Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô kia carens

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
CHUYÊN NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỀ TÀI:

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ
THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ KIA CARENS

Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT
Sinh viên thực hiện: ĐOÀN PHƯỚC HIỀN
Số thẻ sinh viên: 103140020
Lớp: 14C4A

Đà Nẵng, 06/2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:

1. Họ và tên sinh viên: Đoàn Phước Hiền
2. Lớp: 14C4A
Số thẻ SV: 103140020
3. Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô Kia Carens
4. Người hướng dẫn: Nguyễn Hoàng Việt
Học hàm/ học vị: Tiến sĩ
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
1. Về tính cấp thiết, tính mới, khả năng ứng dụng của đề tài: (điểm tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Về kết quả giải quyết các nội dung nhiệm vụ yêu cầu của đồ án: (điểm tối đa là 4đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Về hình thức, cấu trúc, bố cục của đồ án tốt nghiệp: (điểm đánh giá tối đa là 2đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
2. Đề tài có giá trị khoa học/ có bài báo/ giải quyết vấn đề đặt ra của doanh nghiệp
hoặc nhà trường: (điểm tối đa là 1đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
3. Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
III. Tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên: (điểm đánh giá tối đa 1đ)
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
IV.Đánh giá:
1. Điểm đánh giá: ……/10 (lấy đến 1 số lẻ thập phân)
2. Đề nghị: ☐Được bảo vệ đồ án ☐Bổ sung để bảo vệ
☐Không được bảo vệ

Đà Nẵng, ngày 2 tháng 6 năm 2019
Người hướng dẫn

TS. Nguyễn Hoàng Việt


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THÔNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
I. Thông tin chung:
1. Họ và tên sinh viên: Đoàn Phước Hiền
2. Lớp: 14C4A
Số thẻ SV: 103140020
3. Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô Kia Carens
4. Người phản biện: Lê Văn Tụy
Học hàm/ học vị: Tiến sĩ
II. Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp:
Điểm
Điểm
TT Các tiêu chí đánh giá
tối đa Đánh giá
Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải
1
80

quyết đủ nhiệm vụ đồ án được giao
- - Tính mới (nội dung chính của ĐATN có những phần mới
so với các ĐATN trước đây).
1a
15
- - Đề tài có giá trị khoa học, công nghệ; có thể ứng dụng
thực tiễn.
- - Kỹ năng giải quyết vấn đề; hiểu, vận dụng được kiến thức
cơ bản, cơ sở, chuyên ngành trong vấn đề nghiên cứu.
1b
50
- - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, bản vẽ, chương
trình, mô hình,…).
- - Có kỹ năng vận dụng thành thạo các phần mềm ứng dụng
trong vấn đề nghiên cứu;
1c - - Có kỹ năng đọc, hiểu tài liệu bằng tiếng nước ngoài ứng
15
dụng trong vấn đề nghiên cứu;
- - Có kỹ năng làm việc nhóm;
2 Kỹ năng viết:
20
2a - - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích
15
2b - - Thuyết minh đồ án không có lỗi chính tả, in ấn, định dạng
5
3 Tổng điểm đánh giá theo thang 100:
Quy về thang 10 (lấy đến 1 số lẻ)
- Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

3. Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời trong buổi bảo vệ:
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
4. Đề nghị: ☐Được bảo vệ đồ án ☐Bổ sung để bảo vệ ☐Không được bảo vệ
Đà Nẵng, ngày 2 tháng 6 năm 2019
Người phản biện
TS. Lê Văn Tụy


TÓM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiệm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS
Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền
Số thẻ sinh viên: 103140020
Lớp: 14C4A
Đề tài đồ án tốt nghiệp được chia làm 5 phần với nội dung được trình bày như sau:
Phần 1: Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô. Nội dung của phần này chủ yếu khái
quát về công dụng, yêu cầu và phân loại một số các hệ thống phanh phổ biến được sử
dụng trên ô tô. Bên cạnh đó nêu rõ lên kết cấu của cơ cấu phanh thông dụng (Trốngguốc và đĩa) và dẫn động phanh trên các loại xe ô tô hiện nay.
Phần 2: Giới thiệu tổng thể về ô tô Kia Carens. Nội dung phần này đi vào tìm hiểu về
xe được khảo sát. Sử dụng các tài liệu tham khảo với mục đích tìm ra được các thông
số kỹ thuật của xe Kia Carens. Làm cơ sở cho công việc kiểm nghiệm ở các phần sau.
Ngoài ra giới thiệu một số các hệ thống khác trên xe để trang bị tổng quan hơn, đầy đủ
hơn về loại xe này.
Phần 3: Khảo sát về hệ thống phanh trên ô tô Kia Carens. Nội dung tìm hiểu sâu hơn
đối với xe khảo sát. Trong phần này phân tích kĩ kết cấu các thành phần chính (cơ cấu
phanh trước và sau, xi lanh chính, bộ trợ lực chân không,.. ). Đồng thời làm rõ nguyên
lí làm việc các chi tiết bộ phận trong hệ thống phanh xe khảo sát. Đặc biệt là hai hệ
thống chống hãm cứng bánh xe ABS và bộ phân phối lực phanh điện tử EBD. Giữ vai
trò quan trọng trong một hệ thống phanh của xe và được ứng dụng rộng rãi trên hầu
hết xe.

Phần 4: Tính toán, kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô Kia Carens. Phần này là
quan trọng nhất trong nội dung đề tài khảo sát. Trên cơ sở lí thuyết được trang bị ở các
phần trước. Phần này đi tìm lại các thông số làm việc của hệ thống phanh trên nền tảng
các số liệu của xe được nêu ở phần 3 (áp suất phanh p1,p2, các chỉ tiêu phanh, lực tác
dụng lên bàn đạp, nhiệt sinh ra ở các cơ cấu phanh,…). Xây dựng các đồ thị thể hiện
rõ hoạt động của hệ thống phanh trên xe. Từ đó so sánh với các đặc tính cũng như
thông số tiêu chuẩn theo quy định của nhà nước và đưa ra kết luận chính xác.
Phần 5: Kiểm tra, chẩn đoán và sửa chữa hư hỏng hệ thống phanh ô tô Kia Carens.
Nội dung phần này tập trung tìm hiều chẩn đoán các hư hỏng thường xảy ra trên xe
khảo sát. Để từ đó tiến hành công tác bão dưỡng cần thiết đối với xe khảo sát, cũng
như các dòng xe khác. Áp dụng các trang thiết bị để phục vụ công tác chẩn đoán nhanh
chóng. Kiểm tra các bộ phận của hệ thống phanh ABS trên xe.
Nội dung đề tài không chỉ giới hạn đối với xe Kia Carens nói riêng mà còn có thể áp
dụng trên các dòng xe khác và làm rõ vai trò của công tác kiểm nghiệm xe ô tô.
i


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọi
hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi
phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó song song với sự
phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi khá lớn. Nhu cầu
của con người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm
môi trường,… trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hang đầu. Ứng dụng thành tựu
khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ
thống phanh ABS với những tính năng ưu việt: chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn
định hướng, … nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra.
Trải qua quá trình thực tập tốt nghiệp trong vòng 5 tuần, em đã được tiếp thu
được nhiều vấn đề thực tế để hiểu rõ hơn những lí thuyết đã được đọc. Trong đó thiết
thực nhất là hệ thống phanh, với việc em được trực tiếp bảo dưỡng các chi tiết và bộ

phận trong hệ thống của các dòng xe như Kia, Mazda. Đây là một trong những hệ
thống quan trọng nhất ô tô, đảm bảo an toàn cho người trên xe.
Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên
hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM
NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ KIA CARENS".
Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên
trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong
sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn
thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hoàng Việt cùng các thầy cô
giáo trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, ngày 2 tháng 6 năm 2019
Sinh viên thực hiện

ĐOÀN PHƯỚC HIỀN

ii


CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT
Tôi xin cam đoan đây là phần nghiên cứu và thể hiện đồ án tốt nghiệp của riêng
tôi. Các số liệu sử dụng phân tích trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng và được công bố
theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu do tôi tự tìm hiểu và phân tích một cách
trung thực, khách quan, phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chưa
được công bố trong bất cứ nghiên cứu nào khác. Những số liệu trong các bảng biểu,
công thức phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được thu thập từ các nguồn
được trích dẫn rõ ràng trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra trong đồ án còn có trích
dẫn các tiêu chuẩn quy định của nước ta đều được nêu và chú thích rõ ràng về nguồn
gốc.
Nếu có phát hiện bất kỳ sự gian lận nào tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về nội

dung đồ án tốt nghiệp của mình và chịu mọi kỷ luật của khoa và nhà trường đề ra.
Sinh viên thực hiện

Đoàn Phước Hiền

iii


MỤC LỤC
TÓM TẮT

i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

ii

LỜI NÓI ĐẦU VÀ CÁM ƠN
CAM
ĐOAN
VỀ

LIÊM

iii
MỤC

CHÍNH

HỌC

ii
THUẬT
LỤC

iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

vi

MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ .........................2
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu ...........................................................................2
1.1.1. Công dụng ..................................................................................................2
1.1.2. Yêu cầu .......................................................................................................2
1.1.3. Phân loại .....................................................................................................5
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh chính ....................................................................5
1.2.1. Cơ cấu phanh ............................................................................................ 5
1.2.1.1. Loại trống- guốc ......................................................................................6
1.2.1.2. Loại đĩa ..................................................................................................12
1.2.1.3. Loại dải ..................................................................................................17
1.2.2. Dẫn đông phanh......................................................................................18
1.2.2.1. Các loại dẫn động phanh .......................................................................18
1.2.2.2. Các sơ đồ dẫn động chính .....................................................................19
1.2.2.3. Dẫn động thủy lực .................................................................................20
1.2.2.4. Dẫn động khí nén ..................................................................................25
1.2.2.5. Dẫn động liên hợp .................................................................................27
Chương 2: GIỚI THIỆU TỔNG THỂ VỀ XE Ô TÔ KIA CARENS ....................29
2.1. Giới thiệu chung về xe Kia Carens ..................................................................29
2.2. Các thông số kĩ thuật xe Kia Carens ............................................................... 30

2.2.1. Sơ đồ tổng thể xe Kia Carens ...................................................................30
2.2.2. Bảng thông số kỹ thuật xe Kia Carens .....................................................31
2.3. Giới thiệu về một số hệ thống trên ô tô Kia Carens ......................................32
2.3.1. Hệ thống lái ............................................................................................. 32
2.3.2. Hệ thống phanh ......................................................................................33
iv


2.3.3. Hệ thống treo .......................................................................................... 35
2.3.4. Hệ thống truyền lực ................................................................................36
2.3.4.1. Ly hợp....................................................................................................36
2.3.4.2. Hộp số ....................................................................................................37
2.3.4.3. Vi sai và các-đăng .................................................................................39
Chương 3. KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ KIA CARENS ........40
3.1. Cơ cấu phanh ....................................................................................................40
3.1.1. Cơ cấu phanh trước ..................................................................................40
3.1.2. Cơ cấu phanh sau......................................................................................42
3.1.1. Phanh dừng ............................................................................................... 44
3.2. Dẫn động phanh ................................................................................................ 45
3.2.1. Xi lanh chính ............................................................................................ 46
3.2.2. Bộ trợ lực chân không ..............................................................................48
3.3. Hệ thống chống bó cứng bánh xe (Anti-lock Brake System) ........................51
3.3.1. Sơ lược về hệ thống ABS ........................................................................51
3.3.1.1. Chức năng nhiệm vụ hệ thống ABS ......................................................51
3.3.1.2. Nguyên lí làm việc ................................................................................53
3.3.1.3. Phân loại ABS. ......................................................................................57
3.3.2. Sơ đồ bố trí hệ thống ABS trên xe Kia Carens ....................................59
3.3.3. Bộ điều khiển ABS và các bộ phận khác ..............................................60
3.3.3.1. Sơ đồ hệ thống điện-điện tử điều khiển ABS ........................................60
3.3.3.2. Bộ điều khiển ABS (Antilock Braking System) ...................................61

3.3.3.3. Bộ điều khiển thủy lực (Hydraulic Control Unit) ................................ 63
3.3.3.4. Cảm biến tốc độ bánh xe (Wheel Speed Sensor) ..................................65
3.4. Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (Electronical Brake force
Distribution) .................................................................................................................65
3.4.1. Sơ đồ tổng quan điều khiển của hệ thống ................................................66
3.4.2. Nguyên lý làm việc...................................................................................66
Chương 4. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIA
CARENS .......................................................................................................................69
4.1. Xác định momen phanh yêu cầu .....................................................................69
4.1.1. Đối với cơ cấu phanh trước ......................................................................72
4.1.2. Đối với cơ cấu phanh sau .........................................................................73
4.2. Xác định mômen mà cơ cấu phanh có thể sinh ra. ........................................75
4.2.1. Đối với cơ cấu phanh trước: .....................................................................75
v


4.2.1. Đối với cơ cấu phanh sau .........................................................................77
4.3. Xác định lực tác dụng lên bàn đạp ..................................................................82
4.4. Tính toán các chỉ tiêu phanh............................................................................83
4.4.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. ....................................................................84
4.4.2. Thời gian phanh. .......................................................................................84
4.4.3. Quãng đường phanh. ................................................................................85
4.5. Tính toán kiểm tra công trượt riêng. .............................................................. 86
4.6. Tính toán kiểm tra áp suất làm việc của má phanh ......................................87
4.7. Tính toán kiểm tra nhiệt hình thành ở các cơ cấu phanh ............................. 88
Chương 5. KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH Ô
TÔ KIA CARENS .......................................................................................................90
5.1. Quy trình chẩn đoán những hư hỏng trong hệ thống phanh .......................90
5.1.1. Chẩn đoán những hư hỏng thông thường .................................................90
5.1.2. Chẩn đoán những hư hỏng bằng mã lỗi hiển thị trên đèn báo .................92

5.2.3. Chẩn đoán hư hỏng bằng máy chẩn đoán lỗi chuyên dùng ......................94
5.2. Quy trình bão dưỡng hệ thống phanh trên xe ...............................................95
5.2.1. Quy trình bão dưỡng phanh xe Kia Carens ..............................................95
5.2.2. Phân tích các nội dung cơ bản ..................................................................96
5.3. Sửa chữa hư hỏng trong hệ thống phanh. ....................................................100
5.4. Kiểm tra hệ thống hãm cứng bánh xe ABS ..................................................101
5.4.1. Kiểm tra hệ thống chẩn đoán ..................................................................101
5.4.2. Kiểm tra bộ chấp hành............................................................................106
5.4.3. Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe. .........................................................107
KẾT LUẬN ................................................................................................................109
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................110

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe Kia Carens.
Bảng 2.2. Bảng tỷ số truyền các cấp số hộp số tự động Kia Carens.
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS.
Bảng 3.2. Bảng các triệu chứng khi làm việc của xe có ABS.
Bảng 4.1. Quan hệ mômen phanh giữa cầu trước và cầu sau với hệ số bám ứng với
trường hợp xe đầy tải và không tải.
Bảng 4.2. Bảng tính giá trị áp suất phanh bánh xe trước và sau theo hệ số bám trong
trường hợp đầy tải và không tải.
Bảng 5.1. Nội dung bão dưỡng 5000km.
Bảng 5.2. Nội dung bão dưỡng 10000km.
Bảng 5.3. Bảng mã chẩn đoán.
Bảng 5.4. Mã chẩn đoán.
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.
Hình 1.2. Các sơ đồ phanh trống- guốc.

Hình 1.3. Các cơ cấu phanh thông dụng, sơ đồ lực tác dụng và các cơ cấu phanh guốc
tự cường hóa.
Hình 1.4. Các loại trống phanh.
Hình 1.5. Kết cấu guốc phanh.
Hình 1.6. Cơ cấu phanh loại thủy lực 1 cơ cấu ép.
Hình 1.7. Các loại cơ cấu ép của cơ cấu phanh trống guốc.
Hình 1.8. Các sơ đồ điều chỉnh khe hở guốc phanh.
Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lí của phanh đĩa.
Hình 1.10. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định.
Hình 1.11. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xi lanh cố định.
Hình 1.12. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động- xi lanh bố trí trên má kẹp.
Hình 1.13. Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió của hãng Rockwell.
Hình 1.14. Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín.
Hình 1.15. Ly hợp chuyển hướng và cơ cấu phanh của máy kéo xích.
Hình 1.16. Sơ đồ các loại phanh dải.
Hình 1.17. Các sơ đồ phân dòng.
Hình 1.18. Dẫn động thuỷ lực tác dụng trực tiếp.
Hình 1.19. Dẫn động thủy lực trợ lực chân không.
vii


Hình 1.20. Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén.
Hình 1.21. Dẫn động thủy lực trợ lực bằng bơm thủy lực.
Hình 1.22. Dẫn động thủy lực dùng bơm và các bộ tích năng.
Hình 1.23. Các sơ đồ dẫn động phanh khí nén.
Hình 1.24. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống mạch dẫn động thuỷ khí điều khiển phanh
Hình 1.25. Sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh điện khí nén 2 đường của đoàn xe kéo
Hình 2.1. Hình ảnh thực của xe Kia Carens.
Hình 2.2. Sơ đồ tổng thể xe Kia Carens.
Hình 2.3. Sơ đồ kết cấu hệ thống lái trên xe Kia Carens.

Hình 2.4. Hệ thống phanh trên xe Kia Carens.
Hình 2.5. Kết cấu hệ thống treo trước trên xe Kia Carens.
Hình 2.6. Kết cấu hệ thống treo sau xe Kia Carens.
Hình 2.7. Kết cấu tổng thể ly hợp xe Kia Carens.
Hình 2.8. Kết cấu hộp số sàn xe Kia Carens.
Hình 2.9. Kết cấu bộ vi sai trong hộp số xe Kia Carens.
Hình 3.1. Kết cấu phanh đĩa trước xe Kia Carens.
Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lí làm việc của cơ cấu phanh trước xe Kia Carens.
Hình 3.3. Kết cấu phanh đĩa sau xe Kia Carens.
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lí làm việc phanh dừng xe Kia Carens.
Hình 3.5. Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh chính trên xe Kia Carens.
Hình 3.6. Kết cấu xi lanh chính Kia Carens.
Hình 3.7. Kết cấu bộ trợ lực chân không.
Hình 3.8. Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối
λ của bánh xe.
Hình 3.9. Quá trình phanh có và không có ABS trên đọc đường cong.
Hình 3.10. Sơ đồ tổng quát của một hệ thống chống hãm cứng bánh xe.
Hình 3.11. Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh.
Hình 3.12. Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS.
Hình 3.13. Sự thay đổi áp suất trong dẫn động.
Hình 3.14. Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS.
Hình 3.15. Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS
Hình 3.16. Sơ đồ phân loại hệ thống ABS.
Hình 3.17. Sơ đồ bố trí ABS trên xe.
Hình 3.18. Sơ đồ hệ thống điện-điện tử điều khiển của ABS
Hình 3.19. Bộ điều khiển ABS trên xe Kia Carens.
Hình 3.20. Quá trình hoạt động của ABS trên xe Kia Carens.
viii

Hình 3.21. Quá trình khi sử dụng ABS.
Hình 3.22. Bộ điều khiển thủy lực HCU trên xe Kia Carens.
Hình 3.23. Cảm biến tốc độ bánh xe trước và sau xe Kia Carens.
Hình 3.24. Sơ đồ điều khiển hệ thống EBD.
Hình 3.25. Sơ đồ phân phối EBD có tính đến sự phân bố tải trọng.
Hình 4.1. Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh.
Hình 4.2. Đồ thị mối quan hệ giữa momen phanh mỗi bánh xe cầu trước và cầu sau
với hệ số bám xe ứng với trường hợp đẩy tài (MP1 và MP2 theo φ) và không tải (MP01
và MP02 theo φ).
Hình 4.3. Đặc tính phanh của ô tô Kia Carens.
Hình 4.4. Sơ đồ tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát.
Hình 4.5. Sơ đồ tính toán bán kính trung bình của đĩa ma sát.
Hình 4.6. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ phân bố áp suất phanh của cơ cấu phanh bánh
sau biển đổi theo cơ cấu phanh bánh trước.
Hình 4.7. Giản đồ phanh.
Hình 5.1. Chẩn đoán hiện tượng bó phanh.
Hình 5.2. Chẩn đoán hiện tượng lệch phanh.
Hình 5.3. Chẩn đoán hiện tượng đạp mạnh phanh nhưng không hiệu quả.
Hình 5.4. Chẩn đoán hiện tượng chân phanh bị hẫng hoặc thấp.
Hình 5.5. Chẩn đoán tiếng ồn từ hệ thống phanh.
Hình 5.6. Đèn báo trên đồng hồ taplo.
Hình 5.7. Đọc mã lối qua số lần nháy đèn.
Hình 5.8. Bảng mã lỗi thường xuất hiện trên xe.
Hình 5.9. Máy chẩn đoán lỗi MAXIDAS DS808.
Hình 5.10. Bão dưỡng cơ cấu phanh.
Hình 5.11. Cụm các chi tiết lắp trên giá đỡ má kẹp.
Hình 5.12. Kiểm tra chốt dẫn hướng và vòng chắn bụi piston.
Hình 5.13. Cách đo khoảng cách dự trữ của bàn đạp.

.

ix


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

MỞ ĐẦU

Cùng với quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa thì mật độ ôtô trên đường
ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông
trên đường là vấn đề cấp thiết luôn được nhà nước và người dân quan tâm.
Ở nước ta, số vụ tai nạn giao thông đang trong tình trạng báo động. Theo thống
kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60 ÷ 70 % do con người gây ra
10 ÷ 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật và 20 ÷ 30% là do đường sá quá
xấu. Trong nguyên nhân do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì theo thống kê
cho thấy tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn (52 ÷ 75%). Cũng vì thế mà hiện
nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng
hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, kiểm nghiệm về
hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực. Ðể giải quyết vấn đề này thì trước hết ta
cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống
phanh. Từ đó tạo tiền đề cho việc thiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả
phanh, tăng tính ổn định hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc
với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của ô tô. Ðó
là lý do em chọn đề tài “KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG
PHANH TRÊN Ô TÔ KIA CARENS”.
Hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất của ô tô. Hầu hết
các hãng xe đều quan tâm rất nhiều tới hệ thống này làm cho phạm vi của đề tài không
chỉ thu nhỏ với dòng xe Kia nói riêng mà còn các dòng xe khác. Công tác kiểm
nghiệm hệ thống phanh ngày càng được quan tâm hơn. Xây dựng các đồ thị phanh, tìm

ra các thông số chuẩn của hệ thống phanh xe để nhận biết hoạt động của xe trên
đường. Trên hết vẫn là đi sâu nghiên cứu hiệu quả làm việc của các chi tiết, bộ phận
trong hệ thống phanh.
Phần đầu đồ án em giới thiệu tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô, tiếp đến giới
thiệu các thông số cũng như các hệ thống khác trên xe khảo sát. Để tính toán kiểm
nghiệm thì phải nắm rõ được kết cấu cơ cấu phanh, dẫn động phanh và các hệ thống
hiện đại như ABS cùng EBD và đó cũng là nhiệm vụ của phần tiếp theo. Trọng tâm
của đề tài đó là em đi xác định hay tìm lại các thông số làm việc của hệ thống phanh
trên xe (áp suất làm việc, các chỉ tiêu phanh, nhiệt sinh ra, lực tác dụng lên bản đạp,…)
và đánh giá hoạt động của hệ thống phanh. Cuối cùng em trang bị các kiến thức về
những hư hỏng và bảo dưỡng cũng như chẩn đoán hệ thống ABS trang bị trên xe.
Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

1


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1. Công dụng
Hệ thống phanh dùng để:
- Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó.
- Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:

- Nó đảm bảo cho ô tô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc.
- Nhờ thế ô tô máy kéo mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc
độ và năng suất vận chuyển.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp
nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn
cho hành khách và hàng hóa.
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.
- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh.
- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi
quay vòng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều
kiện sử dụng.
- Có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
nhỏ.
Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ
thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:
- Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở
mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là
phanh chân.
- Phanh dữ trữ: Dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.
Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

2

Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại
chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng tay
đòn nên còn được gọi là phanh tay.
- Phanh chậm dần: Trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: Xe tải, trọng lượng
toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi
núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư
là phanh chậm dần, dùng để:
+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép
khi xuống dốc.
+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn.
Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau
nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập.
Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các
dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình
thường.
Để có hiệu quả phanh cao:
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.
- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ
trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ
thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.
- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí
nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn.
Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: Gia tốc chậm dần
và quãng đường phanh. Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: Lực
phanh hay thời gian phanh.
Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp

hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: Nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang
lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị
kiểm tra…
Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng với ba dạng
thử khác nhau, [4]:
+ Thử “O”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh
còn nguội và thường tiến hành cho hai trường hợp: động cơ được tách và không tách
khỏi hệ thống truyền lực.

Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

3


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

+ Thử “I”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh đã
làm việc nóng lên. Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:
+ Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên.
+ Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh.
+ Thử “II”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi ô tô máy kéo
chuyển động xuống các dốc dài.
Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng
của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối với ô tô
tải.
Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh
thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe hướng
xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động

cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn
25%.
Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống các
dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần sử dụng
các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy
kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2.
Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển được
đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận
giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe.
Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố lực
phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai
lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
- Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: Các
bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có
thể làm ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài ra các bánh xe bị trượt
còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các bộ
điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking
System-ABS).
Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn
nhất tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình của chúng.

Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

4

Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

1.1.3. Phân loại
- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại: Phanh bánh xe và
phanh truyền lực.
- Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra: Phanh
guốc, phanh đĩa và phanh dải.
- Theo loại dẫn động, phân chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí
nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).

a)

b)

c)

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.
a- Phanh trống-guốc; b- Phanh đĩa; c- Phanh dải.
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh chính
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.

Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

5


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

1.2.1.1. Loại trống- guốc
a. 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).
b. Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:
Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (Hình 1-2). 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 1.2. Các sơ đồ phanh trống- guốc.
Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

6


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

Hình 1.3. Các cơ cấu phanh thông dụng, sơ đồ lực tác dụng và các cơ cấu phanh guốc
tự cường hóa.
a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xylanh thủy lực; c- Hai xylanh ép, guốc phanh một bậc tự
do; d- Hai xylanh ép, guốc phanh hai bậc tự do.
Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các
sơ đồ trên hình 1.3a và 1.3b. Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự do, quay
quanh hai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép. Sau đó là đến các sơ đồ
trên hình 1.3c và 1.3d.
Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sử
dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là tính thuận nghịch,
tính cân bằng và hệ số hiệu quả.
- Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh do
nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức chiều chuyển động của ô tô
máy kéo.

- Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực tác
dụng từ guốc phanh lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ lên cụm ổ
trục của bánh xe.
- Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa momen phanh tạo ra và tích
của lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh.
Sơ đồ tác dụng lên các guốc phanh trên hình 1.3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơn
giản hóa nhờ các giả thiết sau:
- Các má phanh bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu.
Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

7


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

- Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòng
cung của má phanh trên bán kính rt.
Từ sơ đồ ta thấy rằng:
- Lực ma sát tác dụng lên các guốc trước (tính theo chiều chuyển động của xe) có xu
hướng phụ thêm với lực dẫn động, ép guốc phanh vào trống phanh, nên các guốc này
được gọi là guốc tự siết.
- Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc này
được gọi là guốc tự tách. Hiện tượng tự tách và tự siết là một đặc điểm đặc trưng của
cơ cấu phanh guốc.
Sơ đồ trên hình 1.3a có cơ cấu ép cơ khí, dạng cam đối xứng. Vì thế độ dịch chuyển
của các guốc luôn bằng nhau, và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc và mômen
phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:
N1=N2=N và MP1=MP2=M

Do hiện tượng tự siết nên khi N1=N2 thì P1nghịch vừa cân bằng. Nó thường được dùng với dẫn động khí nén nên thích hợp với
các loại ô tô tải và khách cỡ trung bình và cỡ lớn.
Sơ đồ hình 1.3b dùng cơ cấu ép thủy lực nên lực dẫn động hai guốc bằng nhau:
P1=P2=P. Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N1>N2 và Mp1>MP2. Do vậy áp suất
trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn của guốc sau, làm cho các guốc mòn
không đều. Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm má
phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xilanh ép có đường kính khác nhau, phía
guốc tự siết đường kính xilanh nhỏ hơn.
Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng. Nó
thường được sử dùng trên các ô tô tải cỡ nhỏ và vừa trên các bánh sau của ô tô du lịch.
Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hiệu quả phanh của sơ đồ 1.3a:
Khq=∑MP/(P1+P2)rt=100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu ép thủy
lực (1.3b) sẽ là 116% ÷ 122% khi có cùng cả kích thước chính và hệ số ma sát giữa má
phanh và trống phanh: f= 0,30 ÷ 0,33.
Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta sử dụng cơ cấu phanh với
hai xilanh riêng lẻ. Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khác phía, sao
cho khi xe chạy tiến thì hai guốc đều tự siết (hình 1.3c). Hiệu quả phanh trông trường
hợp này có thể tăng được 1,6 ÷ 1,8 lần so với cách bố trí bình thường. Tuy nhiên khi
xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp. Cơ cấu phanh không có tính thận nghịch.
Cơ cấu phanh loại này dùng kết hợp với các kết cấu bình thường đặt ở các bánh sau,
cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết PPt > PPs trong khi

Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

8

Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

các chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước. Vì thế nó thường được sử
dụng ở cầu trước của các ô tô du lịch và tải nhỏ.
Để nhận được hiệu quả phanh cao khi chuyển động cả tiến và lùi, người ta dùng
cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 1.3d. Các guốc phanh
của sơ đồ này có hai bậc tự do và không điểm quay cố định. Cơ cấu ép gồm hai xilanh
làm việc tác dụng đòng thời lên hai đàu trên và dưới của các guốc phanh. Với kết cấu
như vậy guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều nào. Tuy nhiên nó
có nhược điểm là kết cấu phức tạp.
Để nâng hiệu quả phanh hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh tự cường
hóa. Tức là cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát giữa một má
phanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép. Tăng hiệu quả phanh cho má kia: Sơ
đồ hình 1.3 hay các sơ đồ VI đến IX trên hình 1.2.
Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số hiệu quả có
thể đạt 360% so với các cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép. Nhưng mômen kém
ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên ít được sử
dụng. Xu hướng hiện nay là: Sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với các guốc có
điểm quay cố định, cùng phía. Trường hợp cần thiết thì sử dụng thêm các bộ trợ lực để
tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh.
Để đánh giá mức độ tự cường hóa, người ta sử dụng hệ số tự cường hóa:
Kc= ∑N/∑No
Trong đó:
∑N và ∑No tương ứng là tổng các lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh khi
trống phanh quay và khi trống phanh đứng yên.
Cơ cấu phanh với cơ cấu ép bằng cam hay chêm và các guốc một bậc tự do không
có tính chất tự cường hóa (nên Kc = 1). Cơ cấu phanh với sơ đồ I và II trên hình 1.2 có
mức tự cường hóa nhỏ (Kc = 1,2  1,4). Các sơ đồ III, X, XI có mức tự cường hóa
trung bình (Kc = 1,8  2,2). Các sơ đồ VI đến IX với các guốc tự cường hóa có hệ số
tự cường hóa cao (Kc = 4,0  4,5).

c. Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính:
- Trống phanh: Là một chi tiết có độ cứng vững cao, chịu mài mòn và nhiệt dung
riêng lớn, nên đối với ô tô tải và khách tải trọng trung bình và lớn, trống phanh thường
được đúc bằng gang xám hay gang hợp kim với các nguyên tố như Niken, Đồng và
Titan. Mặt ngoài các trống đúc thường được làm các gân dày để tăng độ cứng và tăng
diện tích tản nhiệt.

Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

9


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

Hình 1.4. Các loại trống phanh.
a- Đúc liền; b và c- Ghép; 1- Đĩa thép; 2- Vành gang.
Đối với các ô tô cỡ nhỏ người ta sử dụng trống phanh kết cấu ghép (hình 1.4b),
gồm mặt bích 1 được dập từ thép lá và vành trụ 2 bằng gang đúc.
Đối với ô tô du lịch còn sử dụng phổ biến loại trống đúc bằng hợp kim nhôm hay
thép lá, phía trong lót một vòng bằng gang (hình 1.4c).
- Guốc phanh: Có thể chế tạo bằng phương pháp đúc hay hàn dập.

Hình 1.5. Kết cấu guốc phanh.
1- Đinh tán; 2- Má phanh; 3- Xương guốc; 4- Gân tăng cứng; 5- Đầu tỳ.
Guốc phanh của các ô tô tải trọng lớn thường được đúc bằng gang xám hay hợp kim
nhôm. Guốc phanh ô tô du lịch và ô tô tải trọng nhỏ được dập từng phần bằng thép rồi
hàn nối lại.
Các guốc phanh loại hàn- dập có khối lượng nhỏ, tính công nghệ cao, ngoài ra còn

có độ đàn hồi lớn, tạo điều kiện làm đồng đều áp suất trên bề mặt má phanh. Vì thế
được sử dụng khá phổ biến.
Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

10


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

- Mâm phanh: là một chi tiết có dạng đĩa, được dập từ thép lá hay đúc bằng gang
và bắt chặt với dầm cầu bằng bulong. Là nơi lắp đặt và định vị các chi tiết khác của cơ
cấu phanh (hình 1.6).

Hình 1.6. Cơ cấu phanh loại thủy lực 1 cơ cấu ép.
1- Bulong lắp xilanh bánh xe; 2- Đai ốc hãm; 3- Mâm phanh; 4- Xilanh bánh xe; 5- Lò
xo trả; 6- Đầu cáp nối; 7- Đai ốc; 8- Cần phanh dừng; 9- Bulong; 10- Má phanh sau;
11- Dẫn hướng cáp; 12- Lò xo; 13- Cần điều chỉnh; 14- Đai ốc điều chỉnh; 15- Lò xo
trả; 16- Bulông điều chỉnh; 17- Xương guốc trước; 18- Má phanh trước.
- Cơ cấu ép: Có 3 loại tùy thuộc kiểu dẫn động là xilanh thủy lực, cam và chêm ép.

Hình 1.7. Các loại cơ cấu ép của cơ cấu phanh trống guốc.
a- Cam ép; b- Chêm ép; c- Xilanh thủy lực.
Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

11

Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

- Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải
có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng 0,2÷0,4 mm để cho phanh được nhả hoàn toàn.
Có hai phương pháp điều chỉnh: Bình thường bằng tay và tự động.

Hình 1.8. Các sơ đồ điều chỉnh khe hở guốc phanh.
1.2.1.2. Loại đĩa
- Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch (chủ yếu ở các bánh
trước) và máy kéo. Gần đây loại phanh này bắt đầu được sử dụng trên một số ôtô vận
tải và chở khách.
- Phanh đĩa có các loại: kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay, vòng
ma sát quay. Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rãnh thông gió, đĩa một lớp kim loại
hay ghép hai kim loại khác nhau.
- Trên ôtô sử dụng chủ yếu loại một đĩa quay dạng hở, ít khi dùng loại vỏ quay.
Trên máy kéo còn dùng loại vỏ và đĩa cố định, vòng ma sát quay.

Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

12


Tên đề tài: Khảo sát và tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh trên ô tô KIA CARENS

a. Cấu tạo và nguyên lí làm việc:

Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lí của phanh đĩa.

Trên hình 1.9 là sơ đồ nguyên lý của cơ cấu phanh dạng đĩa quay hở. Cấu tạo của
cơ cấu phanh gồm: Đĩa phanh gắn với moay-ơ bánh xe, má kẹp trên đó đặt các xi lanh
thủy lực. Các má phanh gắn tấm ma sát đặt hai bên đĩa phanh. Khi đạp phanh, các
piston của xi lanh thủy lực đặt trên má kẹp sẽ ép các má phanh tỳ sát vào đĩa phanh,
phanh bánh xe lại.
Có hai phương án lắp ghép má kẹp: lắp cố định và lắp tùy động kiểu bơi. Phương
án lắp cố định (Hình 1.10) có độ cứng vững cao, cho phép sử dụng lực dẫn động lớn.
Tuy vậy điều kiện làm mát kém, nhiệt độ làm việc của cơ cấu phanh cao hơn.
Vị trí bố trí má kẹp đối với đường kính thẳng đứng của bánh xe ảnh hưởng nhiều
đến giá trị tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các ổ trục của nó. Trên hình 1.5b là hai
phương án bố trí má kẹp. Rõ ràng:
RG1 = RZ + 2fNcos ; RG2 = RZ - 2fNcos . Tức là RG2 < RG1 hay: bố trí má kẹp
ở phía sau tâm bánh xe (tính theo chiều chuyển động) sẽ giảm được tải trọng thẳng
đứng tác dụng lên ổ trục.

Hình 1.10. Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định.
1- Má phanh; 2- Má kẹp; 3- Piston; 4- Vòng làm kín; 5- Đĩa phanh.

Sinh viên thực hiện: Đoàn Phước Hiền

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Việt

13