỡ;
- Má phanh: Có dạng phẳng, được chế tạo bằng vật liệu ma sát, má phanh và xương
phanh được dán với nhau bằng một loại keo đặc biệt. Pít tông tác dụng vào xương của má
phanh thông qua một tấm lót.

SVTH: Vũ Đức Hiệp

6

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

* Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh bánh trước được biểu diễn trên hình 1.2.

Hình 1.2.Sơ đồ nguyên lý cơ cấu phanh trước
1.Càng phanh đĩa; 2.Má phanh đĩa; 3.Rô tô phanh đĩa; 4.Pittông; 5.Dầu;
a. Khi không phanh; b. Khi phanh.
Trạng thái làm việc:
- Khi đạp phanh (có thêm trợ lực chân không) sẽ tạo ra áp suất dầu từ xy lanh chính đẩy
các pittông làm cho các má phanh đĩa kẹp cả hai bên của rôtô phanh đĩa, làm các bánh xe
giảm tốc độ;
- Khi nhả bàn đạp phanh, không còn áp lực lên các pittông, khi đó vòng cao su hồi vị sẽ
kéo pittông về vị trí ban đầu, nhả má phanh ra, giữ khe hở giữa đệm của đĩa phanh và
rôto đĩa phanh được duy trì ở một khoảng cách không đổi (cơ cấu tự điều chỉnh khe hở
má phanh).
b. Cơ cấu phanh tang trống
* Cấu tạo
Kết cấu cơ cấu phanh sau được biểu diễn trên hình 1.3
SVTH: Vũ Đức Hiệp

7

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.3. Kết cấu cơ cấu phanh sau.
1. Chắc bụi; 2.Cần đẩy; 3.Pít tông; 4.Cúp ben; 5.Lò xò; 6.Thân xin lanh; 7.Vít điều chỉnh
khe hở; 8.Cần tự động điều chỉnh khe hở; 9. Chốt và đệm chữ C; 10.Lò xo hồi vị; 11.Guốc
phanh; 12.Tấm ma sát; 13.Lò xo kéo cửa cần điều chỉnh; 14.Tang trống; 15.Cần kéo phanh
tay; 16.Cáp phanh tay; 17.Lò xo kéo guốc phanh
- Guốc phanh: Được chế tạo bằng thép, có hai guốc là loại chốt tựa cùng phía đầu trên
dựa vào cơ cấu nhả, đầu dưới dựa vào cơ cấu điều chỉnh, trên mặt có gia công các lỗ để gá lò
xo hồi vị của guốc phanh và cơ cấu điều chỉnh.
- Má phanh: Có độ cong theo độ cong của guốc phanh. Được chế tạo bằng vật liệu ma
sát. Má phanh được gắn với guốc phanh bằng một loại keo đặc biệt.
- Mâm phanh: Được thiết kế chế tạo để gắn cụm phanh, mâm phanh được gắn bằng bu
lông vào trục bánh sau. Trên mâm phanh có các lỗ, vấu lồi để gắn xi lanh thủy lực, lò xo giữ
guốc phanh và cáp phanh tay.
- Trống phanh: Được gắn vào trục bánh xe, ở ngay bên trong bánh xe và quay cùng bánh
xe. Trống phanh được chế tạo từ gang xám, trên trống phanh có gia công các lỗ để định vị
má phanh.
- Trống phanh quay cùng với bánh xe, guốc phanh sẽ ép vào với bánh xe từ bên trong.

SVTH: Vũ Đức Hiệp

8

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

* Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh bánh sau được biểu diễn trên hình 1.4.

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu phanh sau.
1- Xi lanh phanh bánh xe; 2- Guốc phanh; 3- Má phanh; 4- Trống phanh; 5- Pít tông;
6- Cúp ben.
Dòng dầu có áp suất cao từ xi lanh chính tới xi lanh phanh bánh xe, dưới áp suất của dầu,
làm pít tông dịch chuyển đẩy guốc phanh về phía trống phanh thực hiện quá trình phanh, làm
giảm tốc độ của xe và dừng xe. Thôi đạp phanh thì dưới tác dụng của lò xo hồi vị kéo guốc
phanh tách khỏi trống phanh.
* Ưu điểm, nhược điểm của phanh đĩa
 Ưu điểm :
So với phanh tang trống phanh đĩa có các ưu điểm sau:
- Làm mát tốt : 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;

SVTH: Vũ Đức Hiệp

9

Lớp: 64DCOT06


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

- Tiếp nhận trực tiếp đủ áp suất phanh: lực ma sát của phanh đĩa tỷ lệ thuận với áp suất
thủy lực từ xy lanh chính. Trong phanh tang trống do đặc tính tự tăng thêm áp lực phanh
nên các má phanh tác động không đều;
- 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 các lỗ
thông gió. Sau một thời gian, chúng nặng dần và rơi ra ngoài;
- Bảo dưỡng sửa chữa đơn giản hơn phanh tang trống. Do kết cấu có ít các chi tiết tác
động nên công tác bảo dưỡng sửa chữa đơn giản hơn so với phanh tang trống.
 Nhược điểm :
- 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 quá trình tản nhiệt diễn ra chậm và phanh có thể bị gãy.
c. Dẫn động phanh chính
Dẫn động phanh chính: Có nhiệm vụ là nhận lực tác dụng của người lái vào bàn đạp
phanh, truyền lực qua các cơ cấu đến xi lanh chính, nén ép và tạo áp suất cao cho dầu truyền
đến xi lanh phanh bánh xe, tạo ra lực tác dụng vào các má phanh, guốc phanh để thực hiện
quá trình phanh xe.
Dẫn động phanh của hệ thống phanh dẫn động thủy lực, trợ lực chân không bao gồm :
Bàn đạp phanh, xi lanh chính, cơ cấu tín hiệu, các đường ống dẫn và các ống nối mềm giữa
xi lanh phanh chính và các xi lanh phanh bánh xe
* Nhiệm vụ của xi lanh phanh chính
Xi lanh phanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác dụng của bàn đạp phanh thành áp
suất thủy lực, Xi lanh chính có hai buồng chứa hai pít tông tạo ra áp suất thủy lực trong
đường ống phanh của hai nhánh trong hệ thống.
* Cấu tạo của xi lanh phanh chính
Kết cấu xi lanh phanh chính được biểu diễn trên hình 1.5.

SVTH: Vũ Đức Hiệp

64DCOT06

10

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.5.Cấu tạo xi lanh phanh chính.
1 – Nắp bảo vệ; 2 – Đệm chống tràn dầu; 3 – Lưới lọc; 4 – Thân bình; 5 – Đoạn ống lồng;
6,8,16 – Đệm; 7 - Nút; 9 – Cữ chặn; 10 - Lò xo; 11,19 – Vòng đệm;
12 – Bát cao su; 13 – Piston thứ hai; 14,22 – Đệm làm kín; 15 – Vít xả; 17 - Ống lót hạn chế;
18 – Vít hãm; 20 – Tấm van; 21 – Piston thứ nhất; 23 – Vòng chặn; 24 – Vòng hãm.
- Xi lanh phanh chính là xi lanh kép, tức là trong xi lanh phanh chính có hai pít tông
tương ứng với chúng là hai khoang chứa dầu riêng biệt, dẫn đến hai nhánh phanh.
- Thân xi lanh được đúc bằng gang trên thân có gia công các lỗ bù, lỗ thông qua, đồng
thời đây cũng là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác.
- Pít tông: Mỗi buồng của xi lanh chính có một pít tông. Mỗi pít tông có một lò xo hồi vị
riêng, pít tông được chế tạo bằng nhôm đúc, phía đầu làm việc có gờ cố định gioăng làm kín,
trên mỗi pít tông có khoan lỗ và có khoang chứa dầu để bù dầu trong hành trình trả. Phía
đuôi của pít tông khoang thứ nhất có hốc để chứa đầu cần đẩy.
- Cúp ben: Làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển trong xi lanh cùng với pít tông có
tác dụng làm kín khi dầu có áp suất cao ở hành trình nén.

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

11

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

* Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý chung: Khi đạp bàn đạp phanh, lực bàn đạp truyền qua cần đẩy vào xi lanh
chính để đẩy pít tông trong xi lanh này tạo ra dầu có áp lực cao, lực của áp suất thủy lực bên
trong xi lanh chính được truyền qua các đường ống dầu phanh đến các xi lanh phanh bánh xe
thực hiện quá trình phanh.
* Các chế độ làm việc của xi lanh chính:( Hình 1.6.)
- Khi không đạp phanh: ( Hình 1.6) Cúp ben của pít tông số 1 và số 2 nằm giữa cửa vào
và cửa bù làm cho xi lanh và bình dầu thông nhau. Pít tông số 2 bị lực của lò xo hồi vị thứ 2
đẩy sang phải, nhưng không thể chuyển động hơn nữa do có bu lông hãm.

Hình 1.6.Xi lanh phanh chính khi không đạp phanh.
- Khi đạp phanh: ( Hình 1.7.) Pít tông số 1 dịch sang trái và cúp ben của pít tông này bịt
kín cửa bù để chặn đường đi của xi lanh này và buồng chứa. Khi pít tông này bị đẩy thêm nó
làm tăng áp suất thủy lực bên trong xi lanh chính. Áp suất này tác dụng vào các xi lanh
phanh bánh sau. Do cũng có một áp suất dầu như vậy tác dụng lên pít tông số 2, pít tông số 2
hoạt động tương tự như pít tông số 1 và tác dụng lên các xi lanh bánh trước.

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

12

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.7.Xi lanh phanh chính khi đạp phanh.
`- Khi nhả bàn đạp phanh: Các pít tông bị áp suất dầu và lực lò xo hồi vị đẩy về vị trí
ban đầu. Tuy nhiên do dầu ko chảy từ xi lanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu
trong xi lanh chính giảm nhanh trong một thời gian ngắn (tạo thành độ chân không ). Kết
quả là dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xi lanh qua cửa vào và nhiều lỗ ở đỉnh pít tông và
quanh chu vi của cúp ben pít tông. Sau khi pít tông trở về vị trí ban đầu, dầu phanh dần
dần chảy từ xi lanh phanh về xi lanh chính rồi chảy vào bình chứa qua các cửa bù. Các
cửa bù này cũng điều hòa sự thay đổi thể tích dầu trong xi lanh do nhiệt độ thay đổi. Điều
này tránh cho áp suất thủy lực tăng lên trong xi lanh khi không đạp phanh. Hoạt động của
xi lanh phanh khi nhả bàn đạp phanh được biểu diễn ở hình 1.8.

Hình 1.8.Xi lanh phanh chính khi nhả bàn đạp phanh.
SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

13

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

*Trường hợp hoạt động không bình thường ( có sự cố trong hệ thống)
- Rò dầu dòng phanh cầu sau ( Hình 1.9.)
Khi đạp phanh pít tông số 1 dịch sang trái tuy nhiên không sinh ra áp suất dầu ở phía
sau của xi lanh. Vì vậy pít tông số một nén lò xo hồi vị để tiếp tục với pít tông số 2 đẩy
pít tông số 2 sang trái. Pít tông số 2 làm tăng áp suất dầu phía trước xi lanh vì vậy làm 2
phanh nối với phía trước xi lanh hoạt động.

Hình 1.9.Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ phía sau.
- Rò dầu dòng phanh cầu trước ( Hình 1.10.)
Do áp suất dầu không sinh ra ở phía trước xi lanh, pít tông số 2 bị đẩy sang trái đến
khi nó chạm vào thành xi lanh. Khi pít tông số 1 bị đẩy tiếp sang trái, áp suất dầu phía
sau xi lanh tăng cho phép 2 phanh nối với phía sau xi lanh hoạt động.

Hình1.10. Xi lanh phanh chính khi bị rò rỉ phía trước.
d. Bộ trợ lực chân không
* Cấu tạo bộ trợ lực chân không
Cấu tạo bộ trợ lực chân không được biểu diễn dưới hình 1.11.
SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

14

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.11.Cấu tạo bộ trợ lực chân không.
1 – Nắp buồng thứ hai; 2- Piston của buồng thứ hai; 3- Van Ngược; 4- Lò xo; 5- Đai ốc;
6- Cữ chặn; 7- Thanh nối; 8- Vòng đệm; 9- Đệm làm kín thanh nối; 10,13,37- Đệm chắn;
11- Vòng bích; 12,26- Vòng chặn; 14- Màng ngăn; 15- Nắp vòng bích; 16- Nắp khoang
thứ nhất; 17- Vách ngăn giữa khoang thứ nhất với khoang thứ hai; 18- Màng cao su của
ngăn thứ hai; 19- Ống dẫn hướng; 20- Giảm va đập rung; 21- Lò xo van điều khiển chân
không; 22- Màng cao su của ngăn thứ nhất; 23- Thân; 24- Piston 25- Thân van chân
không; 27- Vòng đỡ thân van; 28 – Vòng bích làm kín thân van; 29 – Piston của van; 30
– Lọc không khí; 31 – Chụp bảo vệ; 32 – Thanh đẩy; 33 – Chốt chẻ; 34 - Ống lót lò xo;
35- Lò xo van; 36 – Vòng bích van điều khiển; 38 – Màng ngăn của van; 39 – Vít.
I,II: Khoang không khí ; III,IV:Khoang chân không.
Bộ trợ lực chân không cấu tạo gồm hai khoang ngăn cách nhau nhờ vách ngăn (18),
mỗi khoang được chia làm hai ngăn nhờ pittong kiểu màng (2) và (24).Các pittong được
liên kết với nhau qua thanh nối (7).Hai ngăn I và II khi phanh thông với khí trời, hai ngăn
III và IV thông với cổ hút của động cơ. Đồng thời các ngăn đó được thông với nhau qua
van chân không (25), việc đóng mở van chân không được tiến hành nhờ thanh đẩy (32)
và lò xo van, lò xo (4) có xu hướng đẩy piston về vị trí tận cùng bên phải, thanh nối (7)
được nối trực tiếp với tổng phanh.
SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

15

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

* Nguyên lý hoạt động
- Khi chưa đạp phanh(cửa A mở, cửa B đóng. Hình .1.12.)

Hình 1.12.Trạng thái chưa đạp phanh.
Van khí được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải bởi lò xo đàn hồi van khí.
Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển. Nó làm cho van khí tiếp xúc với
van điều khiển, vì vậy không khí ở bên ngoài sau khi đi qua lọc khí bị chặn lại không vào
được buồng áp suất không đổi. Lúc này, van chân không của thân van bị tách ra khỏi van
điều khiển làm cửa A mở, hai buồng được thông với nhau. Cả hai buồng đều có áp suất
không đổi đó là áp suất chân không trong cổ hút của động cơ. Do đó không có độ chênh lệch
áp suất giữa hai phía của pittông trợ lực nên pittông bị đẩy sang phải bởi lò xo màng, bộ trợ
lực chưa làm việc.
-Khi đạp phanh
- Giai đoạn 1 (cửa A đóng, cửa B đóng, hình 1.13.)

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

16

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.13.Trạng thái đạp phanh giai đoạn 1.
Khi đạp phanh, cần điều khiển van đẩy van khí làm cho nó dịch chuyển sang trái. Van

điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo van điều khiển nên nó cũng dịch chuyển sang trái
đến khi nó tiếp xúc với van chân không làm đóng cửa A. Vậy đường thông giữa hai buồng bị
bịt lại.
- Giai đoạn 2 (cửa A đóng, cửa B mở, hình 1.14.)

Hình 1.14.Trạng thái đạp phanh giai đoạn 2.
Khi van khí dịch chuyển tiếp sang trái, nó tách khỏi van điều khiển. Vì vậy không khí lọt
được vào buồng áp suất thay đổi qua cửa B (sau khi đi qua lọc khí). Sự chênh lệch áp suất
giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi làm pittông dịch chuyển sang trái.
Pittông được gắn liền với thân van nên cần đẩy trợ lực bị đẩy sang trái và làm tăng lực
phanh.
SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

17

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

* Khi giữ chân phanh(cửa A đóng, cửa B đóng, hình 1.15.)

Hình 1.15.Trạng thái giữ phanh.
Khi giữ chân phanh ở một vị trí nhất định thì cần điều khiển van và van khí sẽ không
chuyển động nhưng pittông tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự chênh áp. Lúc này van điều
khiển vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển nhưng nó di chuyển cùng
pit tông. Do van điều khiển dịch sang trái và tiếp xúc với van khí nên không khí bị ngăn

không cho vào buồng áp suất thay đổi. Vì vậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi được giữ
ổn định.Kết quả là không có sự thay đổi áp suất ở buồng áp suất không đổi và buồng áp suất
thay đổi. Vì vậy pit tông không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại.
* Khi nhả phanh(cửa A mở, cửa B đóng, hình 1.16.)

Hình 1.16. Trạng thái nhả phanh.
SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

18

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xo hồi van
khí và phản lực của xylanh phanh chính. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển,
cửa B đóng, đường thông giữa khí trời với buồng áp suất thay đổi bị bịt lại.Cùng lúc đó van
khí cũng nén lò xo van điều khiển lại. Vì vậy van điều khiển bị tách ra khỏi van chân không
làm mở cửa A. Khí từ buồng áp suất thay đổi tràn sang buồng áp suất không đổi. Sự chênh
áp không còn, pit tông bị đẩy lại sang bên phải bởi lò xo màng và trợ lực trở về trạng thái
không hoạt động.
* Khi không có chân không (hình 1.17.)

Hình 1.17.Trạng thái mất chân không.
Nếu vì một lý do nào đó mà chân không không tác dụng lên trợ lực phanh thì sẽ không
có sự chênh áp giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi (cả hai buồng được

điền đầy không khí). Khi đó trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động, pittông bị đẩy sang
phải bởi lò xo màng. Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển van bị đẩy sang trái và đẩy
vào van khí, đĩa phản lực và cần đẩy trợ lực. Vì vậy lực từ bàn đạp phanh được truyền đến
pittông xylanh phanh chính để tạo ra lực phanh.Cùng lúc đó, van khí đẩy vào miếng hãm van
(được lắp trong thân van). Cần điều khiển van đẩy cả khối thân van thắng lực lò xo màng để
chuyển động sang trái. Như vậy phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác
dụng lên trợ lực phanh.Tuy nhiên chân phanh sẽ cảm thấy nặng hơn.
1.2.2. Dẫn động phanh
a. Dẫn động cơ khí
Sơ đồ nguyên lý HTP dẫn động cơ khí được biểu diễn dưới hình 1.19
SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

19

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.18.Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí
1 – Tay phanh,2 – Thanh dẫn, 3,5 – Con lăn của dây cáp, 4 – Dây cáp phía trước, 6 –
Thanh dẫn trung gian, 7 – Trục, 9 – Thanh cân bằng, 8,10 – Dây cáp dẫn động
phanh,12 – Trục lệch tâm của thanh ép
Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển. Thanh dẫn 2 nối liền
với dây cáp. Các con lăn 3,5 dẫn hướng cho dây cáp. Dây cáp 4 bắt vào mút thanh dẫn
trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với thanh cân bằng 9. Thanh dẫn 6 lắp với
bản lề trên giá đỡ, thanh cân bằng 9 phân bố đều lực phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới

cơ cấu phanh bánh xe trái và phải phía sau. Đòn dây cáp nối với đòn bẩy ép, tác động lên
guốc phanh thông qua tấm đỡ, đòn bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12.
Khi kéo phanh 1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện quá
trình phanh. Khi nhả phanh, đòn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lò xo hồi
vị, kết thúc quá trình phanh.
b. Dẫn động thủy lực
Sơ đồ nguyên lý HTP dẫn động thủy lực được biểu diễn dưới hình 1.20.

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

20

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.19.Sơ đồ phanh thủy lực
1. Bàn đạp phanh; 2. Xylanh chính; 3 và 5. Xylanh công tác;
4 và 6.Guốc phanh; 7.Lò xo hồi vị; 8.Chốt tựa; 9.Đường ống dầu.
Lực đạp phanh của người lái thông qua các cần liên động sẽ đẩy pittông trong
xylanh chính (xylanh sinh áp) cung cấp dầu tới các xylanh công tác ở cơ cấu phanh
(xylanh sinh lực) tạo ra lực ép lên các pittông tác dụng lên guốc phanh sinh ra lực phanh
ở các bánh xe.
c. Dẫn động khí nén
Sơ đồ nguyên lý HTP dẫn động khí nén được biểu diễn dưới hình 1.21.

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

21

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.20.Sơ đồ phanh khí nén
1. Máy nén khí; 2. Van phân phối; 3. Đường ống; 4. Khớp nối; 5. Van gia
tốc; 6 và 9. Bình khí nén; 7. Cơ cấu phanh; 8. Bầu phanh.
Lực đạp phanh của người lái thực chất chỉ dẫn động mở van phân phối của hệ
thống, nối thông bình chứa với bầu phanh (bầu sinh lực). Áp suất khí nén tác dụng lên
màng (hoặc pittông) của bầu phanh tạo lực đẩy qua các liên kết dẫn động cơ khí tới cơ
cấu phanh sinh ra lực phanh ở các bánh xe.
d. Sơ đồ bố trí phanh thủy – khí
Sơ đồ nguyên lý HTP dẫn động thủy - khí được biểu diễn dưới hình 1.22.

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

22

Lớp:

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Hình 1.21.Sơ đồ phanh thủy – khí
1. Van phân phối; 2. Dẫn động phanh rơmóc; 3. Đường ống;
4 và 6.Xylanh chính thủy lực; 5 và 7. Bầu hơi sinh lực;
8 và 10. Xylanh công tác thủy lực;9 và 11. Cơ cấu phanh
Dẫn động phanh kết hợp thủy lực khí nén bao gồm phần dẫn động thủy lực mắc nối
tiếp với phần dẫn động khí nén. Lực đạp phanh của người lái dẫn động mở van phân phối
của phần dẫn động khí nén, nối thông bình chứa với bầu sinh lực, áp suất khí nén tác dụng
lên pittông khí nén liên động với pittông thủy lực đẩy dầu tới các xylanh công tác ở cơ cấu
phanh tạo ra lực ép lên các pittông tác dụng lên guốc phanh sinh ra lực phanh ở các bánh xe.

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

23

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

CHƯƠNG II
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Giới thiệu về xe cơ sở
HyunDai Santafe được xem là mẫu xe thành công nhất mọi thời đại tại thị trường Việt

Nam. Với doanh số bán ra từ năm 2006 tới nay hơn 60.000 chiếc thì rõ ràng là một con
số vô cùng khủng khiếp. Tuy số lượng Santafe xuất hiện ở ngoài đường rất nhiều nhưng
do những nâng cấp của HyunDai là rất nhỏ giọt nên rất ít người có thể phân biệt cái đời
xe Santafe.
-Các thông số kỹ thuật xe tham khảo
ST
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Thông số

Kich thước

Đơn vị

Chiều dài cơ sở(L)
Khoảng cách từ trong tâm đến cầu
trước(a)
Khoảng cách từ tâm xe đến cầu
sau(b)
Chiều cao trọng tâm xe(
Trọng luợng toàn bộ xe(G)

Trọng lượng toàn tải(
Trọng lượng phân bố ra cầu sau(
Trọng lượng phân bố ra cầu
trước()
Kiểu lốp sử dụng

2750
1030

Mm
Mm

785

Mm

800
15650
21750
9900
11850

Mm
N
N
N
Mm

205/65R15

2.2. Phân tích các phương án thiết kế
a. Lựa chọn cơ cấu phanh

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

24

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thành Nam

Khi phanh do quán tính khối lượng của khối lượng toàn bộ ôtô nên trọng tâm bị dịch
chuyển về phía trước nên tải trọng phân bố lên cầu trước tăng còn tải trọng phân bố lên
cầu sau giảm. Có nghĩa là lực cản do cơ cấu phanh ở bánh sau sinh ra ở cầu trước bao giờ
cũng cao hơn cầu sau. Vì thế trên nhiều xe thường chỉ bố trí cơ cấu phanh đĩa trên cầu
trước còn cầu sau vẫn dùng cơ cấu phanh tang trống đề nhằm mục đích đơn giản kết cấu
và giảm chi phí sản xuất trong khi vẫn đảm bảo an toàn khi xe vận hành. Đó đơn thuần
cũng chỉ là dung hoà giữa hai yếu tố kinh tế và độ an toàn.
- Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước
* Ưu điểm của phanh đĩa
- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản;
- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn có khả năng giảm giá thành trong sản xuất;
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống khi
hệ số ma sát thay đổi. Điều này giúp cho các bánh xe bị phanh làm việc ổn định hơn nhất
là khi phanh với vận tốc cao;
- Khối lượng các chi tiết nhỏ, số lượng ít, kết cấu gọn;

- Khả năng thoát nhiệt của cơ cấu phanh ra bên ngoài dễ dàng;
- Thoát nước bám vào bề mặt đĩa phanh tốt: do nước bám vào bề mặt đĩa phanh sẽ bị lực
li tâm loại bỏ rất nhanh nên khả năng phục hồi tính năng phanh nhanh chóng;
- Không cần điều chỉnh phanh.
* Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa
- Khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì đĩa phanh không được che đậy kín, bụi bẩn sẽ lọt
vào khe hở giữa má phanh và đĩa phanh khi ô tô đi vào chỗ lầy lội làm giảm ma sát giữa
má phanh và đĩa phanh cho nên làm giảm hiệu quả khi phanh;
- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn. Gây tiếng ồn khi phanh: có tiếng rít
khi phanh do sự tiếp xúc giữa má phanh và đĩa phanh khi phanh;
- Lực phanh nhỏ hơn.

SVTH: Vũ Đức Hiệp
64DCOT06

25

Lớp: