Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô 7 chỗ, dựa trên xe cơ sở TOYOTA INNOVA g (2 0AT)

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
( Chữ ký )

1


NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
( Chữ ký )

2


MỤC LỤC

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ....................................................... 1
MỤC LỤC ......................................................................................................... 3
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................. 6
CHƯƠNG MỞ ĐẦU ........................................................................................ 7
1. Đặt vấn đề. ................................................................................................. 7
2. Mục tiêu, nội dung chính và phạm vi nghiên cứu. .................................... 7
3. Tổng quan xe Toyata Innova G (2.0AT). .................................................. 8
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH. ................................ 10
1.1.Công dụng. ............................................................................................. 10

1.2. Phân loại. ............................................................................................... 10
1.2.1.Theo đặc điểm điều khiển ................................................................ 10
1.2.2.Theo kết cấu của cơ cấu phanh ........................................................ 10
1.2.3.Theo dẫn động phanh ....................................................................... 10
1.2.4.Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh......................................... 11
1.3.Yêu cầu kết cấu ...................................................................................... 11
1.4. Cấu tạo chung của hệ thống phanh. ...................................................... 12
1.5. Cơ cấu phanh......................................................................................... 12
1.5.1. Cơ cấu phanh tang trống. ................................................................ 12
1.5.2.Cơ cấu phanh đĩa. ............................................................................ 24
1.6. Dẫn động phanh. ................................................................................... 31
1.6.1. Dẫn động điều khiển phanh bằng cơ khí. ....................................... 31
1.6.2. Dẫn động điều khiển phanh bằng thủy lực. .................................... 32
1.6.3. Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén. ..................................... 34

3


1.6.4. Dẫn động điều khiển phanh kết hợp thủy lực – khí nén. ................ 34
1.7. Hệ thống phanh có khả năng tự điều chỉnh lực phanh. ........................ 35
1.7.1. Hệ thống phanh có bộ điều chỉnh lực phanh. ................................. 35
1.7.2. Hệ thống phanh có bộ chống hãm cứng bánh xe ABS. .................. 36
1.8. Phanh tay. .............................................................................................. 39
1.8.1. Phanh trên trục truyền. .................................................................... 39
1.8.2. Phanh tay có cơ cấu phanh ở bánh xe. ............................................ 40
1.9. Lựa chọn phương án thiết kế. ............................................................... 41
1.9.1. Lựa chọn phương án thiết kế cơ cấu phanh. ................................... 41
1.9.2. Lựa chọn phương án dẫn động phanh. ........................................... 43
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH ............................ 44
2.1. Xác định momen phanh theo điều kiện bám......................................... 44

2.2. Tính toán cơ cấu phanh trước. .............................................................. 45
2.2.1. Xác định bán kính của đĩa phanh. ................................................... 45
2.2.2. Xác định bán kính trung bình của tấm ma sát. ............................... 46
2.2.3. Xác định đường kính xi lanh công tác (d). ..................................... 46
2.2.4. Xác định các kích thước khác của cơ cấu phanh trước. ................. 47
2.3. Tính toán thiết kế phanh cầu sau. ......................................................... 50
2.3.1. Xác định góc (δ) và bán kính (ρ) của lực tổng hợp tác dụng lên má
phanh. ........................................................................................................ 50
2.3.2. Tính toán lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh. ........................... 53
2.3.3. Tính toán kiểm nghiệm các chi tiết chính của cơ cấu phanh sau. .. 57
2.4. Tính toán kiểm nghiệm khả năng làm việc của cơ cấu phanh. ............. 66
2.4.1. Tính toán xác định công ma sát riêng. ............................................ 66
2.4.2.Tính toán áp suất trên bề mặt má phanh. ......................................... 67
2.4.3. Kiểm tra hiện tượng tự xiết của cơ cấu phanh. ............................... 68

4


2.4.4. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh. ............................... 68
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN ĐỘNG PHANH. 70
3.1. Xác định đường kính xi lanh phanh chính. ........................................... 70
3.2. Thiết kệ trợ lực chân không. ................................................................. 72
3.2.1. Hệ số cường hóa. ............................................................................ 72
3.2.2. Xác định kích thước màng cường hóa. ........................................... 73
3.2.3. Tính lò xo màng cường hóa. ........................................................... 74
3.3. Kiểm nghiệm dẫn động phanh thiết kế. ................................................ 78
3.3.1. Kiểm tra bền xi lanh trước. ............................................................. 78
3.3.2. Kiểm tra bền xi lanh bánh sau. ....................................................... 79
3.3.3.Kiểm tra hành trình bàn đạp. ........................................................... 80
CHƯƠNG 4 KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH .................... 82

4.1. Công tác bảo dưỡng trong quá trình khai thác. ..................................... 82
4.1.1. Kiểm tra bảo dưỡng thường xuyên. ................................................ 82
4.1.2. Bảo dưỡng cấp 1. ............................................................................ 83
4.1.3. Bảo dưỡng cấp 2. ............................................................................ 83
4.2. Kiểm tra điều chỉnh đối với hệ thống phanh......................................... 84
4.2.1. Kiểm tra điều chỉnh hành trình tự do bàn đạp phanh. .................... 84
4.2.2. Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống. ........................... 84
4.2.3. Xả khí trong dẫn động thủy lực. ..................................................... 85
4.3. Các hư hỏng thông thường và cách khắc phục. .................................... 85
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 91

5


LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện nay thì ô tô
đang trở thành phương tiện được ưa chuộng ở nước ta hiện nay. Ô tô chiếm
một vị trí rất quan trọng đối với sự phát triển chung của các ngành. Cùng với
độ an toàn cao, tiện ích cho người sử dụng và bảo đảm an toàn môi trường,
các thành tựu của phát triển khoa học đã được ứng dụng cho ngành ô tô để
giải quyết các vấn đề trên.
Trên các dòng xe hiện nay, đều đã được trang bị rất nhiều những cơ cấu
bảo đảm an toàn như: hệ thống chống bó cứng phanh ABS, hệ thống túi khí
Ari Bag, hệ thống cân bằng điện từ EBD, dây đai an toàn..Trong đó, cơ cấu
phanh đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc giữ an toàn cho người và
phương tiện, ở mọi tốc độ nhất là tốc độ cao.
Việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống phanh trên ô tô là một trong
những vấn đề quan trọng nhất. Tình trạng kỹ thuật của hệ thống phanh ảnh
hưởng trực tiếp tới tốc độ chuyển động và tính năng an toàn của ô tô, đồng

thời mang lại sự tiện nghi thoải mái cho người lái.
Với đề tài tốt nghiệp : “ Thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch 7 chỗ
”, em mong muốn phần nào cải tiến được hệ thống phanh và góp phần nhỏ
vào việc khắc phục những sự cố hỏng hóc đối với hệ thống phanh, giảm thiểu
tai nạn giao thông.
Dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của Thầy T.S Nguyễn Khắc Tuân, em đã
hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình làm đồ án, do trình độ bản thân,
tài liệu và hiểu biết thực tế, cũng như thời gian còn hạn chế nên không thể
tránh khỏi những sai xót. Vì vậy, em mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ
các thầy trong Khoa và các bạn, để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Giáo viên hướng dẫn
T.S Nguyễn Khắc Tuân

6


CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề.
Trên thế giới, sự phát triển mạnh mẽ của nền khoa học đã đạt được
những thành tựu to lớn về mặt công nghệ. Một trong những ngành được ứng
dụng nhiều nhất những thành tự đó, chính là nền công nghiệp ô tô nhằm tạo ra
những sản phẩm với chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế.
Nước ta hiện nay, ngành công nghiệp chế tạo ô tô vẫn chưa đáp ứng
được đòi hỏi của thị trường. Các phương tiện vận tải phần lớn thường đã quá
cũ hoặc được nhập khẩu từ các nước phát triển, chưa phù hợp với tình trạng
cơ sở hạ tầng giao thông cũng như mặt bằng chung đô thị. Do đó “ tính toán
thiết kế hệ thống phanh” là một đề tài cấp thiết hiện nay.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, đã đặt ra cho các nhà khoa học nói
chung và những kỹ sư chuyên ngành ô tô nói riêng, cần phải nghiên cứu, thiết
kế và chế tạo ra những sản phẩm không những đảm bảo được yêu cầu kỹ

thuật, tính năng an toàn cao mà còn đáp ứng tốt nhu cầu người sử dụng.
2. Mục tiêu, nội dung chính và phạm vi nghiên cứu.
Nhằm cải tiến, đồng thời tìm ra các phương án thiết kế để tăng hiệu quả
phanh, tăng tính ổn định, tính dẫn hướng và độ tin cậy của hệ thống phanh.
Em lựa chọn đề tài: “ Thiết kế hệ thống phanh cho xe du lịch 7 chỗ ”.
Trong đề tài này, em tập chung vào tìm hiểu rõ và giải quyết các vấn đề
sau:
+ Tổng quan về hệ thống phanh.
+ Tính toán thiết kế cơ cấu phanh.
+ Tính toán thiết kế dẫn động phanh.
+ Khai thác kỹ thuật hệ thống phanh.

7


3. Tổng quan xe Toyata Innova G (2.0AT).
Toyota Innova, một trong những dòng xe ngay từ khi ra đời đã tạo ra
tiếng vang mạnh mẽ cho hãng với mệnh danh “ con át chủ bài ” cho phân
khúc xe đa dụng và luôn nằm trong top những mẫu xe bán chạy nhất trong các
năm qua.
Kể từ ngày mới ra mắt tại Việt nam 2007, Innova chỉ có 2 phiên bản là
Innova G và Innova J với trang bị một số màu cơ bản như đen, trắng, ghi
vàng, xanh nhạt. Cho đến thời điểm hiện nay, dòng xe này đã được phát triển
thêm các mẫu mới tiện lợi và hấp dẫn như Innova E, Innova V, Innova Q,
nhằm tối đa hóa sự lựa chọn cho khách hàng.
Thông số kỹ thuật:
Thông số kỹ thuật xe Toyota Innova G 2.0AT
Hộp số
Số tự động 5 cấp
Số chỗ ngồi

8 chỗ
Kích thước
Kích thước tổng thể (D × R × C) (mm)
4585 × 1760 × 1750
Chiều dài cơ sở (mm)
2750
Chiều rộng cơ sở (trước × sau) (mm)
1510 × 1510
Chiều cao trọng tâm hg (mm)
750
Tải trọng
Trọng lượng không tải (kg)
1525 - 1575
Trọng lượng toàn tải (kg)
2170
Trọng lượng phân bố cầu trước (kg)
1302
Trọng lượng phân bố cầu sau (kg)
868
Động cơ
Kiểu
1 TR - FE
Động cơ xăng, 4 van, DOHC,
Loại
VVT- i
Dung tích xi lanh (cc)
1998
Công suất cực đại Kw/ rpm
100/5600
Momen xoắn cực đại (N.m/ rpm)

182/4000
Hệ thống lái
Trợ lực lái
Hệ thống phanh (trước/sau)
Đĩa/ tang trống
Lốp xe
205/65R15

8


Kích thước cơ bản:

Với ngoại thất trang nhã, lịch lãm và cá tính, đó là điểm cộng đầu tiên
cho Innova trong việc trinh phục khách hàng.

Với lưới tản nhiệt được thiết kế ấn tượng và mạ crom, lại cùng màu với
thân xe, làm toát lên một vẻ hài hòa và đồng nhất đến hoàn mĩ. Ngay chính
giữa lưới tản nhiệt là logo Toyota nổi bật với ưu lực của hãng.
Cụm đèn Halogen phiá trước tinh anh như đôi mắt chim ưng, kết hợp
với đèn sương mù cho độ sáng chiếu tuyệt vời, tạo cảm giác an toàn cho
người lái ngay cả khi trời tối.
9


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.
1.1.Công dụng.
Hệ thống phanh trên ô tô có những công dụng sau:
+ Giảm tốc độ chuyển động của xe tới một tốc độ nào đó hoặc dừng hẳn.
+ Dừng đỗ xe lâu tại một vị trí nào đó trên đường, đặc biệt là đường dốc.

+ Trên máy kéo hoặc một số xe chuyên dụng, hệ thống phanh còn được kết
hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe.
1.2. Phân loại.
1.2.1.Theo đặc điểm điều khiển
+ Phanh chính (phanh chân): dùng để giảm tốc độ khi xe chuyển động, hoặc
dừng hẳn xe.
+ Phanh phụ (phanh tay): dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và
dùng làm phanh dự phòng.
+ Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ): dùng để tiêu hao
bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành phanh lâu dài (phanh trên
dốc dài..).
1.2.2.Theo kết cấu của cơ cấu phanh
+ Cơ cấu phanh tang trống.
+ Cơ cấu phanh đĩa.
+ Cơ cấu phanh dải.
1.2.3.Theo dẫn động phanh
+ Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí.
+ Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực.

10


+ Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén.
+ Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén.
+ Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực.
1.2.4.Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh
Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều
khiển ô tô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh:
+ Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh).
+ Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS).

Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí thêm các liên hợp điều
chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô..nhằm hoàn thiện khả năng
cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh.
1.3.Yêu cầu kết cấu
Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:
+ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, có nghĩa là đảm bảo quãng
đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
+ Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo
điều khiển phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người.
+ Đảm bảo sự chuyển động ổn định của ô tô và phanh êm dịu trong mọi
trường hợp.
+ Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực
bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh.
+ Cơ cấu thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh trong
mọi điều kiện sử dụng.
+ Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với cường độ lực bàn
đạp khác nhau.
11


+ Có khả năng giữ ô tô đứng yên trong thời gian dài, kể cả trên nền đường
dốc.
+ Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi
trường hợp sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng.
1.4. Cấu tạo chung của hệ thống phanh.

Hình 1.1: Cấu tạo chung của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh trên ô tô gồm các bộ phận chính : cơ cấu phanh, dẫn
động phanh. Ngày này trên cơ sở các bộ phận kể trên , hệ thống phanh còn
được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh.

+ Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của cơ cấu
ma sát nhằm tạo ra mô men hãm trên các bánh xe khi phanh.
+ Dẫn động phanh: bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển ( bàn
đạp phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu
phanh. Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ
cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh.
1.5. Cơ cấu phanh.
1.5.1. Cơ cấu phanh tang trống.
Cơ cấu phanh này được dùng khá phổ biến trên ô tô. Trong cơ cấu dạng
tang trống sử dụng các guốc phanh cố định và được phanh với mặt trụ trong
12


của tang trống quay cùng bánh xe. Như vậy, quá trình phanh được thực hiện
nhờ ma sát giữa bề mặt tang trống và các má phanh.
Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và
điều khiển các guốc phanh thành các dạng sau:
+ Guốc phanh đặt đối xứng qua đường tâm trục.
+ Guốc phanh đặt đối xứng với tâm quay.
+ Guốc phanh đặt bơi.
+ Guốc phanh tự cường hóa một chiều quay.
+ Guốc phanh tự cường hóa hai chiều quay.
Các dạng này còn có thể phân biệt thành các cơ cấu sử dụng với các lực
điều khiển guốc phanh từ hệ thống dẫn động khí nén (a), thủy lực (a,b,c,d,e)
hoặc cơ khí (a,d).

a: Đối xứng qua trục, b: Đối xứng qua tâm, c: Dạng bơi, d,e: Tự cường hóa.
Hình 1.2. Sơ đồ các dạng cơ cấu phanh tang trống.
a.Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục.
Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục gồm hai guốc phanh bố trí

đối xứng qua đường trục, sử dụng trên dẫn động phanh thủy lực và khí nén.
*. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực.
+ Ứng dụng: cơ cấu phanh được bố trí trên cầu sau ô tô con và tải nhỏ.

13


1: Guốc phanh, 2: Piston, 3: Tang trống, 4: Lò xo hồi vị, 5: Tấm ma sát,
6: Má phanh.
Hình 1.3. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực.
Cấu tạo cơ bản bao gồm:
Phần quay của cơ cấu phanh là tang trống được bắt với moay ơ bánh
xe.
Phần cố định là mâm phanh được bắt trên dầm cầu. Trên mâm phanh
có lắp hai chốt cố định để lắp ráp với lỗ tựa quay của guốc phanh. Hai chốt cố
định này có thể bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và
trống phanh phía dưới.
Đầu trên của hai guốc phanh được lò xo guốc phanh kéo vào áp sát với
cam hoặc piston xy lanh. Khe hở phía trên của trống phanh với má phanh
được điều chỉnh bằng trục cam ép hoặc hai cam lệch tâm. Trên hai guốc
phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên tục hoặc
phân chia thành các đoạn.
Ở cơ cấu này, trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc
phanh bên trái là guốc xiết cong, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy, má
phanh bên guốc xiết dài hơn má phanh bên guốc nhả với mục đích để hai má

14


phanh có sự hao mòn như nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu lực

lớn hơn.
Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép, lực tác dụng lên hai
má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.
*. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén.
+ Ứng dụng: cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước của ô tô tải vừa và nặng.

Hình 1.4. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén.
Cấu tạo cơ bản bao gồm:
+ Phần quay là tang trống.
+Phần cố định là mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu. Trên mâm
phanh có lắp hai chốt cố định để lắp ráp với lỗ tựa quay của guốc phanh. Hai
chốt cố định này có thể bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má
phanh và trống phanh phía dưới.
Đầu trên của hai guốc phanh được lò xo hồi vị kéo áp sát và cam, thông
qua con lăn. Cam quay và trục được chế tạo liền, với các biên dạng Cycloit.
Khi cam xoay dịch chuyển quanh tâm trục, các đầu guốc phanh bị đẩy,
ép má phanh vào sát tang trống. Khe hở ban đầu phía trên của má phanh và

15


trống phanh được thiết lập bằng vị trí của cam. Cấu trúc hai guốc phanh được
bố trí đối xứng qua trục đối xứng của cơ cấu phanh.
b. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm.
+ Ứng dụng: trên một số xe con, ô tô tải và bus nhỏ.

1: Xi lanh bánh xe, 2: Ống nối, 3: Vít xả khí, 4: Ốc dẫn dầu, 5: Chốt tựa,
6:Guôc phanh, 7: Cam điều chỉnh, 8: Phớt che bụi, 9: Lò xo hồi vị.
Hình 1.5. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm.
Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cũng được

bố trí hai chốt guốc phanh, hai xy lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn
giống nhau và chúng đối xứng nhau qua tâm.
Cơ cấu phanh loại này có hiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanh
đều là guốc xiết khi ta tiến. Tuy nhiên cơ cấu này lại phải bố trí thêm các
đường ống dẫn thủy lực và các cụm xy lanh của cơ cấu phanh.
Nguyên lý làm việc:
+ Khi không phanh: dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các má phanh được
giữ chặt không cho bung về phía trống phanh.

16


+ Khi phanh: áp suất dầu trong xy lanh tăng lên tạo áp lực trên piston đẩy
guốc phanh áp sát và trống phanh. Khi các má phanh đã tiếp xúc với trống
phanh, áp lực dầu tăng cao tạo nên momen phanh hãm bánh xe lại.
+ Khi thôi phanh: lò xo kéo các guốc phanh trở lại các vị trí ban đầu, đường
dầu trở về xy lanh chính, giữa má phanh và trống phanh có khe hở, quá trình
phanh kết thúc.
Ưu điểm:
+ Cơ cấu phanh cân bằng, độ mài mòn các má là như nhau.
+ Hiệu quả phanh theo chiều tiến cao hơn cơ cấu phanh đối xứng qua trục.
Nhược điểm:
+ Hiệu quả phanh giảm khi lùi.
c. Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi.
+ Ứng dụng: bố trí phía cầu sau ô tô tải.
Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi có cả hai đầu các guốc phanh đều
chịu tác động trực tiếp của lực điều khiển và có thể di trượt.
. Guốc phanh chuyển động tịnh tiến và dịch chuyển ép sát vào tang
trống phanh. Piston liên kết ren với chốt đẩy, phục vụ mục đích điều chỉnh
khe hở ban đầu của má phanh với trống phanh.

Trên piston có vành răng điều chỉnh, vị trí của piston được thành lập
tương đối đối với xy lanh khi xoay vành răng điều chỉnh. Vành răng được cố
định nhờ lò xo lá, đảm bảo không bị xoay khi hoạt động. Hai lò xo hồi vị
guốc phanh bố trí kéo hồi vị cả hai đầu guốc phanh.

17


Hình 1.6. Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi.
Nguyên lí làm việc:
+ Khi làm việc guốc phanh được đẩy ra ép sát với trống phanh ở cả hai đầu
guốc phanh nên thời gian khắc phục khe hở giữa má phanh và trống phanh
nhỏ (giảm độ chậm tác dụng), hiệu quả phanh cao hơn loại guốc phanh cố
định một đầu.
+ Sự liên kết lực điều khiển P thông qua các xy lanh thủy lực cho phép các
piston trong xy lanh và điểm tỳ của guốc phanh có khả năng dịch chuyển nhỏ
(kết cấu bơi), đảm bảo đồng đều lực điều khiển kể cả khi tiến và lùi.
+ Đặc điểm khác biệt của guốc phanh kết cấu bơi ở biên dạng điểm tỳ guốc
phanh dạng tự lựa, khi làm việc giúp các má phanh mài mòn đều theo chiều
dài guốc phanh.
Ưu điểm:
+ Hiệu quả phanh chiều tiến và lùi là như nhau.
Nhược điểm:
+ Lực phanh tăng mạnh khi bánh xe bị trượt lết. Chất lượng phanh giảm khi
phanh liên tục do hệ số ma sát giảm khi bị đốt nóng, các tấm ma sát mòn
không đều.
+ Kết cấu phức tạp, gây khó khăn trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa.

18

d. Cơ cấu phanh dạng tự cường hóa.
Cơ cấu phanh loại 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.
Ở cơ cấu phanh loại này, ngoài lực phanh do hệ thống phanh tạo ra,
người ta còn tận dụng được lực ma sát sinh ra giữa trống phanh và guốc
phanh, để tác dụng lên guốc phanh nhằm tăng hiệu quả phanh.

Hình 1.7. Sơ đồ cơ cấu phanh tự cường hóa.
Đối với dạng tự cường hóa một chiều quay thì hiệu quả phanh phụ
thuộc vào chiều quay. Còn với dạng tự cường hóa hai chiều quay, thì hiệu
quả phanh được cường hóa và hiệu quả như nhau ở cả hai chiều.
Ưu điểm:
+ Nâng cao được hiệu quả phanh.
Nhược điểm:
+ Tính chất ổn định momen kém, do hiện tượng tự cường hóa luôn đi kèm sự
biến đổi momen đột ngột khi gia tăng lực điều khiển.
Các hệ thống phanh ngày nay chỉ sử dụng cơ cấu phanh tự cường hóa
khi cần thiết, để đảm bảo khả năng ổn định điều khiển momen phanh.

19


e. Các chi tiết cơ bản của phanh tang trống.
Cơ cấu phanh tang trống có số lượng chi tiết nhiều trọng lượng lớn và
thường được bố trí bên trong lòng bánh xe.
Một số chi tiết quan trọng của cơ cấu phanh tang trống bao gồm: tang
trống, guốc phanh và má phanh, xylanh bánh xe cùng các cụm điều chỉnh khe
hở má phanh – tang trống.
*. Tang trống phanh.

+ Tang trống phanh là một chi tiết luôn quay cùng bánh xe, chịu lực ép của
các guốc phanh từ trong ra, bởi vậy tang trống phải có bề mặt ma sát với má
phanh, độ bền cao, ít bị biến dạng, cân bằng tốt và dễ truyền nhiệt.
+ Vật liệu chế tạo tang trống thường là gang, trên ô tô con có thể chế tạo từ
hai vật liệu cơ bản là: hợp kim nhôm với ống lót bằng gang. Tang trống có
chiều dày khá lớn, bề mặt bên trong tạo lên hình trụ tròn xoay có độ bóng
đảm bảo khả năng tạo ma sát cao.
+ Tang trống liên kết trên moay ơ nhờ các bu lông ghép chắc hoặc vít định vị
đồng tâm với trục quay bánh xe.

Hình 1.8. Tang trống phanh.

20


*. Guốc phanh và má phanh.
+ Guốc phanh và má phanh liên kết với nhau nhờ miếng dán hoặc tán. Má
phanh được chế tạo từ vật liệu chịu mài mòn, có hệ số ma sát ổn định trước sự
biến động nhiệt độ của má phanh, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể
đạt đến 0,4.

a: Guốc hàn, má phanh tán, b: Guốc đúc, đinh tán đặc, c: Guốc hàn, má
phanh dán.
Hình 1.9. Guốc phanh và má phanh.
+ Guốc phanh và má phanh liên kết với nhau nhờ miếng dán hoặc tán. Má
phanh được chế tạo từ vật liệu chịu mài mòn, có hệ số ma sát ổn định trước sự
biến động nhiệt độ của má phanh, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể
đạt đến 0,4.
+ Guốc phanh đúc được chế tạo cho cơ cấu phanh ô tô tải vừa và lớn. Cấu
trúc tiết diện thường gặp là dạng chữ T. Các guốc phanh yêu cầu độ cứng

vững cao có tiết diện chữ П.
*. Xy lanh bánh xe.
Xy lanh bánh xe nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động
phanh thủy lực. Xy lanh bánh xe là cơ cấu thừa hành của hệ thống dẫn động
điều khiển. Khi phanh áp lực dầu chất lỏng (dầu phanh) tại xy lanh tác dụng

21


lên piston, đẩy piston và guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh
tang trống.
Xy lanh có các dạng chính là đơn và kép. Dạng xy lanh đơn sử dụng
với cơ cấu phanh đối xứng qua tâm trục với một piston: lực điều khiển từ hệ
thống dẫn động tác dụng riêng biệt lên một guốc phanh. Như vậy mỗi cơ cấu
phanh bố trí hai xy lanh cho hai guốc phanh.

a: Xi lanh kép đối xứng, b: Xi lanh đơn, c: Xi lanh kép dạng bậc.
Hình 1.10. Các dạng xy lanh bánh xe.
*. Cam quay.
Cam quay nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động phanh khí
nén. Khi phanh, áp lực khí nén nhờ bầu phanh đẩy cam quay, guốc phanh
dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tang trống. Ở trạng thái lắp ráp, cam
và guốc phanh áp sát nhau, khe hở má phanh và tang trống lớn hơn quy định.
Khi chưa phanh, vị trí ban đầu của cam được điều chỉnh cho bánh xe
lăn trơn, guốc phanh tựa lên bề mặt cam có khoảng cách nhỏ nhất định giữa
má phanh và tang trống.
Ở trạng thái phanh, cam được điều khiển quay tiếp với khoảng dịch
chuyển ∆ của đầu guốc phanh, và khắc phục hết khe hở của má phanh và tang
trống. Cam tựa lên guốc với các lực tác dụng P. Hai lực P đặt cách nhau một
khoảng 2d, bằng đường kính vòng tròn cơ sở của biên dạng cam.

22


Biên dạng cam Acsimet dễ chế tạo, nhưng khoảng cách 2d lớn, ảnh
hưởng tới hiệu quả phanh, nhờ vít điều chỉnh thông qua cơ cấu điều chỉnh.
f. Điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh.
Khe hở ban đầu ∆ giữa má phanh và trống phanh giúp cho bánh xe có
thể lăn trơn, khi khe hở quá lớn sẽ ảnh hướng đến độ chậm tác dụng, gia tăng
quãng đường phanh. Khe hở ∆ trong sử dụng luôn tăng do độ mòn, do vậy
cần tiến hành điều chỉnh.
Kết cấu điều chỉnh khá đa dạng và phụ thuộc vào cấu trúc từng hệ
thống phanh. Để điều chỉnh khe hở ∆, kết cấu có thể cho phép thực hiện định
kỳ bằng tay hoặc tự động. Nguyên tắc của việc điều chỉnh của các kết cấu
được thực hiện tại hai vị trí của guốc phanh: vùng phía trên và vùng phía dưới
của guốc.
*. Điều chỉnh bằng tay với hệ thống phanh thủy lực.
+ Điều chỉnh thông qua cơ cấu cam.
Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng
cam lệch tâm, biên dạng cam luôn tì vào mặt cong của guốc phanh. Khi quay
ốc xoay cam, guốc phanh dịch chuyển theo thay đổi khe hở trên.
Khe hở phía dưới được điều chỉnh nhờ bạc lệch tâm bố trí trên chốt.
Bạc lệch tâm được ăn khớp trong bằng mặt vát và quay cùng chốt khi điều
chỉnh. Khi quay chốt, bạc lệch tâm quay theo và mang phần dưới guốc phanh
dịch chuyển làm thay đổi khe hở dưới giữa má phanh và trống phanh.
+ Điều chỉnh vị trí chốt đẩy giữa xi lanh và guốc phanh.
Kết cấu này thường được sử dụng cho cơ cấu phanh dạng bơi, tự cường
hóa.
Chốt đẩy có tác dụng liên kết giữa một đầu guốc phanh và piston trong
xi lanh bánh xe. Liên kết giữa piston và chốt đẩy bằng ren. Trên piston có bố

23


trí một vành răng, khi xoay vành răng, piston xoay theo, liên kết ren giúp
piston di chuyển, thay đổi vị trí giữa piston và chốt.
Rãnh ăn khớp của đầu chốt với guốc phanh giữ chốt không xoay. Trên
mâm phanh có cửa sổ nhỏ, đủ tỳ tuốc nơ vít bẩy vành răng xoay trong quá
trình điều chỉnh. Lò xo lá, kẹp chặt trên xi lanh và tỳ đàn hồi với vành răng có
tác dụng giữ nguyên trạng thái đã điều chỉnh đúng.
*. Tự động điều chỉnh khe hở trong hệ thống phanh thủy lực.
Điều chỉnh kịp thời khe hở của má phanh với tang trống khi má phanh
quá mòn, trên nhiều ô tô sử dụng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở. Các dạng
cơ cấu tự điều chỉnh thường gặp như sau:
+ Sử dụng lẫy gạt tự động điều chỉnh khi phanh bằng phanh chân.
+Sử dụng đòn trống hai guốc phanh.
+ Sử dụng kẹp ma sát.
1.5.2.Cơ cấu phanh đĩa.
Cơ cấu phanh đĩa (phanh đĩa) được sử dụng khá phổ biến trên ô tô con,
có thể ở cả cầu trước và cầu sau.
Ưu điểm:
+ Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi,
điều này giúp cho bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao.
+ Thoát nhiệt tốt, khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn.
+ Dễ dàng sửa chữa và thay thế tấm ma sát.
+ Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa
phanh.

24

Nhược điểm:
+ Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vào chỗ bùn
lầy và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh, giảm hiệu quả phanh.
+ Mòn má phanh nhanh do không được che chắn, bảo vệ.
Cấu tạo cơ cấu phanh đĩa được chia thành hai loại: có giá đỡ xi lanh cố
định và có giá đỡ xi lanh di động.
Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
+ Đĩa phanh được lắp và quay cùng moay ơ của bánh xe.
+ Giá đỡ xi lanh, đồng thời là xi lanh điều khiển, trên đó bố trí các đường dẫn
dầu áp suất cao và ốc xả khí, bên trong xi lanh có các piston.
+ Hai má phanh phẳng, đặt ở hai bên đĩa phanh và được tiếp nhận lực điều
khiển từ các piston bên trong xi lanh bánh xe.
Cơ cấu phanh đĩa có giá di động có kết cấu gọn, thuận lợi cho việc bố
trí hệ thống treo hiện đại nên được sử dụng nhiều ở ô tô con hiện nay. Ngoài
ra trên một số xe chuyên dụng, sử dụng phanh chính nhiều đĩa làm việc trong
dầu.
a.Phanh đĩa có giá cố định.
Đặc điểm kết cấu:

Hình 1.11.Phanh đĩa có giá đỡ cố định.
25