Thiết kế tính toán cải tiến hệ thống phanh xe UAZ 469

Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm
Lời nói đầu

Cùng với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật và công
nghệ, công nghệ chế tạo ô tô trên thế giới cũng không ngừng cải
tiến và hoàn thiện, đáp ứng yêu cầu của ngời sử dụng và tính kinh
tế cao.
ở nớc ta ngày càng xuất hiện nhiều các liên doanh sản xuất ô tô
với các hãng ô tô nổi tiếng của: Nhật bản, Hoa kỳ, Đức, Italya, Hàn
quốc , đem lại những tiến bộ nhảy vọt cho nền công nghiệp ô tô
nớc ta.
Tuy nhiên do điều kiện địa lý, mức thu nhập của ngời dân nên
hiện nay một số xe ô tô đợc sản xuất tại Liên xô(cũ), đặc biệt là loại
xe UAZ- 469 vẫn đợc sử dụng khá phổ biến trong quân đội, công
an, và các vùng miền núi. Với giá thành rẻ, thuận tiện khi sử dụng,
cũng nh khi sửa chữa. Tuy nhiên, nó cũng tồn tại những nhợc điểm:
hệ thống phanh xe UAZ- 469 là hệ thống phanh dẫn động một
dòng, không có trợ lực, do đó lực bàn đạp lớn, làm giảm tính an
toàn của hệ thống phanh, hiệu quả phanh giảm.
Ngày nay, loại xe UAZ đã và đang đợc cải tiến hoàn thiện để
nâng cao độ tin cậy khi sử dụng, điều kiện sử dụng ngày càng
thoải mái, tiện nghi hơn.
Dựa trên sự phát triển về khoa học kỹ thuật và công nghệ ngành
ô tô. Đờng xá ngày càng tốt hơn, cho phép xe ô tô chạy với tốc độ
cao hơn. Vì vậy hệ thống phanh cần phải hoàn thiện, tin cậy hơn.
Do nớc ta còn sử dụng nhiều xe UAZ đời cũ, với những kiến thức
đã đợc tiếp thu trong 5 năm học tại trờng. Từ những thực tế trên, em

1


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

chọn đề tài: Thiết kế tính toán cải tiến hệ thống phanh xe UAZ469 . Đợc sự hớng dẫn của thầy Nguyễn Trọng Hoan trong quá trình
thực hiện, do thời gian và khả năng còn hạn chế, nên đề tài của em
không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong đợc sự góp ý chỉ
bảo của các thầy cô và các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn.

Chơng I
Tổng quan về hệ thống phanh

1.1. công dụng, phân loại và yêu cầu
1.1.1 Công dụng
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn sự chuyển
động của ô tô. Ngoài ra nó còn có tác dụng giữ cho ô tô đứng yên ở
trên đờng có độ dốc nhất định.
- Hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì
nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể
nâng cao đợc năng suất vận chuyển.
1.1.2 . Phân loại
Tuỳ theo cách bố trí cơ cấu phanh, chúng ta nghiên cứu một số
cách phân loại cơ bản sau:
a. Theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ
thống truyền lực:

- Phanh bánh xe (Phanh chân)
2


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Phanh truyền lực (Phanh tay)
b. Theo bộ phận tiến hành phanh (Cơ cấu phanh):
- Cơ cấu phanh guốc (phanh tang trống)
- Cơ cấu phanh đai
- Cơ cấu phanh đĩa
c. Theo dẫn động phanh:
- Phanh dẫn động cơ khí
- Phanh dẫn động thuỷ lực
- Phanh dẫn động khí nén
- Phanh dẫn động liên hợp
1.1.3. Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm
bảo quãng đờng phanh ngắn nhất khi phanh ngặt trong trờng hợp
nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ô
tô 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 lớn.
- Đảm bảo việc phân bố mô men trên các bánh xe phải theo quan

hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với bất kỳ cờng
độ nào.
- Không có hiện tợng tự siết khi phanh.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
3


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định
trong điều kiện sử dụng.
- Giữ đợc tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển
với lực phanh trên bánh xe.
- Có khả năng phanh ô tô khi đứng trong thời gian dài.
1.2. Kết cấu hệ thống phanh
Hệ thống phanh trên ô tô gồm có phanh chính (phanh bánh xe
hay thờng gọi là phanh chân) và phanh phụ (phanh truyền lực hay
còn gọi là phanh tay). Sở dĩ phải làm cả phanh chính và phanh phụ
là để đảm bảo an toàn khi ô tô chuyển động.
Hệ thống phanh gồm có hai phần chính: cơ cấu phanh và dẫn
động phanh.
1.2.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh thờng dùng loại guốc và gần đây sử dụng loại đĩa
tơng đối phổ biến.
a. Cơ cấu phanh guốc
Cơ cấu phanh loại guốc có thể kết cấu theo nhiều dạng khác
nhau.

b. Cơ cấu phanh đĩa
Phanh đĩa ngày càng đợc sử dụng nhiều trên ô tô. Có hai loại
phanh đĩa: loại đĩa quay và loại vỏ quay.
Loại đĩa quay với các guốc phanh ở phía ngoài có trọng lợng nhỏ,
thờng dùng làm phanh tay ở một số ô tô tải.

4


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

Phanh đĩa có u điểm so với phanh guốc là: áp suất trên bề mặt
ma sát của các má phanh giảm và phân bố đều, do đó má phanh
ít mòn và mòn đều (ít phải điều chỉnh), điều kiện làm mát tốt,
đảm bảo mô men phanh nh nhau khi tiến cũng nh khi lùi, lực chiếu
trục tác dụng lên đĩa đợc cân bằng, có khả năng làm việc với các
khe hở bé nên giảm đợc thời gian tác dụng phanh.
1.2.2Dẫn động phanh
a. Dẫn động bằng chất lỏng (phanh dầu)
ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh qua chất
lỏng ở các đờng ống. Dẫn động chất lỏng có các u điểm sau:
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các
bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo yêu cầu.
- Hiệu suất cao
- Độ nhạy tốt
- Kết cấu đơn giản

- Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay
đổi cơ cấu phanh.
Khuyết điểm của dẫn động chất lỏng:
- Không thể làm tỉ số truyền lớn, vì thế phanh dầu không có cờng
hoá chỉ dùng cho ô tô có trọng lợng toàn bộ nhỏ. Lực tác dụng lên
bàn đạp lớn.
- Phanh dẫn động một dòng, khi có chỗ nào bị rò rỉ thì cả hệ
thống phanh đều không làm việc đợc. Để khắc phục hiện tợng này
thì hiện nay có xu hớng làm dẫn động hai dòng thay cho dẫn động
một dòng.

5


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

* Dẫn động hai dòng
Để tăng độ an toàn của hệ thống phanh ngày nay dùng dẫn động
hai dòng và vẫn có cơ cấu điều khiển chung.
Dẫn động hai dòng có thể làm theo nhiều sơ đồ khác nhau với
mục đích đảm bảo tính ổn định và tính phanh cực đại của ô
tô.
Trong dẫn động hai dòng mà vẫn dùng xilanh chính loại bình thờng nh ở dẫn động một dòng thì sẽ có thêm bộ phận chia.
Bộ phận chia dòng để phân chia dầu tác dụng lên các bánh xe trớc và sau theo các đờng riêng rẽ với nhau. Mục đích để tăng tính
an toàn cho xe, vì khi đờng dẫn nào bị hỏng thì đờng dẫn kia
vẫn truyền cho các bánh xe khác, và vẫn phanh đợc xe, tuy hiệu
quả phanh có kém.

b. Dẫn động khí nén (phanh khí)
Phanh khí dùng trên xe ô tô và đoàn xe có trọng lợng trung bình
và lớn. Do áp suất của không khí ít hơn so với áp suất chất lỏng ở
phanh dầu ( từ 10->15 lần ) cho nên trọng lợng của dẫn động phanh
khí lớn hơn rất nhiều.
Hệ thống phanh khí có u điểm là lực tác dụng lên bàn đạp bé,
vì vậy nó đợc trang bị cho ô tô tải tải trọng lớn, có khả năng điều
khiển hệ thống phanh rơ moóc bằng cách nối hệ thống phanh của
rơ moóc với hệ thống phanh của ô tô kéo. Dẫn động phanh bằng
khí nén đảm bảo chế độ phanh rơ moóc khác ô tô kéo, do đó

6


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

phanh đoàn xe ổn định, khi rơ moóc bị tách khỏi ô tô kéo thì rơ
moóc bị phanh một cách tự động.
Ưu điểm nữa của hệ thống phanh khí là có khả năng cơ khí hoá
quá trình điều khiển ô tô và có thể sử dụng không khí nén cho
các bộ phận làm việc nh hệ thống treo loại khí .v.v
Khuyết điểm của hệ thống phanh khí là số lợng các cụm khá
nhiều, kích thớc và trọng lợng chung khá lớn, giá thành cao, độ nhạy
kém, nghĩa là thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ
khi ngời lái bắt đầu tác dụng lên khá lớn.

1.3. giới thiệu về xe uaz - 469

1.3.1. Giới thiệu chung
uaz - 469 là loại xe do Liên xô sản xuất. Đây là loại xe hai cầu, có
tính năng việt dã cao, hoạt động tốt trên địa bàn xấu, tuy nhiên
vẫn còn nhiều nhợc điểm đặc biệt là lực bàn đạp và hành trình
bàn đạp còn quá lớn làm cho ngời lái nhanh mệt mỏi. Để đạt hiệu
quả cao, an toàn phải tiến hành cải tiến một số bộ phận trên xe nh:
lái, treo, phanh. . .
1.3.2. Giới thiệu về hệ thống phanh xe uaz- 469
a. Bố trí chung

7


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

Hình 1-1: Bố trí chung
Hệ thống phanh xe UAZ- 469 gồm có: Hệ thống phanh chính
(phanh chân), các cơ cấu phanh đặt ở bánh xe và hệ thống phanh
dừng (phanh tay) đợc bố trí sau hộp phân phối. Sở dĩ phải làm cả
hai loại phanh chính và phanh dừng là để đảm bảo an toàn khi ô
tô chuyển động. Phanh chính đợc dẫn động bằng thuỷ lực, một
dòng, kết cấu gọn, độ nhạy tốt, cơ cấu phanh dùng phanh guốc, lắp
trên tất cả các bánh xe để tận dụng hết lực bám của xe khi phanh.
Ưu điểm của hệ thống phanh chính là kết cấu đơn giản, dễ tháo
lắp và sửa chữa.
Phanh dừng đợc dẫn động bằng cơ khí và điều khiển bằng tay.
Ưu điểm là phanh dừng xe trong thời gian ngắn, độ tin cậy cao. Nhợc điểm là kết cấu phức tạp.

b. Cơ cấu phanh
* Cơ cấu phanh bánh trớc
9
1

10

2
3
11
4
5
6

8
7

12


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

Hình 1-2: Cơ cấu phanh bánh trớc
Cơ cấu phanh bánh trớc là cơ cấu phanh guốc, hai guốc phanh đợc
dẫn động bằng hai xi lanh riêng rẽ và đặt trên hai chốt lệch tâm
khác phía, do đó thì hiệu quả phanh tốt, nhng xe chạy lùi thì hiệu
quả phanh thấp hơn. Nhợc điểm này không quan trọng lắm đối với

ô tô có trọng lợng nhỏ, hơn nữa khi ô tô chạy lùi tốc độ cũng thấp
cho nên yêu cầu mô men phanh ít hơn.
- Trống phanh đợc đúc bằng gang, mặt trong đợc gia công nhẵn
để tiếp xúc với tấm ma sát, trống phanh đợc lắp với moayơ bánh
xe. Là chi tiết cùng với má phanh tạo ra mô men ma sát, tiêu thụ
động năng của xe khi phanh.
- Mâm phanh: Đợc chế tạo bằng thép tấm có các lỗ để lắp ghép
các chi tiết, đồng thời để bảo vệ các chi tiết bên trong.
- Guốc phanh: Đợc chế tạo bằng thép, trên mặt có gia công các lỗ
để lắp đinh tán dùng để gắn tấm ma sát lên guốc phanh, đinh
tán làm bằng nhuôm, đợc tán thấp hơn bề mặt ma sát từ 1,5->2
mm.
- Má phanh làm bằng Ferađô , chiều dày má phanh là 5,5mm, rộng
50mm, đờng kính ngoài là297mm, góc ôm =120o.

9


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Cam lệch tâm: Luôn tỳ vào guốc phanh và đợc cố định nhờ lò
xo, tác dụng của cam lệch tâm là điều chỉnh khe hở giữa má
phanh và tang trống.
- Lò xo hồi vị: Mỗi cơ cấu phanh trớc có hai lò xo hồi vị để kéo
guốc tỳ sát vào đầu píttông của xi lanh bánh xe và tỳ sát vào cam
lệch để tâm đảm bảo khe hở cần thiết giữa má phanh và tang
trống.

* Cơ cấu phanh sau:
1 2 3 4 5 6

7 8 9

10 11

12
13

Hình 1-3: Cơ cấu phanh sau
Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh guốc trên hai chốt tựa cùng
phía và có cùng chung một xilanh làm việc. Cấu tạo cơ cấu phanh
sau cơ bản giống cơ cấu phanh trớc, chỉ khác một số điểm sau:
- Má trớc là má siết, má sau là má nhả, để cho má trớc và má sau
mòn đều nhau nên má trớc làm dài hơn má sau.
10


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Cả hai chốt tựa cùng nằm ở phía dới.
- Mỗi cơ cấu phanh có lò xo chung cho cả guốc trớc và guốc sau.
Trong quá trình sử dụng các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở
giữa má phanh và trống phanh sẽ tăng lên, ta phải điều chỉnh lại
khe hở này, điều chỉnh khe hở ở phía trên má phanh bằng cách
xoay cam lệch tâm 7 và ở phía dới bằng cách xoay chốt lệch tâm.

Khi điều chỉnh khe hở trên khoảng 0,25mm, khe hở dới khoảng
0,12mm
* Phanh dừng: Dùng để phanh trên dốc và khi đỗ xe và để phanh
xe khi gặp nguy hiểm.
c. Dẫn động phanh: Dẫn động của hệ thống phanh chính bao
gồm bàn đạp phanh, xi lanh chính, cơ cấu phanh, các đờng ống
dẫn và các thiết bị nối, các xi lanh công tác ở các bánh xe.
* Xi lanh chính:
- Nhiệm vụ của xi lanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra
dầu có áp suất cao truyền tới các xi lanh công tác ở các bánh xe.
- Thân xi lanh: Đợc đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ
cấp dầu và bù dầu, có lỗ ren để bắt ống nối, đờng kính xi lanh 32
mm.
- Píttông: Đợc chế tạo bằng hợp kim nhôm, có các gờ để lắp gioăng
làm kín, đỉnh píttông đợc khoan 8 lỗ nhỏ 1,8 mm để dẫn dầu
trong hành trình trả.
- Bát cao su: Làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển cùng
với píttông có tác dụng làm kín dầu có áp suất cao ở hành trình
nén.
* Xi lanh công tác:
11


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Đợc đúc bằng gang xám GX 18-36, có đờng kính trong là 32 mm,
có lỗ ren M10 để bắt vít xả khí và lỗ ren M12 để lắp đầu nối. Xi

lanh công tác có tác dụng cùng với píttông nhận lực thông qua phần
dẫn động truyền tới guốc phanh.

1.3.3. Nguyên lý hoạt động:

B

A

Hình 1- 4: nguyên lý hoạt động
- Khi đạp phanh: Ngời lái tác động lên bàn đạp phanh, qua cần đẩy
làm cho píttông dịch chuyển sang trái, bát cao su nhanh chóng bịt
kín lỗ cất dầu, ép dầu trong xi lanh tạo ra áp suất cao, mở van
12


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

thuận, dầu có áp suất cao theo đờng ống tới xi lanh công tác thực
hiện phanh xe.
- Khi thôi phanh: Ngời lái nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vi kéo cần
đẩy về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe đợc hồi về xi lanh
chính qua van nghịch kết thúc quá trình phanh. Tuy nhiên dầu
phanh chảy từ xi lanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu
trong xi lanh chính giảm nhanh chóng tạo ra độ chân không. Kết
quả là, dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xi lanh qua cửa vào và dầu
từ khoang B qua các lỗ ở đỉnh píttông làm cong phớt cao su đi vào

khoang A. Nh vậy khoang A đợc bổ sung dầu tức thời đảm bảo đủ
dầu cho lần đạp phanh tiếp theo, điều quan trọng là phải đảm
bảo áp suất d 5O 8O KN/cm2 để tránh lọt khí vào trong đờng
ống.
1.3.4. Các thông số của xe UAZ 469
- Trọng lợng xe: 2350 kg.
+ Tự trọng : 1500 kg.
+ Trọng lợng phân bố cầu trớc: 970 kg.
+ Trọng lợng phân bố cầu sau: 1380 kg.
- Kích thớc xe:
+ Chiều dài: 4025 mm.
+ Chiều rộng: 1805 mm.
+ Chiều cao: 2020mm.
+ Chiều dài cơ sở: 2380mm.
+ Chiều rộng cơ sở: 1442 mm.
- Vận tốc cực đại: 100Km/h.
- Công suất cực đại: 75 mã lực.
13


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Mô men xoắn cực đại: 17,5kg/m.
- Ký hiệu lốp: 8,4 15.
- Kích thớc hệ thống phanh:
+ Đờng kính xi lanh chính: 32mm.
+ Đờng kính xi lanh bánh xe:

Đờng kính trong: 32mm.
Đờng kính ngoài: 42mm.
+ Đờng kính tang trống:
Đờng kính trong: 280mm.
Đờng kính ngoài: 292mm.
+ Chiều rộng má phanh: 50mm.
+ Chiều dày má phanh 5 mm.
+ Tấm ma sát cơ cấu phanh trớc:
Má phanh trớc và má phanh sau: 0 = 1200
1 = 2Oo ; 2 = 14Oo
+ Tấm ma sát cơ cấu phanh sau:
Má trớc:o = 125o ; 1 =15o ; 2 = 14Oo
Má sau: o = 8Oo ; 1 = 4O0 ; 2 = 12Oo
+ Tỷ số dẫn động từ bàn đạp đến xi lanh chính: 300/50mm.

Chơng II
Kiểm nghiệm hệ thống phanh xe uaz - 469

2.1. Xác định mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh
2.1.1. Xác định toạ độ trọng tâm của xe

14


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

G1

G2
G

a

b
L

Hình 2-1: Sơ đồ tọa dộ trọng tâm
MA = G . a - Z 2 . L = 0
MB = G . b - Z 1 . L = 0

a=

Z

.L
Z .L
2
;b = 1
G
G

Trong đó:
+ Z1 = G1 = 970KG
+ Z2 = G2 = 1380 KG
+ L = 2,38 m.
a,b - Khoảng cách từ toạ độ trọng tâm đến cầu trớc và cầu sau:

15


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

1380.2,38
970.2,38
a=
=1,39( m) b =
=0,98( m)
2350
2350

* Xác định bán kính làm việc trung bình của bánh xe: ký hiệu lốp
8,4 - 15

d
r =(B + ).25,4
0
2
Với:

+ B = 8,4 - Bề rộng lốp.
+ d = 15 - Đờng kính vành xe.

15
r =(8,4 +

).25,4 =403,86mm =0,4m
0
2
r1 = r0 .
= 0,935 - Hệ số kể đến sự biến dạng của lốp.
r1 = 0,4 . 0,935 = 0,374 m
2.1.2 . Xác định mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh
Mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh phải đảm bảo giảm đợc tốc
độ của xe hoặc dừng hẳn xe với gia tốc chậm dần trong giới hạn cho
phép.
Để tránh hiện tợng trợt lê bánh xe trong quá trình phanh, thì mô
men sinh ra ở các bánh xe đợc xác định theo điều kiện bám.
a. Mô men phanh bánh xe trớc

M ' =(

áp dụng công thức:

p

b. Mô men phanh bánh xe sau

16

m

p1

.G

2

1

)..r

bx


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

M p"= (

mp1.G
)..rbx
2

- Hệ số phân bố lại tải trọng khi phanh lên cầu trớc và cầu sau:

m =1 +(

J

2

=1 (

g

)

g

)

g.b

1

m

.h

max

J

max

.h

g.a

Trong đó:
+ Jmax = 5,8 m/s2 - Gia tốc chậm dần cực đại của ô tô
khi phanh.
+ g = 9,81 m/s2 - Gia tốc trọng trờng.

+hg = 0,5 m - Chiều cao trọng tâm của xe.
+ a = 1,39; b = 0,98 - Các kích thớc toạ độ trọng tâm
đến cầu trớc và cầu sau.
Do đó
m1 = 1+

5,8.0,5
9,81.0,98

= 0,7

m2 = 1 -

5,8.0,5
9,81.1,39

= 1,212

MP =
M P =

0,7.970
. 0,6 . 0,374 = 76,18(KG.m)
2
1,212.1380
. 0,6 . 0,374 = 187,66 (KG.m)
2

2.2. Xác định lực tác dụng lên guốc phanh
2.2.1. Các thông số của cơ cấu phanh

17


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Đờng kính trống phanh: 280 mm.
- Đờng kính xi lanh bánh xe:
+ Đờng kính trong: 32mm.
+ Đờng kính ngoài: 42mm.
- Chiều dày guốc phanh: 5 mm.
- Chiều rộng má phanh: 50 mm.
- Tấm ma sát phanh bánh xe trớc:
+ góc ôm tấm ma sát: 0 = 1200
1 = 200 ; 2 = 1400
- Tấm ma sát phanh bánh xe sau:
+ Má trớc: 0 = 1250 ; 1 = 150 ; 2 = 1400
+ Má sau: 0 = 800 ; 1 = 400 ; 2 = 1200
2.2.2. Xác định lực
- Khi phanh guốc phanh chịu tác dụng của lực P, lực tổng hợp R của
N và T từ trống phanh tác dụng lên guốc phanh và phản lực U tại chốt
phanh.
- Góc và bán kính để xác định lực tổng hợp tác dụng lên má phanh
đợc xác định theo công thức sau:

tg =

cos2 cos2
1

2 + sin2 sin2
0

=

2

1

2

2.r (cos cos )
1

1

2

2 + sin 2 2. . cos( + ) sin
0

0

0

1

2

Trong đó:

18

0


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

+ 0 - góc ôm tấm ma sát.
+ 1

góc tính từ tấm chốt quay của guốc đến chỗ tán

tấm ma sát.
+ 2 = 1 + 0 - góc từ tâm chốt tựa đến cuối tấm ma
sát.
+ rt - Bán kính của tang trống.
- Từ các công thức trên ta tính đợc:
a. Đối với má trớc, má sau của cơ cấu phanh trớc:
0
cos2.200 cos2.140

tg =
2.

0

.125
1800

= 0,118

+ sin2.1250 sin2.1400
= 5,80

=

2.140(cos 200 cos140 0 )
= 163,44mm
.1200
.1200


2.
+ sin 2 1200 2..
cos(200 + 1400 ) sin 1200


180
180

= 163 mm

b. Đối với phanh sau: Cơ cấu phanh có hai guốc phanh chung một xi
lanh bánh xe. Má trớc là má siết, má sau là má nhả, để cho tấm ma
sát trớc và sau mòn đều nhau thì má ở trớc làm dài hơn má ở sau.
Thay số liệu vào công thức sau ta tính đợc:
- Má trớc:
cos 2.150 cos 2.140 0
tg 1 = 2 .1250
= 0,118
+ sin 2.150 sin 2.140 0
0
180

1 = 6,750

19


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

1 =

Phạm
2.140(cos
150 cos140 0 )

.1250
180 0

2

0

+ sin 125 2.

.1250
180 0

. cos(150 + 140 0 ) sin 1250

1 = 164 mm
- Má sau:
tg

2

cos2.400 cos 2.120 0

=
2.

.80 0
180

0

= 0,145

+ sin 2.40 0 sin 2.1200
1 = 8,250

1 =

2.140(cos
150 cos140 0 )

.80

0

180 0

+ sin 2 80 0 2.

.80

0

180 0

= 151,15mm

. cos(40 0 + 120 0 ) sin 80 0
1 = 151 mm

Từ góc và bán kính ta xác định đợc điểm đặt và hớng của lực

N








Lực tổng hợp R của N và T tạo với lực N một góc xác định nh
sau:

tg=

T
N

=

Với : à = 0,3 - Là hệ số ma sát giữa tấm ma sát và tang trống.
= 16,690



c. Khi tính toán cơ cấu phanh chúng ta cần xác định lực P tác
dụng lên guốc phanh để đảm bảo cho tổng mô men phanh sinh ở

20

Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

cơ cấu phanh trớc và cơ cấu phanh sau bằng mô men phanh tính
toán của mỗi cơ cấu phanh đặt ở bánh xe.
- Đối với cơ cấu phanh trớc:
Mp = Mp1 + Mp2 = R1.r0 + R2.r0 = 2. R.r0

r0 =


1 + 2

=163.

0,3
1 +0,32

=46,83mm

d. Xây dựng họa đồ lực của cơ cấu phanh trớc và phanh sau:



Vì xi lanh nh nhau nên lực P đẩy guốc phanh là nh nhau đối với
các guốc phanh Trên mỗi guốc phanh có 3 lực tác dụng P , R1, U1
hoặc P, R2,U2 .
Từ tâm chốt quay 01, 02 kẻ đờng qua tâm ô ta có các trục Y1 Y1 và

Y2 Y2 .
- Từ tâm 0 kẻ đờng qua vuông góc tơng ứng với các trục Y1 Y1 và Y2
Y2
ta có trục X1 X1 và X2 X2
- Hớng của lực N1 tạo với trục X1 X1 góc 1
- Hớng của lực N2 tạo với trục X2 X2 góc 2
- Điểm đặt lực N1và N2 tại có bán kính là p1, p2
- Kẻ vuông góc với N1và N2 tại góc của nó ta có lực T1, T2
- Hợp lực R1, R2 tơng ứng của N1, T1 và N2, T2 tạo với N1, N2 tơng ứng
với góc .
- Kéo dài lực P, lực R1 , R2 các lực này cắt nhau 0 và 0 ta nối tới
tâm chốt quay má phanh trớc và sau,ta có các phản lực U1, U2.

21


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

- Xây dựng đa giác lực bằng cách lấy hai đoạn P = 80 mm để thực

hiện lực P ,ta đợc đa giác lực P , R1 , U 1 hoặc P , R2 , U 2 .
- Từ toạ độ lực ta có tỷ số:
+ Đối với cơ cấu phanh trớc:

P1

O1

N1
T1

P1



X1

o

R1

U1
U1

R1
Y1

Hình 2-2: Họa đồ tấm ma sát phanh trớc

R1
R2

=

276
276

=1

R1 = R2
Y

+ Đối với cơ cấu phanh sau:

R1
R2

=

276
121

P1

X1

P2

=2.28

X

1

1

X



R1 = 2,28 . R2

X1

Y

22


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

Hình 2-3: Họa đồ tấm ma sát
phanh sau
- Đối với cơ cấu phanh trớc, ta có:

M 'p

132.103

R1 = R 2 = R =
=
= 1425kg
2.r0
2.46,83
- Đối với cơ cấu phanh sau, ta có:
MP = 2,28 . R2 . r01 + R2 . r02

R

2

=

108,4.10 3
2,28.47,12 + 46,83

= 702,6 KG

R1 = 2,28 . R2 = 2,28 . 702,6 = 1602 kg
- Tỷ lệ xích hoạ đồ cơ cấu phanh trớc:

à =
1

R2

( mm )

=

702,6

=5,8

121

KG
mm

- ở cơ cấu phanh trớc:
P1 = P2= P = 80 . à = 80 . 5,16 = 412 Kg
R1 = R2 = R = 1425 kg
U1 = U2 = 205 . 5,16 = 1075 Kg.
- ở cơ cấu phanh sau:
P = 80 . à = 80 . 5,8 = 464Kg

OR1 = 276 . 5,8 = 1601,8 kg; R = 633
P kg
1
2
U1 = 504 . 5,8 = 292 Kg.


P

U1

N1

T1

O

R1
R1

23U1

Y


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

Hình 2- 4: Họa đồ lc phanh cơ cấu phanh trớc
O1

P P
X1
N1

R2

X2
T2

U
1
O cơ cấuN2 phanh sau
Hình
2-T5:
Họa1 đồ lc phanh

P

1

6,75


8,25


R

2.3. Xác định lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh
R1

2.3.1. Xác định áp suất trong hệ thống
phanh:
1
U

- Từ hoạ đồ lực. ở trên ta đã xác định đợc lực ép cần tác dụng lên
Y1

guốc phanh trớc và phanh sau:

Y2

U2 R2

U2

+ Đối với phanh trớc: P1 = P2 = 412 KG

P

+ Đối với phanh sau: P1 = P2 = 464 KG
Theo thiết kế thực tế của xe, ta thấy các xi lanh bánh xe có đờng
kính nh nhau. Do đó, ta lấy lực P = 464 KG của cơ cấu phanh sau
để xác định áp suất trong hệ thống dẫn động, vì để đảm bảo
cho bánh trớc không bị trợt lê.
- Lực ép lên guốc phanh:

P=

.d 2 .p i
4

Trong đó:
+ d = 32 mm - Đờng kính xi lanh bánh xe.

+ P = 464 KG.
+ Pi = áp suất dầu trong hệ thống cần đạt đợc.

Q bd =

.D 2
4

Trong đó:
24

.pi .

l' 1
l


Đồ án tốt nghiệp
Tiến Vinh Ô tô K 7

Phạm

+ D = 32 mm - Đờng kính xi lanh chính.
+ Pi = 52,3 KG/cm2
+ L, = 50 mm - Kích thớc bàn đạp.
+l = 300 mm - Kích thớc bàn đạp.
+ = 0,92 - Hiệu suất dẫn động thuỷ lực.

Q bd =

3,14.322
4

.52.

50

1

300 0,92

= 75 (KG)

- Nhận xét: Với áp suất yêu cầu trong hệ thống là pi = 52,3 KG/cm2
thì lực bàn đạp thực tế Qmax = 75 KG > [ Qmax] = 50 KG. Do đó, ta
thấy hệ thống lực bàn đạp phải lớn thì mới đảm bảo mô men phanh
yêu cầu.
Để giảm nhẹ lực bàn đạp cho ngời lái, tăng tính an toàn, tăng
hiệu quả phanh, khi sử dụng phanh ta cần cải tiến hệ thống phanh
cũ, thiết kế trợ lực phanh cho xe này.
2.4. Xác định hành trình toàn bộ của bàn đạp phanh
2.4.1. Xác định hành trình píttông của xi lanh bánh xe trớc và sau

x1 =x2 =

2( a +c )( +)
c

Trong đó:
+ x1 = x2 - hành trình dịch chuyển của píttông công tác

( mm ).

.

+ = 0,3 - Khe hở trung bình giữa má phanh và trống
phanh.
+ = 1 mm - Độ mòn hớng kính cho phép của má phanh.

25