Thiết kế hệ thống phanh ô tô vận tải cỡ nhỏ

LỜI CẢM ƠN
Để kết chƣơng trình học đại học tại Trƣờng Đại học Lâm nghiệp em đã
thực hiện bài khóa luận tốt nghiệp với đề tài “ Thiết kế hệ thống phanh ơtơ vận
tải cỡ nhỏ” để hồn thành đƣợc khối lƣợng kiến thức và cơng việc trong bài
khóa luận em đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của thầy cô. Em xin cảm ơn thầy
cô nhà trƣờng, đặc biệt thầy cơ trong bộ mơn Kỹ thuật cơ khí và thầy cơ khoa cơ
điện và cơng trình đã cho em những kiến thức cần thiết trong thời gian học tập.
Khi làm bài báo cáo đã giúp em thu lại nhiều điều bổ ích đƣợc ơn lại những kiến
thức đã học, những hiểu biết thực tế và hành trang để làm việc sau này. Em xin
cảm ơn cô Đặng Thị Hà đã tận tình hƣớng dẫn và động viên trong q trình thực
hiện đề tài.
Dù bản thân có rất nhiều cố gắng nhƣng vì thời gian và năng lực có hạn
nên khơng tránh khỏi những thiếu sót nhất định trong việc thực hiện đề tài. Vì
vậy em mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp, bổ sung của Quý thầy cơ và
các bạn để bài khóa luận tốt nghiệp đƣợc hoàn thành một các tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 21 tháng 5 năm2019
Sinh viên

Lê Văn Thƣơng

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... iv
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.................................... 3
1.1. Tổng quan về các loại phƣơng tiện giao thông và yêu cầu của hệ thống

phanh trên xe ...................................................................................................... 3
1.1.1. Thực trạng về nhu cầu sử dụng các loại phƣơng tiện giao thông ............... 3
1.1.2. Thực trạng tai nạn giao thông ................................................................... 5
1.1.3. Những thách thức tiềm ẩn về an tồn giao thơng .................................... 6
1.2. Tổng quan về hệ thống phanh ...................................................................... 8
1.2.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh trên ô tô ..................................... 8
1.2.2. Cơ cấu phanh .......................................................................................... 10
1.3. Ý nghĩa của đề tài ...................................................................................... 17
1.4. Mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu......... 18
Chƣơng 2. ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ ....................... 20
2.1. Đề xuất phƣơng án thiết kế ........................................................................ 20
2.1.1. Phƣơng án 1: Dẫn động phanh cơ khí: .................................................... 20
2.1.2. Phƣơng án 2: Dẫn động phanh khí nén: .................................................. 21
2.1.3.Phƣơng án 3: Dẫn động phanh thủy lực ( hệ thống phanh dầu ) ............... 25
2.2. Lựa chọn phƣơng án thiết kế: .................................................................... 29
Chƣơng 3. TÍNH TỐN THIẾT KẾ KỸ THUẬT ........................................... 30
3.1. Các số liệu và các thơng số tính tốn ......................................................... 30
3.1.1. Số liệu cho trƣớc .................................................................................... 30
3.1.2. Các thông số dùng trong thuyết minh ..................................................... 30
3.2. Tính tốn mơmen phanh u cầu ở các cơ cấu phanh ................................ 32
3.2.1. Đối với cơ cấu phanh trƣớc: ................................................................... 32
3.2.2. Hệ số phân bố lực phanh trên các trục bánh xe ....................................... 35
ii


3.2.3. Phân tích chọn kiểu, loại cho hệ thống phanh oto thiết kế ....................... 36
3.3. Thiết kế hệ thống phanh ............................................................................ 37
3.3.1. Xác định góc .......................................................................................... 37
3.3.2. Tính tốn xác định bề rộng má phanh ..................................................... 40
3.3.3. Tính tốn kiểm tra các thông số lien quan khác của cơ cấu phanh .......... 41

3.4. Tính tốn dẫn động phần thủy lực ............................................................. 44
3.4.1. Đƣờng kính xilanh cơng tác .................................................................... 44
3.4.2. Đƣờng kính xilanh chính ........................................................................ 45
3.4.3. Hành trình làm việc của piston trong các xilanh ..................................... 46
3.4.4. Hành trình dịch chuyển của piston xilanh chính ..................................... 47
3.5. Hành trình và tỷ số truyền bàn đạp phanh .................................................. 48
3.5.1. Tỷ số truyền bàn đạp phanh .................................................................... 48
3.5.2. Hành trình bàn đạp sbđ ............................................................................ 48
3.5.3. Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chƣa tính trợ lực .............. 49
3.5.4. Đƣờng kính xilanh của bầu trợ lực.......................................................... 50
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ ................................................................................. 51
1. Kết luận ........................................................................................................ 51
2. Kiến nghị. ..................................................................................................... 51
Tài liệu tham khảo

iii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cơ cấu phanh bánh trƣớc .................................................................. 10
Hình 1.2: Kết cấu phanh xe .............................................................................. 11
Hình 1.3: Cơ cấu phanh xe UAZ-452 ............................................................... 12
Hình 1.4 Sơ đồ kết cấu phanh hơi ..................................................................... 13
Hình 1.5: Cơ cấu phanh xe GAZ ...................................................................... 13
Hình 1.6. Cấu tạo phanh đĩa ............................................................................. 15
Hình 1.7. Càng phanh cố định .......................................................................... 16
Hình 1.8. Càng phanh di động .......................................................................... 16
Hình 1.9. Phanh tay kiểu tang trống ................................................................. 17
Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí .................................................... 20
Hình 2.2 Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén ....................................... 22

Hình 2.3 Dẫn động phánh khí nén một dịng .................................................... 23
Hình 2.4 Dẫn động khí nén hai dịng ................................................................ 24
Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống phanh dầu của ơto ..................................................... 26
Hình 2.6 Sơ đồ dẫn động phanh thủ lực một dịng ............................................ 28
Hình 2.7 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dịng ........................................... 29
Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn lực tác dụng lên ơto khi phanh .................................. 32
Hình 3.2. Sơ đồ phân dịng chính trên oto ........................................................ 36
Hình 3.3 Sơ đồ tính tốn cơ cấu cam ép ........................................................... 37
Hình 3.4 Sơ đồ tính tốn cơ cấu phanh trống guốc ........................................... 38
Hình 3.5. Sơ đồ tính tốn hệ thống thủy lực ..................................................... 44
Hình 3.6 Sơ đồ tính xilanh thủy khí .................................................................. 45

iv


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay nền kinh tế nƣớc ta đang phát triển mạnh mẽ về tất cả các lĩnh
vực nhƣ công nghiệp, thƣơng mại, du lịch, xây dựng, dịch vụ… Vì vậy ngành
cơng nghiệp ơto đƣợc phát triển trên một quy mơ rộng lớn. Ơto đóng một vai trị
rất quan trọng trong giao thơng vận tải, nó thay thế cho rất nhiều các phƣơng
tiện chuyên chở khác, nâng cao đƣợc hiệu quả cơng việc và tính kinh tế. Từ
những u cầu đó mà ơto khơng ngừng đƣợc cải tiến hồn thiện hơn, đáp ứng
nhu cầu ngày càng cao về phƣơng tiện chuyên chở cũng nhƣ nhu cầu giao thông
đi lại của con ngƣời.
Để vận hành và khai thác tốt và đảm bảo an tồn cho ngƣời sử dụng các
loại ơto hiện đại đó nƣớc ta cần phải đầu tƣ nhiều cho đội ngũ nhân viên kĩ thuật
lành nghề, và một trong những phần quan trọng nhất là chƣơng trình đào tạo
sinh viên chuyên nghành kĩ thuật ôto đi thực tập tại các doanh nghiệp ứng dụng
kiến thức đã học vào thực tiễn, bổ sung những kiến thức chƣa có cũng nhƣ các
kĩ năng mềm mà khi ngồi trên ghế nhà trƣờng sinh viên chƣa tìm hiểu hết. Và

qua đợt thực tập này em nhận ra rằng tầm quan trọng của nghành nghề mà em đã
chọn không ngừng học hỏi mà cịn phải biết ứng dụng nó nhƣ thế nào vào thực
tế góp chút sức để xây dựng đất nƣớc ngày càng phát triển.
Ngoài yêu cầu về các hệ thống phanh nhƣ hệ thống phanh, hệ thống lái,
kết cấu khung vỏ… cần thiết kế đảm bảo tối ƣu thì một hệ thống rất quan trọng
khơng thể thiếu đƣợc trên ơto đó là hệ thống treo của xe. Để nâng cao tính tiện
nghi, tạo an toàn, đảm bảo độ êm dịu cho ôto trong quá trình chuyển động trên
nhiều địa hình thì hệ thống treo lắp trên ôto cần phải thiết kế tính tốn và cải tiến
sao cho tối ƣu về các mặt nhƣ tần số dao động phù hợp với con ngƣời, độ vững
chắc, cân bằng của xe tính năng vƣợt địa hình, độ tin cậy, độ bền.
Vì vậy viêc tính toán thiết kế hệ thống phanh mang ý nghĩa quan trọng
không thể thiếu nhằm cải tiến hệ thống phanh, đồng thời tìn ra những phƣơng án
thiết kế, tang tính ổn định và tang dẫn hƣớng khi phanh, tang độ tin cậy làm việc
với mục đích đảm bảo chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của ôtô .
1


Từ nhu cầu cụ thể trên, đƣợc sự đồng ý của khoa Cơ Điện và Cơng Trình,
bộ mơn kĩ thuật cơ khí, dƣới sự hƣớng dẫn của cơ Đặng Thị Hà. Em đã chọn đề
tài “Thiết kế hệ thống phanh cho ôto vận tải cở nhỏ” đảm bảo các yêu cầu kĩ
thuật, tính tốn, thiết kế hệ thống phanh.

2


Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về các loại phƣơng tiện giao thông và yêu cầu của hệ thống
phanh trên xe
1.1.1. Thực trạng về nhu cầu sử dụng các loại phương tiện giao thông

Trong bối cảnh kinh tế - xã hội phát triển, tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh
chóng, đời sống dân sinh đƣợc cải thiện, quy mô dân số của Hà Nội ngày càng
lớn do di dân từ các địa phƣơng lân cận đến làm việc, sinh sống. Kéo theo đó là
nhu cầu đi lại ngày càng cao, phƣơng tiện xe máy tăng vọt trong khi hạ tầng
chƣa đáp ứng đƣợc thực tế. Giai đoạn 2011 - 2016, tốc độ tăng về chiều dài
đƣờng đơ thị là 3,85%/năm, diện tích đƣờng tăng 0,25%/năm, cịn ơtơ tăng
10,2%/năm, xe máy tăng 6,7%/năm. Đến nay, Hà Nội đã có xấp xỉ 5,5 triệu xe
máy, 500.000 ơtơ, chƣa kể khoảng trên 1 triệu phƣơng tiện ngoại tỉnh thƣờng
xuyên tham gia giao thông trên địa bàn TP.
GTCC đã có nhiều khởi sắc, nhƣng mới phục vụ đƣợc trên 10% nhu cầu
đi lại của toàn TP, chƣa đáp ứng đƣợc vai trị chủ lực trong mạng lƣới GTVT
Thủ đơ. Bên cạnh đó, xe buýt chƣa đủ sức hấp dẫn, nên đa phần ngƣời dân vẫn
lựa chọn xe máy là phƣơng tiện chính lƣu thơng hàng ngày. Mặt khác, ý thức
chấp hành kỷ cƣơng, luật lệ giao thơng, văn hóa giao thông của một bộ phận
không nhỏ ngƣời dân hiện vẫn cịn thấp, lỏng lẻo. Chính sự thiếu ý thức này
cũng là một “vấn nạn” của giao thông, tạo ra những hệ lụy nhƣ: UTGT, ô nhiễm
môi trƣờng, mất ATGT. Có thể nói, bức tranh giao thơng của Hà Nội đang nổi
lên với một đặc thù, không giống với bất cứ TP nào trên thế giới, là lƣợng xe
máy quá lớn, ảnh hƣởng tiêu cực đến cả giao thông lẫn môi trƣờng sống của Thủ
đô.
- Đồng bộ các giải pháp:
Trƣớc tình hình đó, sự ra đời của Đề án “Tăng cƣờng quản lý phƣơng tiện
giao thông đƣờng bộ nhằm giảm UTGT và ô nhiễm môi trƣờng trên địa bàn TP
Hà Nội, giai đoạn 2017 - 2020, tầm nhìn đến 2030” rất kịp thời và hợp lý. Với
3


xu thế vùng đô thị của Thủ đô ngày càng đƣợc mở rộng và hồn thiện, các chức
năng đơ thị nhƣ nơi ở, nơi làm việc và học tập ngày càng có khoảng cách xa
nhau là điều tất yếu dẫn đến nhu cầu đi lại ngày càng lớn.

Để thực hiện Đề án và nỗ lực xây dựng hệ thống giao thông văn minh,
hiện đại, không ùn tắc và ô nhiễm một cách bền vững, trƣớc hết cần phát triển
hạ tầng giao thông cân đối với xây dựng đô thị trong điều kiện có thể. TP cần
tập trung nguồn lực, mở rộng, nâng cấp các tuyến đƣờng, xây thêm cầu vƣợt, cải
tạo một số nút giao thơng, tăng thêm diện tích dành cho giao thông (kể cả động
và tĩnh). Song hành với đó, cần chú trọng vào việc phát triển hệ thống giao
thông thông minh phục vụ điều hành tổ chức và xử lý vi phạm giao thông.
Đối với GTCC, cần đẩy nhanh tiến độ đƣa vào sử dụng hệ thống vận tải
khối lƣợng lớn, bổ sung mạnh mạng lƣới BRT, các loại phƣơng tiện to và nhỏ,
có mật độ dày hơn, đƣợc ƣu tiên trong điều hành và tổ chức giao thơng sao cho
mọi ngƣời có thể tiếp cận với GTCC dễ dàng (không quá 300 - 500m), thời gian
chờ đợi không quá 5 - 10 phút kể cả chuyển tuyến. Bổ sung các tuyến xe buýt
nhỏ để vận chuyển hành khách tiếp cận với phƣơng tiện vận tải khối lƣợng lớn
và các bến xe chạy đƣờng. Tăng thời lƣợng phục vụ của xe bt để mọi ngƣời
có thể khơng những đi làm mà có thể đi chơi, phục vụ sinh hoạt bình thƣờng
bằng GTCC. Nếu chỉ có một vài tuyến vận tải khối lƣợng lớn và BRT thì mới
chỉ đủ để làm “hình mẫu” chứ chƣa phát huy đƣợc tác dụng của GTCC.
- Xây dựng văn hóa giao thơng:
Nên coi cuộc đấu tranh chống ùn tắc và giảm TNGT giống nhƣ một “cuộc
chiến”, một cuộc “cách mạng” thực sự mà muốn giành thắng lợi, nhất thiết phải
xây dựng bằng đƣợc văn hóa giao thơng. Văn hóa giao thơng trƣớc hết là xây
dựng đƣợc ý thức tự giác chấp hành luật lệ về trật tự ATGT. Chúng ta phải xây
dựng văn hóa giao thơng xuất phát từ văn hóa truyền thống kết hợp với giao
thông hiện đại và phù hợp với tập quán quốc tế trên cả 3 lĩnh vực: Đề cao thực
hiện nghiêm pháp luật giao thông, xử lý nghiêm tất cả các trƣờng hợp vi phạm
luật; Xây dựng thói quen nhƣờng nhịn, tơn trọng lẫn nhau khi tham gia giao
4


thông; Tuyên truyền luật lệ giao thông sâu rộng cho ngƣời dân. Nếu khơng có

văn hóa trong giao thơng, khơng chấp hành luật lệ, mạnh ai nấy đi, thì dù hạ
tầng có tốt đến đâu, đƣờng sá có rộng bao nhiêu cũng không thể tránh khỏi ách
tắc và TNGT. Bên cạnh đó, cần tăng cƣờng cơng tác tun truyền để mọi ngƣời
thấy lợi ích của GTCC và ƣu tiên sử dụng chúng. Đặc biệt, TP cần có cơ chế
khuyến khích cán bộ, công nhân viên Nhà nƣớc sử dụng GTCC. Các DN cần hỗ
trợ ngƣời lao động sử dụng GTCC để khuyến khích họ từ bỏ phƣơng tiện cá
nhân. Trên cơ sở đó, thành phần sử dụng GTCC sẽ có thể thay đổi hẳn về bản
chất và số lƣợng; không nhƣ hiện nay, nhóm chủ yếu sử dụng xe buýt vẫn là học
sinh, sinh viên, ngƣời già và ngƣời có thu nhập thấp. Đối với các phƣơng tiện cá
nhân, sử dụng diện tích đƣờng nhiều phải đóng phí đƣờng cao; khi ra vào TP,
đến các điểm trông giữ xe khu vực nội thành cũng phải nộp lệ phí cao và lợi
nhuận ấy sẽ đƣợc trích một phần để hỗ trợ GTCC phục vụ cho nhiều ngƣời, đảm
bảo công bằng xã hội. Vừa tuyên truyền, vừa có biện pháp ràng buộc về kinh tế
sẽ góp phần thúc đẩy ngƣời dân từ bỏ xe cá nhân để đến với GTCC.
1.1.2. Thực trạng tai nạn giao thông
Theo tổng cục thống kê (Bộ kế hoạch và đầu tƣ), trong khoảng thời gian
từ 16/1/2019 đến 15/2/2019, trên địa bàn cả nƣớc đã xảy ra 1295 vụ tai nạn giao
thống, bao gồm 703 vụ tai nạn giao thống từ ít nghiêm trọng trở lên và 592 vụ
va chạm giao thông, làm 627 ngƣời chết, 392 ngƣời bị thƣơng và 640 ngƣời bị
thƣơng nhẹ. So với cùng kỳ năm trƣớc, số vụ tai nạn giao thông tháng 2 giảm
18,2% (số vụ tai nạn giao thơng từ ít nghiêm trọng trở lên giảm 10,6% và số vụ
va chạm giao thông giảm 25,7%); số ngƣời chết giảm 13,6% số ngƣời bị thƣơng
tang 10,7% và số ngƣời bị thƣơng nhẹ giảm 21,5%.
Tai nạn giao thông xảy ra trong dịp tết nguyên đán năm nay đã giảm so
với năm trƣớc, trong 9 ngày nghỉ tết xảy ra 276 vụ tai nạn giao thông, làm 183
ngƣời chết và 241 ngƣời bị thƣơng, bình quân 1 ngày xảy ra 31 vụ tai nạn giao
thông, làm 20 ngƣời chết và 27 ngƣời bị thƣơng.

5

Đáng lƣu ý là trong tháng đã xảy ra một số vụ tai nạn giao thông nghiêm
trọng: Vụ tai nạn xảy ra ngày 23/1 tại Bình thuận giữa xe khách và xe máy đã
làm 2 ngƣời chết; vụ tai nạn xảy ra ngày 27/1 tại Quảng Trị giữa xe máy và xe
ben làm 2 ngƣời chết và 1 ngƣời bị thƣơng nặng; vụ tai nạn xảy ra ngày 8/2 tại
Thanh Hóa giữa ơto khách và ơto con làm 3 ngƣời chết và 5 ngƣời bị thƣơng; vụ
tai nạn xảy ra ngày 12/2 trên quốc lộ 2 giữa xe khách và xe tải làm 8 ngƣời bị
thƣơng; vụ tai nạn xảy ra ngày 13/2 tại đƣờng cao tốc Hà Nội-Lào Cai giữa xe
oto 7 chỗ và xe khách làm 9 ngƣời bị thƣơng.
Nguyên nhân xảy ra các vụ tai nạn giao thông nghiêm trọng chủ yếu do ý
thức của ngƣời tham gia giao thơng cịn kém, trong tháng đã có hai trƣờng hợp
lái xe ôto dừng nghỉ trên đƣờng cao tốc Hà Nội-Lào Cai, ngồi tập trung ăn uống
ngay tại làn đƣờng ứng cứu khẩn cấp, tạo nguy cơ tai nạn cao cho các phƣơng
tiện tham gia giao thơng, cần có chế tài để xử lý nghiêm các hiện tƣợng này.
Tính chung 2 tháng đầu năm, trên địa bàn cả nƣớc đã xảy ra 2.822 vụ tai
nạn giao thông, bao gồm 1.529 vụ tai nạn giao thơng từ ít nghiêm trọng trở lên
và 1.293 vụ va chạm giao thông, làm 1.356 ngƣời bị chết, 814 ngƣời bị thƣơng
và 1.355 ngƣời bị thƣơng nhẹ. So với cùng kì năm trƣớc, số vụ tai nạn giao
thông trong 2 tháng đầu năm 2019 giảm 15,6% (số vụ tai nạn giao thơng từ ít
nghiêm trọng trở lên giảm 8.8%; số vụ va chạm giao thông giảm 22,5%); số
ngƣời chết giảm 10%; số ngƣời bị thƣơng tăng 4,4% và số ngƣời bị thƣơng nhẹ
giảm 22%. Bình quân 1 ngày trong 2 tháng, trên địa bàn cả nƣớc xảy ra 46 vụ tai
nạn giao thông, gồm 25 vụ tai nạn giao thơng từ ít nghiêm trọng trở lên và 21 vụ
va chạm giao thống, làm 22 ngƣời chết, 13 ngƣời bị thƣơng và 22 ngƣời bị
thƣơng nhẹ.
1.1.3. Những thách thức tiềm ẩn về an tồn giao thơng
Theo ông Khuất Việt Hùng phó chủ tịch chuyên trách Uỷ ban an tồn giao
thơng quốc gia, năm 2018 trên tồn quốc có hơn 8.000 ngƣời tử vong do tai nạn
giao thông, thiệt hại do tai nạn giao thông là 5-12 tỷ USD/năm, tổng thiệt hại dự
tính giai đoạn 2015-2030 khoảng 130 tỷ USD. Để giải thuyết thách thức này, sự

6


hợp tác Nhà nƣớc-nhà khoa học-doanh nghiệp, các tổ chức trong đảm bảo an
tồn giao thơng là rất quan trọng. Ông Khất Việt Hùng chỉ ra những thách thức
đối với ngƣời tham gia giao thống là ý thức lái xe, thói quen và hành vi lái xe.
Tuy nhiên, thách thức lớn nhất thuộc về ngƣời tham gia giao thơng.
Thói quen ngƣời tham gia giao thông sau khi uống rƣợu bia cịn phổ biến,
chính quyền cần tun truyền đến ngƣời dân về tác hại của tai nạn giao thơng
khi có nồng độ cồn. Khi ngƣời dân có nhận thức đúng sẽ thay đổi hành vi. Bên
cạnh đó, chính quyền phải có chế tài xử phạt nặng nhƣ phạt lũy tiến để răn đe
những ngƣời vi phạm trật tự an toàn giao thơng.
Chia sẽ về các chiến lƣợc an tồn giao thơng ở Việt Nam đến năm 2021,
tầm nhìn đến năm 2030, ông Khuất Việt Hùng cho rằng Việt Nam đƣa ra mục
tiêu giảm 5-10% tai nạn giao thông và thƣơng vong mỗi năm; đồng thời cần
hoàn thiện hệ thống luật pháp về an tồn giao thơng nhƣ Luật giao thơng đƣờng
bộ, nâng cao chất lƣợng nguồn nhân lực và tăng cƣờng năng lực thể chế nhƣ
hình thành hệ dữ liệu quốc gia, từ đó chia sẽ dữ liệu đến các cơ quan liên quan
nhằm nâng cao hiệu quả về khối lƣợng xử lý chế tài tiếp theo.
Cụ thể, cảnh sát giao thông ra quyết định xử phạt sẽ chuyển dữ liệu cho
Thanh tra giao thơng tiếp tục theo dõi để có những bƣớc xử lý, nếu tái phạm sẽ
xử phạt nặng hơn. Chính quyền địa phƣơng tăng cƣờng ứng dụng cơng nghệ,
trang bị camera quan sát, lực lƣợng tuần tra, kiểm sốt thƣờng xun đảm bảo
trật tự an tồn giao thơng.
Ngồi ra, nhiều ý kiến cũng kiến nghị Bộ Giáo dục và Đào tạo cần đổi
mới phƣơng pháp tuyên truyền hƣớng tới thay đổi hành vi vi phạm pháp luật an
toàn giao thông vào trong nhà trƣờng, nhất là học sinh phổ thơng. Bên cạnh đó,
chính quyền các thành phố lớn cần quy hoạch hệ thống giao thông công cộng,
không gian ngầm, khu dân cƣ, xây dựng các cơng trình hạ tầng giao thơng, hồn
thiện trung tâm điều hành giao thơng, giảm ùn tắc giao thông…

7


1.2.

Tổng quan về hệ thống phanh

1.2.1. Những vấn đề chung về hệ thống phanh trên ô tô
 Công dụng:
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc
chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe ở vị trí nhất định.
Giữ xe lâu dài trên đƣờng, đặc biệt là trên đƣờng dốc.
Hệ thống phanh đảm bảo cho xe chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng
cao năng suất vận chuyển cho ơ tô.
 Phân loại:
+ Phân loại theo công dụng:

- Hệ thống phanh chính (phanh cơng tác).
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay).
- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ).
+ Phân loại theo kết cấu;

- Hệ thống phanh có cơ cấu phanh guốc.
- Hệ thống phanh có cơ cấu phanh đĩa.
- Hệ thống phanh có cơ cấu phanh đai.
+ Phân loại theo dẫn động phanh:

- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí.
- Hệ thống phanh dẫn động thủy lực.

- Hệ thống phanh dẫn động khí nén.
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp thủy lực và khí nén.
+ Phân loại theo mức độ hoàn thiện chất lƣợng phanh:

- Hệ thống phanh có bộ điều chỉnh lực phanh.
- Hệ thống phanh có bộ chống hãm cứng bánh xe ABS.
 Yêu cầu:
Xuất phát từ những yêu cầu về an toàn chuyển động của các phƣơng tiện
giao thông, và phổ biến hơn cả là quy định NO-13EYSK của hội đồng kinh tế
châu âu, tiêu chuẩn F18- 1969 của Thụy Điển, tiêu chuẩn FM VSS-121 của Mỹ.
8


Ngƣời ta đã đƣa ra những yêu cầu quan trọng nhất nhƣ sau:
Đối với hệ thống phanh thuộc thế hệ các xe hiện đại hệ thống phanh phải
đạt đƣợc:
- Quãng đƣờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột.
- Phanh êm dịu trong mọi trƣờng hợp, bảo đảm sự ổn định khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng, cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Thời gian chậm tác dụng nhỏ.
- Phân bố mômen phanh ở bánh xe, phải tuân theo quan hệ sử dụng hoàn
toàn trọng lƣợng bám và hệ số bám giữa bánh xe với mặt đƣờng ở bất kì cƣờng
độ phanh nào.
- Có độ tin cậy cao, có hệ thống tự kiểm tra, chẩn đoán các hƣ hỏng một
cách kịp thời.
- Khơng có hiện tƣợng tự xiết khi phanh.
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh phải cao, ổn định trong
mọi điều kiện sử dụng.
- Đảm bảo tránh trƣợt lết bánh xe trên đƣờng. Vì khi trƣợt lết gây ra mòn
lốp và làm mất khả năng dẫn hƣớng của xe…

- Ngoài ra hệ thống phanh cần chiếm ít khơng gian, trọng lƣợng
nhỏ, độ bền cao, và các yêu cầu chung của cấu trúc cơ khí.
- Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hƣởng lẫn nhau.
Phanh tay có thể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố.
-

Đảm bảo ổn định của ôtô khi phanh (Đƣợc đánh giá bằng phanh s và

góc lệch).
- Giữ đƣợc tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực sinh ra
ở cơ cấu phanh.
- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dƣỡng.
- Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hƣởng lẫn nhau.
Phanh tay có thể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chức
năng dự phòng.
9


Xuất phát từ yêu cầu nói trên, Em lựa chọn đề tài nghiên cứu với tiêu đề
“thiết kế hệ thống phanh ơtơ vận tải cỡ nhỏ” nhằm mục đích thiết kế đƣợc hệ
thống phanh cho xe ôtô vận tải cỡ nhỏ đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, hệ
thống phanh làm việc hiệu quả đảm bảo an toàn cho ngƣời và hàng hóa trên xe.
1.2.2. Cơ cấu phanh
 Cơ cấu phanh guốc:
+ Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực

dẫn động bằng nhau:

Hình 1.1: Cơ cấu phanh bánh trƣớc
Với các bố trí nhƣ vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của

guốc phanh giống nhau thì mơmen ma sát ở trên guốc phanh trƣớc lớn hơn của
guốc phanh sau. Sở dĩ nhƣ vậy là vì mơmen ma sát ở trên guốc phanh trƣớc có
xu hƣớng cƣờng hóa cho lực dẫn động, cịn ở phía phanh sau có xu hƣớng chống
lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tƣợng ngƣợc lại.
Cơ cấu phanh này đƣợc gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần
phanh khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cƣờng độ hao mòn của tấm ma sát
trƣớc lớn hơn tấm ma sát sau rất nhiều. Để cân bằng sự hao mòn của 2 tấm ma

10


sát, khi sửa chữa có thể thay thế cùng 1 lúc, ngƣời ta làm tấm ma sát trƣớc dài
hơn tấm sau.
Của loại cơ cấu phanh này ở (hình 1.1) khe hở giữa các guốc phanh và
trống phanh đƣợc điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng
chốt có vịng đệm lệch tâm có điểm cố định.


Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ về 1 phía và các guốc

phanh có dịch chuyển gốc nhƣ sau:

Hình 1.2: Kết cấu phanh xe
Cơ cấu phanh này (hình 1.2) có mơmen ma sát sinh ra ở các guốc phanh
là bằng nhau. Trị số mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu
phanh này có cƣờng độ ma sát ở các tấm ma sát nhƣ nhau và đƣợc gọi là cơ cấu
phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở hình 2 do profin của
cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dịch chuyển góc nhƣ nhau.
Để điều chỉnh khe hở giữa chống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu
trục vít, bánh vít nhằm thay đổi vị trí của cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố

định.

11


 Cơ cấu guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động
bằng nhau:

Hình 1.3: Cơ cấu phanh xe UAZ-452
Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cƣờng độ hao mòn của các tấm ma
sát giống nhau vì thế độ làm việc của 2 guốc phanh nhƣ nhau khi xe chuyển
động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và
lùi rất khác nhau.
Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch
tâm và chốt lệch tâm.
 Cơ cấu phanh loại hơi:
Cơ cấu phanh này dung 2 xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên đầu
trên và đầu dƣới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theo
chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự ma sát nên các guốc
phanh bị cuốn theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lên piston
1 lực và đẩy ống xilanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, với phƣơng án thiết
kết cấu này hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau (sơ đồ cơ cấu phanh ở
hình 1.4)
12


Hình 1.4 Sơ đồ kết cấu phanh hơi
 Cơ cấu phanh tự cƣờng hóa:

Hình 1.5: Cơ cấu phanh xe GAZ

Theo kết cấu thì guốc phanh sau khi đƣợc tỳ vào chốt cố định và bản thân
guốc phanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trƣớc. Lực dẫn
động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trƣớc thơng qua chốt
kì trung gian, từ điều kiện cân bằng theo phƣơng ngang các lực tác dụng lên
guốc phanh trƣớc có thể xác định đƣợc tác dụng lên guốc phanh trƣớc.

13


Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh
sau sẽ lớn hơn guốc phanh trƣớc rất nhiều, khi xe lùi mômen phanh Mp sẽ giảm
đi nhiều. Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trƣớc nên tấm ma sát
guốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trƣớc.
Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren
trong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này.
 Cơ cấu phanh đĩa:
Phanh đĩa thƣờng đƣợc sử dụng phổ biến trên các xe có vận tốc cao,
đặc biệt hay gặp ở cầu trƣớc. Phanh đĩa ngày nay đƣợc sử dụng rộng rãi cho cả
cầu trƣớc và cầu sau vì nó mang nhiều ƣu điểm:
- Khối lƣợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn, tổng khối lƣợng các chi tiết
khơng treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và bám đƣờng của xe.
- Khả năng thốt nhiệt ra mơi trƣờng dễ dàng.
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép moment phanh ổn định khi hệ số ma sát
thay đổi, điều này giúp cho các bánh xe làm việc ổn định nhất là ở tốc độ cao.
- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát.
- Dễ dàng bố trí cơ cấu tƣ điều chỉnh khe hở má phanh.
Tuy có nhiều ƣu điểm hơn so với cơ cấu phanh guốc nhƣng cơ cấu phanh
đĩa vẫn tồn tại nhiều nhƣợc điểm là cơ cấu phanh khó có thể tránh bụi bẩn và đất
cát vì phanh đĩa khơng che chắn kín hồn tồn do vậy ở các xe có tính việt dã
cao khôn dung cơ cấu loại này.

14


Hình 1.6. Cấu tạo phanh đĩa
1.

Má phanh

4. Vít xã

2.

Gía đỡ xilanh

5. Gía đỡ má phanh

3.

Bulong

6. Lị xo chống rít

Ngun lí hoạt động: Phanh đĩa đẩy piston bằng áp suất thủy lực truyền
qua đƣờng dẫn dầu phanh từ xi xanh chính làm cho các má phanh đĩa kẹp cả 2
bên rôto phanh đĩa cho bánh xe dừng lại.
Trong quá trình phanh do má phanh và rôto phanh ma sát sinh nhiệt
nhƣng do rôto phanh và than phanh để hở lên nhiệt dễ dàng triệt tiêu.
 Phân loại phanh đĩa: Có 2 loại
- Loại phanh cố định (loại đĩa quay): gồm 2 xilanh cơng tác đặt 2 bên, số

xilanh có thể là bốn đặt đối xứng nhau hoặc 3 xilanh trong đó có 2 xilanh bé một
bên và một xy lanh lớn một bên.

15


Hình 1.7. Càng phanh cố định
1. Má phanh

3.Piston phanh

2. Càng phanh cố định

4.Đĩa phanh

- Loại phanh di động (loại vỏ quay): sử dụng một xilanh, giá đỡ xilanh
đƣợc di động trên trục dẫn hƣớng. Khi phanh má phanh bị đẩy càng phanh trƣợt
theo chiều ngƣợc lại và đẩy rôto phanh từ cả hai bên.

Hình 1.8. Càng phanh di động
1. Đĩa phanh

5. Má phanh di động

2. Càng phanh

6. Má phanh cố định

3. Dầu phanh

7. Gía dẫn hƣớng

4. Piston phanh

16


 Cơ cấu phanh dừng:

Hình 1.9. Phanh tay kiểu tang trống
1.

Má phanh

7. Vành rẻ quạt

2.

Tang trống

8. Ti

3.

Chốt lệch tâm

9. Cần

4.

Trục thứ cấp hộp số

10. Răng rẻ quạt

5.

Lò xo hồi vị

11. Tay hãm

6.

Trục quả đào

12. Tay kéo phanh

- Phanh dừng hay cịn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh
hay lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí. Hình 1.10 là hình vẽ
của cơ cấu phanh dừng kiểu tang trống đƣợc lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp
số phanh dừng tác động lên guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ khí
và điểu khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lị xo.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
Do mật độ ôto trên đƣờng ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày
càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đƣờng là vấn đề cấp thiết hàng
đầu luôn cần phải quan tâm. Ở nƣớc ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số
ngƣời chết do tai nạn là rất lớn. Theo thống kê của các nƣớc thì trong tai nạn
giao thơng đƣờng bộ 60-70% do con ngƣời gây ra,10-15% do hƣ hỏng máy móc,
17

trục trặc về kĩ thuật và 20-30% do đƣờng xá xấu. Trong nguyên nhân hƣ hỏng
do máy móc, trục trặc về kĩ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ôto gây nên
đƣợc thống kê nhƣ sau: Phanh chân 52,2-74,4%, phanh tay 4,9-16,1%, lái 4,919,2%, chiếu sang 2,3-8,7%, bánh xe 2,5-10%, các hƣ hỏng khác 2-18,2%.
Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỉ lệ
lớn nhất trong các tai nạn do kĩ thuật gây nên. Chính vì thế mà hiện nay hệ thống
phanh ngày càng đƣợc cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ
thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Trên ơto có trang thiết bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc
hoặc dừng hẳn khi cần thiết. Lúc đó ngƣời lái giảm lƣợng nhiên liệu cung cấp
vào động cơ, đồng thời phanh để hãm xe lại. Nhờ có hệ thống phanh mà ngƣời
lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động trung bình của ơto và đảm bảo an tồn
khi chuyển động. Do vận tốc chuyển động ngày càng cao nên việc đi sâu nghiên
cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh nhằm đảm bảo an toàn
chuyển động của ơto ngày càng cấp thiết.
Chính vì thế, em đã chọn đề tài “Thiết kế tính tốn hệ thống phanh” để
tìm hiểu nghiên cứu về kết cấu cơ bản của hệ thống phanh, thiết kế tính tốn hệ
thống phanh cho một loại xe cụ thể. Đây chính là cách để em có thể áp dụng
những kiến thức từ mơn học “Thiết kế tính tốn ơto” vào thực tế.
1.4. Mục tiêu, nội dung, phƣơng pháp, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
+ Mục tiêu
Thiết kế đƣợc hệ thống phanh cho xe ô tô tải cỡ nhỏ đảm bảo các yêu cầu
kỹ thuật. Hệ thống phanh thiết kế có kết cấu đơn giản, làm việc êm và độ tin cậy
cao đảm bảo an tồn cho ngƣời và hàng hóa trên xe, đồng thời đảm bảo an toàn
cho các phƣơng tiện khác cùng tham gia giao thông.
+ Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan vấn đề nghiên cứu
- Đề xuất lựa chọ phƣơng án thiết kế
- Tính tốn, thiết kế hệ thống phanh.
18

- Tính tốn khảo sát q trình phanh ơto.
+ Phương pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp phân tích và tổng hợp lí thuyết
Hệ thống hóa phân tích nhiệm vụ và kết cấu của hệ thống phanh trên oto.
Từ đó lựa chọn đƣợc phƣơng án thiết kế phù hợp. Vận dụng kiến thức của các
môn học liên quan nhƣ môn học: Cấu tạo ô tô máy kéo, Lý thuyết ô tô máy kéo,
Cơ sở thiết kế máy để tính tốn các bộ phận cho hệ thống phanh ô tô.
- Phƣơng pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động:
Xây dựng bài tốn tính tốn thiết kế hệ thống phanh cho xe ôto cụ thể.
+ Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng: Tình hình tai nạn giao thơng do sử dụng ơto hiện nay
- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu về cơ sở lí thuyết cho
việc tính tốn về tình trạng hệ thống phanh, đồng thời thực hiện tính tốn hệ
thống trên ơto.

19


Chƣơng 2
ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Đề xuất phƣơng án thiết kế
2.1.1. Phương án 1: Dẫn động phanh cơ khí:
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.
Dẫn động phanh cơ khí ít dùng để điều khiển nhiều cơ cấu phanh vì nó khó đảm
bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe, vì độ cứng vững của các thanh dẫn động
phanh khơng nhƣ nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ
cấu phanh. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí khơng sử dụng cho hệ
thống phanh chính mà sử dụng ở hệ thống phanh dừng.


Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí
1. Tay phanh
2. Thanh dẫn
3. Con lăn dây cáp
4. Dây cáp
5. Trục
6. Thanh kéo

7. Thanh cân bằng
8,9. Dây cáp dẫn động phanh
10. Gía
11,13. Mâm phanh
12. Xilanh phanh bánh xe

20


Đặc điểm: Chủ yếu dùng cho phanh tay.
Nguyên lí hoạt động: Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dƣới vùng bảng
điểu khiển. Thanh dẫn 2 nối liền với dây cáp. Các con lăn 3, 5 dẫn hƣớng cho
dây cáp. Dây cáp 4 bắt vào mút thanh dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn
và nối với thanh cân bằng 9. Thanh dẫn 6 lắp với bản lề trên giá đỡ, thanh cân
bằng 9 phân bố đều lực phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới cơ cấu phanh bánh
xe trái và phải phía sau. Địn dây cáp nối với đòn bẩy ép, tác dụng lên guốc
phanh thơng qua tấm đỡ, địn bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12
Khi kéo phanh 1, dây cáp tác dụng lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực
hiện quá trình phanh.

Khi nhã phanh, địn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dƣới tác động của lị xo
hồi vị, kết thúc quá trình phanh.
- Ƣu điểm: +) Độ tin cậy làm việc cao
+) Độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc
lâu dài
- Nhƣợc điểm: +)Hiệu suất truyền lực không cao
+) Thời gian phanh lớn.
2.1.2. Phương án 2: Dẫn động phanh khí nén:
Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ơto tải trung bình và lớn
ngƣời ta thƣờng sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén. Trong dẫn động phanh
bằng khí nén lực điều khiển trên bàn dạp chủ yếu dùng để điều khiển van phanh
phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu
phanh thực hiện.
Dẫn động phanh khí nén có ƣu điểm giảm đƣợc lực điều khiển trên bàn
đạp phanh, không phải sử dụng dầu phanh nhƣng lại có nhƣợc điểm là độ nhạy
kém do khơng khí bị nén khi chịu lực.

21