lê văn bản

CHƯƠNG I

TỔNG
QUAN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VỀ
HỆ THỐNG PHANH

1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại.
1.1.1 Nhiệm vụ
- Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào
đó hoặc dừng hẳn.

.

- Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc.
- Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn được kết
hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe.

1.1.2 Yêu cầu
Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất
quĩ đạo phanh ổn định khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong 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 có độ nhạy cao, sự chậm tác dụng nhỏ.
- Phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn
trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào.
- Không có hiện tượng tự xiết phanh khi ôtô chuyển động tịnh tiến hoặc quay
vòng.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh (đĩa phanh) cao, ổn định trong

điều kiện sử dụng.
- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh
trên bánh xe.
- Có khả năng phanh ôtô khi dừng trong thời gian dài.
- Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa.


1.1.3 Phân loại
a.Theo công dụng:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân).
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay).
- Hệ thống phanh dự phòng.
- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy 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 với cơ cấu phanh dải.
c. 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 khí nén - thủy lực.
- Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa.
- Hệ thống phanh dẫn động điện từ.
d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh
- Phanh có trang bị bộ điều hòa lực phanh
- Phanh có trang bị bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh (ABS)

1.2 Giới thiệu kết cấu chung hệ thống phanh
Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh luôn phải có hai phần kết cấu

chính sau:
- Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản. Trong quá trình phanh động năng của
ô tô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường.
- Dẫn động phanh: để điều khiển các cơ cấu phanh.


1.2.1 Cơ cấu phanh
Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cơ cấu
phanh bao giờ cũng có hai phần chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép.
Ngoài ra cơ cấu phanh còn có một số bộ phận phụ khác, như: bộ phận điều chỉnh
khe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận để xả khí đối với dẫn động thủy lực…
Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: trống-guốc,đĩa hay dải. Mỗi dạng
có đặc điểm kết cấu riêng biệt.
1.2.1.1 Loại trống-guốc:
Thành phần cấu tạo:
Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất. Cấu tạo gồm:
- Trống phanh: là một trống quay hình trụ gắn với may ơ bánh xe.
- Các guốc phanh: trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh).
- Mâm phanh: là một đĩa cố định, bắt chặt với dầm cầu. Là nơi lắp đặt và định vị
hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh.
- Cơ cấu ép: khi phanh, cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động, sẽ
ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ra lực ma
sát phanh bánh xe lại.
- Bộ phận điều chỉnh khe hở và xả khí (chỉ có đối với dẫn động thủy lực).
Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:
Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (Hình 1-1). Các sơ đồ
này khác nhau ở chỗ:
- Dạng và số lượng cơ cấu ép.
- Số bậc tự do của các guốc phanh.
- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép.

Và do vậy khác nhau ở:
- Hiệu quả làm việc.
- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc.
- Giá trị các lực tác dụng lên ổ trục của bánh xe.
- Mức độ phức tạp của kết cấu.


Hình 1.1 Các sơ đồ phanh trống guốc
1.2.1.2 Cơ cấu phanh đĩa
a. Sơ đồ cấu tạo
Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm các bộ phận chính :
- 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 xy lanh bánh xe.
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động
các pittông của xy lanh bánh xe

bởi


Hình 1.2: Cơ cấu phanh đĩa
b. Nguyên lý hoạt động
Khi tác dụng lực vào bàn đạp, qua các cơ cấu dẫn động, dầu có áp suất cao được bơm
vào trong các xy lanh công tác tại cơ cấu phanh đẩy các piston ép vào má phanh. Đầu
piston có gắn các tấm ma sát. Các tấm ma sát ép sát vào má phanh tiến hành quá trình
phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, do sự hồi dầu về bình dầu nên các tấm ma sát tách khỏi
má phanh, có khe hở nên kết thúc quá trình phanh.
1.2.2 Dẫn động phanh.
1.2.2.2. Các loại dẫn động phanh:
Đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người ta sử dụng chủ yếu hai loại dẫn
động là: thủy lực và khí nén.

Dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng, vì: Hiệu suất thấp (η=0,4÷0,6)
và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe.
Dẫn động điện chỉ dùng cho đoàn xe kéo moóc, nhưng cũng rất hiếm. Trên các xe
và đoàn xe tải trọng lớn và rất lớn sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí.
Đối với máy kéo, ngược lại, thường dùng dẫn động cơ khí, vì: nó có kết cấu đơn
giản, làm việc tin cậy. Dẫn động cơ khí, tuy hiệu suất thấp, độ chính xác kém và khó đảm
bảo phanh đồng thời các bánh xe. Nhưng ở máy kéo các đường dẫn động không dài, tốc
độ chuyển động thấp nên các nhược điiểm đó ít nghiêm trọng.
Dẫn động thủy lực hầu như không dùng cho máy kéo nhưng lại thường dùng để
dẫn động phanh của rơ moóc kéo theo sau. Trên các máy kéo cỡ lớn thường sử dụng dẫn
động khí nén.
Các sơ đồ phân dòng chính:
Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít
nhất là hai dòng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn
lại vẫn được ôtô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó. Hiện nay phổ biến nhất là
các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 1-13. Để phân chia các dòng có
thể sử dụng bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xi lanh chính kép hay
bộ chia.
1.2.2.3 Hệ thống ABS
1.2.2.3 Sơ lược về ABS:
.Chức năng nhiệm vụ:
Các bộ điều chỉnh lực phân bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn
động phanh đến các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:
Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng được triệt để trọng lượng bám
và tránh quay xe khi phanh).
Hoặc hãm cứng các bánh xe trước → trước (để đảm bảo điều kiện ổn định).
Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn
nhất, vì:

Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc. Các bánh xe
trượt lết trên đường sẽ làm mòn lốp và giảm hệ số bám. Nghiên cứu đã cho thấy hệ số
bám dọc có giá trị cao nhất (Hình 1-3) khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ trong giới
hạn hệ số trượt:


λ=

V a − ϖ r rb
100% = (15 ÷ 30)%
Va

Ở đây:
Va - Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ôtô.
ωb - Tốc độ gốc của bánh xe.
rb - Bán kính lăn của bánh xe.
Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mòn
vẹt đị một lớp dày tới 6mm.
Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang và
không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đọan đường cong hoặc đổi hướng để tránh
chướng ngại vật (Hình 1-4), đặc biệt là các đoạn đường có độ bám thấp. Do đó dễ gây ra
tai nạn nguy hiểm khi phanh.
ϕx ϕy
0.8

ϕx max
ϕx

0.6

0.4

0.2

0

ϕy
λ0
20

40

60

80

100

λ;%

Hình 1-3 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối
λ của bánh xe.
Vì thế, để đảm bảo đồng thời điệu quả phanh và tính ổn định cao. Ngoài ra còn
giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở trong một
giới hạn nhất định, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trình phanh không bị
trượt lê hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ= (15-30)%. Đó chính là chức năng
và nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.


Để cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phải điều

chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường nằm
trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu. Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh
có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác nhau, như:
Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh.
Theo giá trị độ trượt cho trước.
Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó.
Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn chủ
động của một ôtô hiện đại. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiển
quá trình phanh một cách tối ưu.

Hình 1-4 Quá trình phanh có và không có ABS trên đọc đường cong.


1.3 Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh
1.3.1 Giới thiệu về xe cơ sở
a. Động cơ:
Động cơ ô tô ISUZU DMAX có những đặc điểm kết cấu và những thông số kỹ
thuật như sau:
Với công nghệ đỉnh cao i- TEQ SUPER COMMON RAIL áp dụng vào động cơ
phun trực tiếp, tiết kiệm đến 26% nhiên liệu. Nhiên liệu tiết kiệm đến mức hoàn hảo
nhưng công suất động cơ vẫn tăng 5%, giảm thiểu tiếng ồn và khí thải CO 2 trong mọi
điều kiện vận hành. (So sánh với động cơ cũ 4JH1-TC).
Loại động cơ: ISUZU 4JJ1-TC
Động cơ Diezen 4 kỳ
Loại động cơ thẳng hàng 4 xilanh, động cơ Tubo Diezen với hệ thống làm mát khí
nạp.
Tiêu chuẩn khí thải EURO 2.
Hệ thống phun nhiên liệu: phun nhiên liệu trực tiếp, điều khiển bằng điện tử.
b. Hệ thống lái
Hệ thống lái trên xe Isuzu D-max là hệ thống lái có cường hóa, được dẫn động

bằng thủy lực. Áp suất dầu được tạo ra nhờ bơm cánh gạt.
c. Hệ thống treo:
Isuzu- Dmax được trang bị giảm sóc thế hệ mới và hiện đại. Phía trước được trang
bị hệ thống treo độc lập, dùng đòn kép, thanh xoắn. Với một loạt ưu điểm là tăng độ võng
tĩnh và động của hệ thống treo, tăng độ êm dịu chuyển động. Giảm được hiện tượng dao
động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng momen con quay; tăng được khả năng bám
đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe.
Phía sau là nhíp lá hợp kim, kiểu bán nguyệt. Với kết cấu này ở đầu các lá nhíp
giảm được ứng suất tiếp xúc so với kiểu hình chữ nhật.
d. Hệ thống truyền lực:
Trên hệ thống truyền lực được trang bị hộp số tự động cho phép xe hoạt động tối
ưu nhất theo điều kiện đường xá và tốc độ động cơ, với bốn số tự động.
Ưu điểm so với hộp số thường:


Làm giảm mệt mỏi cho lái xe bằng cách loại bỏ các thao tác cắt ly hợp và thường
xuyên chuyển số
Chuyển số một cách tự động và êm dịu tại các tốc độ thích hợp với chế độ lái xe
Tránh cho động cơ và dòng dẫn động khỏi bị quá tải, do nó nối chúng bằng thủy
lực (qua biến mô) tốt hơn so với nối chúng bằng cơ khí.
1.3.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau
Hệ thống phanh chính (phanh chân) của loại xe này cơ cấu phanh phanh sau là cơ cấu
phanh guốc. Trong cơ cấu phanh guốc có các loại khác nhau như: cơ cấu phanh guốc đối
xứng qua trục, cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm, cơ cấu phanh guốc loại bơi, cơ cấu
phanh guốc loại tự cường hóa…
a. C¬ cÊu phanh guèc ®èi xøng qua trôc:

a)

b)

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục.
C¬ cÊu phanh ®èi xøng qua trôc ®îc thÓ hiÖn trªn h×nh 2.1.
Trong ®ã s¬ ®å h×nh a lµ lo¹i sö dông cam Ðp ®Ó Ðp guèc phanh
vµo trèng phanh, lo¹i nµy hay sö dông trªn «t« t¶i lín; s¬ ®å h×nh b lµ
lo¹i sö dông xy lanh thñy lùc ®Ó Ðp guèc phanh vµo trèng phanh, lo¹i


này thờng 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 dới, khe hở
phía trên đợc điều chỉnh bằng trục cam ép (a) hoặc bằng cam lệch
tâm (hình b). Trên hai guốc phanh có tán các tấm ma sát. Các tấm này
có thể dài liên tục (hình b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình
a). Hình b trống phanh quay ngợc 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 nh nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn
hơn. Còn đối với cơ cấu phanh đợc mở bằng cam ép (hình a) áp suất
tác dụng lên hai má phanh là nh nhau nên độ dài của chúng bằng
nhau.
b. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm:

C cu phanh tang trng i xng tõm


1: xylanh

2: c x khớ

c x khớ

5: cht nh v

3: cam lch tõm

4:

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm đợc thể hiện trên hình . Sự
đối xứng qua tâm ở đây đợc 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. Mỗi guốc phanh đợc
lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm
để điều chỉnh khe hở phía dới của má phanh với trống phanh. Một
phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh.
Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng
cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xy lanh
bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thờng có dẫn động
bằng thủy lực và đợc bố trí ở cầu trớc của ôtô du lịch hoặc ôtô tải
nhỏ.

c. Cơ cấu phanh guốc loại bơi:

Cơ cấu phanh guốc loại bơi


a)

b)

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên
một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trợt (hình
b).Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn
(hình a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình b).
- Loi hai mt tỏc dng n:
Loại này một đầu của guốc phanh đợc tựa trên mặt tựa di trợt trên
phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trợt của pittông. Cơ
cấu phanh loại này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch
và ôtô tải nhỏ.
- Loi hai mt tỏc dng n:
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 trợt của hai pittông. Cơ cấu
phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải
nhỏ.

d. Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa:
a)

b)

Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá


Cơ cấu phanh guốc tự cờng hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe
thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ
hai. Có hai loại cơ cấu phanh tự cờng hóa: cơ cấu phanh tự cờng hóa
tác dụng đơn (hình a); cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép
(hình b).
-Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc

phanh đợc liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trợt của một cơ cấu
điều chỉnh di động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một đợc
tựa vào mặt tựa di trợt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào
mặt tựa di trợt 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 thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc
của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
-Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép:
Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc
phanh đợc tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông trong một xi lanh


bánh xe. Cơ cấu phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô
du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
Kt lun:
Qua phõn tớch kt cu cỏc c cu phanh loi guc chỳng ta thy rng tựy theo s b trớ
cỏc guc phanh v im tu m s t c hiu qu phanh (momen phanh) l khỏc nhau
mc dự kớch thc guc phanh l nh nhau.
So vi c cu phanh guc loi i xng qua trc cỏc c cu phanh i xng qua tõm, loi
bi hay loi t cng húa cú u im hn l hiu qu phanh khi ụ tụ chuyn ng tin
tng hn t 1,6 n 3,6 ln (khi chuyn ng lựi cú th hiu qu phanh gim tựy theo kt
cu nhng khụng lm nh hng nhiu vỡ khi ụ tụ lựi thng cú tc thp nờn yờu cu
momen phanh ớt hn) nhng nhc im ca chỳng l kt cu khỏ phc tp nờn thng
ch c b trớ cu trc ca ụ tụ du lch, ụ tụ ti nh, trung bỡnh do yờu cu cn t
momen phanh ln vi kớch thc c cu phanh nh. Nờn trong trng hp ny khi thit
k phanh xe bỏn ti ta chn c cu phanh cu sau l loi phanh guc i xng qua trc
dn ng thy lc.
1.3.3 La chn phng ỏn thit k cho c cu phanh trc
Phanh a c dựng ph bin cho cỏc xe cú vn tc cao c bit hay gp trờn xe con.
C cu phanh a thng c b trớ cu trc, ngy nay trờn ụ tụ hin i phanh a

c b trớ trờn c 2 cu: cu trc v cu sau. Trờn cỏc loi xe hin nay thng cú 2 loi
c cu phanh a thng c s dng:

a) C cu phanh a cú giỏ xy lanh c nh
Khi cú lc phanh, du cao ỏp s dn ti xy lanh y piston ộp cỏc mỏ phanh vo a
phanh thc hin quỏ trỡnh phanh.S lng xylanh cụng tỏc cú th l 2 hoc 4 xy lanh t
i xng nhau, hoc 3 xy lanh vi 2 xy lanh nh c b trớ mt bờn cũn 1 xy lanh ln
b trớ mt bờn.


a)

b)

a.Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh đặt cố định.
b.Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động.
1.Đĩa phanh
3. Má phanh
2.Giá đặt xy lanh
4. Piston
b) Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động
Phanh đĩa có giá xy lanh di động chỉ bố trí xy lanh thủy lực 1 bên. Giá xy lanh có
thể di động được trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay ơ. Khi phanh, dầu cao áp đẩy
piston ép một bên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng thời đẩy giá đặt xy lanh trượt trên
trục dẫn hướng đến ép má phanh còn lại áp sát vào đĩa phanh. Khi cả 2 má phanh ép sát
vào đĩa phanh thì quá trình phanh mới được thực hiện.Phanh đĩa có giá di động được
dùng trên đa số các ô tô du lịch ngày nay. Do chỉ bố trí một bên xy lanh vì vậy mà tăng
diện tích làm mát cho đĩa phanh có thể tránh được hiện tượng sôi dầu khi phanh với
cường độ cao.

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 cho nên tổng khối lượng các

-

chi tiết không được treo sẽ giảm nâng cao tính êm dịu và sự bám đường của xe.
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 loạt 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.

Kết luận
Với ưu điểm lớn nhất đó là kết cấu đơn giản, hiệu quả phanh cao và với phân tích so
sánh ở trên ta chọn cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động làm cơ cấu phanh đĩa.

1.3.4 Lựa chọn phương án dẫn động


Về cơ bản có ba phương án dẫn động phanh là : dẫn động cơ khí, dẫn động bằng
khí nén và dẫn động thủy lực. Ở dẫn động cơ khí, để tạo lực phanh đủ lớn thì cần phải
có hệ thống cơ cấu đòn và khâu khớp phức tạp vì thế chỉ thích hợp cho dẫn động
phanh tay. Còn ở dẫn động phanh khí nén cần có máy nén khí và bình chứa khí nên
không phù hợp với kết cấu của xe du lịch. Vì vậy chỉ có dẫn động thủy lực, với kết
cấu nhỏ gọn và độ nhạy cao phù hợp với xe thiết kế. Sau đây sẽ phân tích một số
phương án dẫn động thủy lực để tìm ra phương án phù hợp nhất cho xe thiết kế.
Phương án 1: dẫn động thủy lực một dòng
a. Sơ đồ cấu tạo

Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực một dòng

1. Bánh xe

4. Xy lanh chính

2. Đĩa phanh

5. Bàn đạp

3. Xy lanh bánh trước

6. Xy lanh bánh sau

7. Má phanh sau


b. Nguyên lý hoạt động
Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính chỉ có một đường duy nhất
dẫn đến tất cả các xy lanh công tác của các bánh xe.
Khi không phanh lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm
chờ trên đường ống.
Khi người lái tác động vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằm trong xy
lanh, ép dầu trong xy lanh phanh chính đi đến các đường ống dẫn. Chất lỏng với áp suất
cao sẽ tác dụng vào các piston ở xy lanh bánh xe và piston ở cụm má phanh. Hai piston
này sẽ thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh thực hiện quá trình
phanh.
Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh lò xo hồi vị sẽ ép dầu từ xy
lanh bánh xe và xy lanh phanh đĩa về xy lanh chính
c. Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
- Hiệu suất cao
- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản

- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh trên bánh xe hoặc giữa các má
phanh theo yêu cầu
Nhược điểm:
- Tỷ số dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh
- Hiệu suất truyền động giảm ở nhiệt độ thấp.
- Độ an toàn không cao. Vì một lý do nào đó bất kì một đường ống dẫn dầu tới các xy
lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống phanh cũng bị mất áp suất và tất cả các bánh
xe đều bị mất áp suất.

Phương án 2: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt không có trợ lực


a. Sơ đồ cấu tạo

Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng

1. Bánh xe

4. Xy lanh chính

2. Đĩa phanh

5. Bàn đạp

3. Xy lanh bánh trước

7. Má phanh sau

6. Xy lanh bánh sau

b. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động giống như phương án dẫn động thủy lực một dòng. Điều khác biệt
là dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh có hai đường dầu độc lập dẫn tới
các bánh xe ôtô. Để có hai đầu ra độc lập người ta có thể sử dụng một xy lanh chính đơn
kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xy lanh chính kép (loại tăng đem).
c. Ưu nhược điểm
Ưu điểm: Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng nào đó vẫn phanh được ở cầu xe của
dòng còn lại.
Nhược điểm: Nếu như hỏng đường dẫn động cầu trước thì có thể xảy ra hiện tượng quay
ngang xe khi phanh. Nếu hỏng đường dầu dẫn động cầu sau thì có thể mất tính ổn định
khi phanh gấp.


Phương án 3: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân
không
a. Sơ đồ cấu tạo

Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng có trợ lực

1. Bánh xe

4. Xy lanh chính

2. Đĩa phanh

5. Bàn đạp

3. Xy lanh bánh trước

7. Má phanh sau

8. Trợ lực phanh

6. Xy lanh bánh sau

b. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động giống như phương án dẫn động thủy lực một dòng. Điều khác biệt
là dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh có hai đường dầu độc lập dẫn tới
các bánh xe ôtô. Đường dầu thứ nhất dẫn tới hai bánh xe của cầu trước. Đường dầu thứ
hai dẫn tới hai bánh xe của cầu sau.
c. Ưu nhược điểm
Ưu điểm: Ngoài ưu điểm của dẫn động phanh một dòng, dẫn động phanh thủy lực hai
dòng có trợ lực chân không còn có những ưu điểm sau:
- Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng nào đó vẫn phanh được ở cầu xe của dòng còn lại.
- Dẫn động thủy lực hai dòng có trợ lực giúp người lái giảm sức lao động khi đạp phanh.


Nhược điểm:
- Nếu như hỏng đường dẫn động cầu trước thì có thể xảy ra hiện tượng quay ngang xe khi
phanh. Nếu hỏng đường dầu dẫn động cầu sau thì có thể mất tính ổn định khi phanh gấp.
- Kết cấu phức tạp hơn so với dẫn động thủy lực một dòng.
Phương án 4: Dẫn động thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực chân không
a. Sơ đồ cấu tạo

Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực

1. Bánh xe

4. Xy lanh chính

2. Đĩa phanh

5. Bàn đạp

3. Xy lanh bánh trước

7. Má phanh sau
8. Trợ lực phanh

6. Xy lanh bánh sau

b. Nguyên lý hoạt động
Từ đầu ra của xy lanh có hai đường dầu độc lập dẫn tới các bánh xe ôtô. Mỗi dòng dẫn
dầu từ xy lanh chính tới bánh xe trước và bánh sau ở vị trí so le.
c. Ưu nhược điểm
Ưu điểm:


- Khi bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng thì ô tô vẫn được phanh ở một bánh trước và một
bánh sau ở phía so le.
- Chất lượng vẫn được đảm bảo tốt cả khi trên đường có hệ số bám dọc ở hai vết bánh xe
khác nhau nhiều.
Nhược điểm:
- Khi một dòng bị hư hỏng thì có thể làm quay ngang xe hoặc mất ổn định hướng khi
phanh xe.
- Cơ cấu phức tạp.
Sau khi phân tích các phương án dẫn động thủy lực trên thì có thể thấy rằng phương án
dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu độc lập có trợ lực chân không vừa đảm bảo an
toàn vừa phanh nhẹ nhàng đồng thời hiệu quả phanh cao.
Kết luận chung : Qua phân tích về cơ cấu phanh va dẫn động phanh, sau đây là phương
án tốt nhất cho xe cần thiết kế.

Về cơ cấu phanh:
+ Cơ cấu phanh trước
Dùng phanh đĩa có giá đỡ di động
+Cơ cấu phanh sau
Dùng phanh guốc đối xứng qua trục dẫn động thủy lực
Về dẫn động phanh:
Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không ( có sử dụng
ABS, các thông số tính toán ABS dựa trên xe tham khảo )
-Sơ đồ cấu tạo tổng thể gồm cả cơ cấu phanh và dẫn động phanh:


Sơ đồ cấu tạo tổng thể cơ cấu phanh và dẫn động phanh

1. Bàn đạp phanh

5. Đường ống dẫn dầu

2. Trợ lực phanh và xy lanh phanh chính

6. Phanh đĩa

3. Xy lanh phanh bánh xe

7. Cụm má phanh

4. Guốc phanh
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH
2.1 Các thông số tham khảo
Bảng 2.1.

Các thông số kỹ thuật xe tham khảo

Thông số
Trọng lượng xe không tải
Phân bố tải trọng ra cầu trước
Phân bố tải trọng ra cầu sau
Trọng lượng xe khi đầy tải
Phân bố tải trọng ra cầu trước
Phân bố tải trọng ra cầu sau
Chiều dài cơ sở (L)
Chiều dài
Chiều rộng cơ sở (B)
Chiều cao (H)

Kích thước
25800
13000
12800
33000
15700
17300
2850
4950
1640
2030

Đơn vị
N
N

N
N
N
N
mm
mm
mm
mm


Chiều cao trọng tâm(hg)
Kiểu lốp sử dụng

900
285/50 R20

mm

2.2 Tính toán thiết kế các chi tiết chính
2.2.1. Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe
Mômen phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm được tốc độ hoặc dừng
hẳn ôtô với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho phép.
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp tại các bánh xe thì mômen phanh tính toán cần sinh ra
ở bánh xe mỗi cơ cấu phanh:

Mp1 =
- Ở cầu trước:

Mp2 =
- Ở cầu cầu sau:

j .h
G.b 
1 + max g
2L 
g .b

j .h
G.a 
1 − max g
4L 
g .a


ϕ .rbx


Trong đó:
G: Trọng lượng ôtô khi đầy tải. G = 33000 (Kg)
L: Chiều dài cơ sở của ôtô.
a,b,hg : Tọa độ trọng tâm ôtô.
Ta có:

L = 2850 (mm)


ϕ .rbx
