Thiết kế tính toán ôtô thiết kế tính toán hệ thống phanh

Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
MỞ ĐẦU
Mục tiêu chọn đề tài :
Ngày nay, nền kinh tế xã hội phát triển mạnh mẽ, nhu cầu di chuyển đi lại tăng cao,
Ôtô là phương tiện tham gia lưu thông trên đường bộ có số luợng lớn. Khi đời sống ngày
một nâng cao thì yêu cầu về an toàn cho người và phuơng tiện cũng phải nâng cao và một
trong những cơ cấu đảm bảo sự an toàn trên ôtô là hệ thống phanh.
Do 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 hàng đầu luôn cần phải quan
tâm. Ở nước ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số người chết do tai nạn là rất lớn.
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 về kỹ thuật và 20-30% do đường xá xấu.
Trong nguyên nhân hư hỏng do máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm
của ôtô gây nên được thống kê như sau: Phanh chân 52,2-74,4%, phanh tay 4,9-16,1%, lái
4,9-19,2%, chiếu sáng 2,3-8,7%, bánh xe 2,5-10%, các hư hỏng khác 2-18,2%.
Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất
trong các tai nạn do kỹ thuật gây lên. Chính 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.
Trên ôtô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc hoặc dừng hẳn khi
cần thiết. Lúc đó người lái giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ, đồng thời phanh
để hãm xe lại. Nhờ có hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động
trung bình của ôtô và đảm bảo an toàn khi chuyển động. Do vận tốc chuyển động ngày
càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh
nhằm đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết.
Chính vì thế, em đã chọn đề tài “Thiết kế tính toán hệ thống phanh” để tìm hiểu
nghiên cứu về kết cấu cơ bản của hệ thống phanh, thiết kế tính toán hệ thống phanh cho
một loại xe cụ thể. Đây chính là cách để em có thể áp dụng những kiến thức từ môn học
“Thiết kế tính toán ôtô” vào thực tế.
Ý nghĩa của đề tài
Đề tài sau khi hoàn thành sẽ giúp cho sinh viên củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng

cao những kiến thức chuyên ngành cũng như những kiến thức cơ sở ngành có liên quan.Hơn
nữa, đây cũng là dịp để tạo điều kiện cho sinh viên được đi sâu tìm hiểu những vấn đề cụ thể
mà chuyên môn đặt ra khi còn trong ghế nhà trường, cũng như khi ra ngoài thực tế.Điều này
cũng chính là thực hiện nhiệm vụ và mục tiêu mà Đảng và Nhà nứơc đã đề ra cho sự nghiệp
giáo dục và đào tạo.
Đoàn Huy Thưởng 2
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Từ những kết quả thu đựơc sẽ cho ta những thông số, tài liệu có tính hệ thống về hệ
thống phanh trên ôtô. Đây sẽ là cơ sở để đánh giá, phân tích, thiết kế tính toán về hệ thống
phanh của một loại xe cụ thể. Hơn nữa, đây sẽ là nguồn tài liệu có tích chất tham khảo rất
hiệu quả nhằm phát huy khả năng vận dụng lý thuyết vào thực tiễn và nâng cao kỹ năng thực
hành cho việc dạy và học của giáo viên và sinh viên chuyên ngành Cơ khí Động lực nói
chung.
Nhiệm vụ của đề tài
Đề tài phải phân tích được kết cấu, nguyên lý làm việc của các cơ cấu, bộ phận trong
hệ thống phanh, thiết kế tính toán các thông số của hệ thống phanh cho một loại xe cụ thể.
Các bước thực hiện:
- Tìm hiểu chung về hệ thống phanh
- Tính chọn các thông số kết cấu cơ bản của hệ thống phanh.
- Tính mô men phanh sinh ra tại các cơ cấu phanh.
- Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh và đĩa phanh.
- Tính bền một số chi tiết chính trong hệ thống phanh.
- Xây dựng bản vẽ thiết kế cơ cấu phanh bánh xe và bản vẽ chi tiết thiết kế.
Đoàn Huy Thưởng 3
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
NỘI DUNG
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ
1.1. Công dụng, yêu cầu và phân loại
1.1.1. Công dụng
Hệ thống phanh là một hệ thống an toàn được trang bị trên ôtô dùng để làm dừng

hẳn sự chuyển dộng của ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động,
ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ
thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống
hãm ôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được những tai nạn xảy ra
trên đường.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh là một bộ phân quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ
động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp đó là.
+ Quãng đường phanh ngắn
+ Thời gian phanh ít nhất.
+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh.
- Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái.
- Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng
hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
- Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết.
- Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Có hệ số ma sát cao và ổn định.
- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ
cấu phanh.
- Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng.
- Phanh chân và phanh taylàm việc độc lập không ảnh hưởng lẫn nhau. Phanh
tay có thể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chức năng dự
phòng.
Đoàn Huy Thưởng 4
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
1.1.3. Phân loại

- Phân loại theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân va phanh tay Phân loại
theo vị trí đặt cơ cấu phanh chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở trục truyền động (sau hộp
số).
- Phân theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa.
- Phân theo phương thức dẫn động có: Dẫn động phanh bằng cơ khí, chất lỏng, khí
nén hoặc liên hợp.
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thường
là phanh bánh xe ( phanh chân ) còn phanh phụ thường là phanh tay, phanh tay thường
được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe.
Việc dùng cả hai phanh chính và phụ bảo đảm cho độ an toàn ôtô khi chuyển động và
khi dừng hẳn, hệ thống phanh có 2 phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh.
1.2.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định
trong quá trình sử dụng. Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh
xe ôtô.
Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các gốc phanh bố trí bên trong được sử
dụng rộng rãi. Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phải đảm bảo yêu cầu sau,
như mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế độ phanh
thay đổi (như tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trường)
1.2.1.1. Cơ cấu phanh guốc
Cấu tạo.
Hình 1.1 : Cấu tạo cơ cấu phanh tang trống
Đoàn Huy Thưởng 5
Trống phanh.
Guốc phanh.
Mâm phanh.
Xilanh bánh xe .
Thanh đẩy.
Lò xo.

Lò xo hồi vị
1
2
4
3
5
6
7
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Cơ cấu phanh trống gồm có trống phanh quay cùng với các bánh xe, các guốc phanh
lắp với phần không quay là mâm phanh, trên guốc có lắp các má phanh, một đầu của guốc
phanh quay quanh chốt tựa, đầu còn lại tỳ vào piston của xilanh công tác nếu là dẫn động
thuỷ lực, hoặc là cam ép nếu là dẫn động khí nén. Trong trường hợp dẫn động thuỷ lực áp
suất chất lỏng trong xilanh tác dụng lên các piston và đẩy các guốc phanh ép vào tang
trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty
đẩy và thông qua đòn dẫn động làm quay cam đẩy các guốc phanh ép vào tang trống. Khe
hở giữa các guốc phanh được điều chỉnh thường xuyên trong quá trình sử dụng.Các cơ cấu
điều chỉnh sử dụng hiện nay rất phong phú, trong đó có các phương pháp điều chỉnh tự
động.
Phanh trống có nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào sự kết hợp của hai guốc phanh và
mục đích sử dụng.
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục: Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này bao gồm
một mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu. Trên mâm phanh có lắp hai chốt cố định
để lắp ráp đầu dưới của hai guốc phanh.Hai chốt cố định này có thể có bố trí bạc lệch tâm
để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh phía dưới. Đầu trên của hai guốc
phanh được lò xo guốc phanh kéo vào ép sát với cam ép hoặc với piston xilanh. Khe hở
phía trên của má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng trục cam ép hoặc bằng hai
cam lệch tâm. Trên hai guốc phanh có tán các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên tục
hoặc phân thành một số đoạn.
Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm: Trên mâm phanh bố trí guốc phanh, hai xilanh bánh

xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng nhau qua tâm. Mỗi guốc
phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh
khe hở phía dưới của má phanh và trống phanh. Một phía củaguốc phanh luôn tì vào piston
của xilanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh
được điều chỉnh bởi cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong piston của xilanh bánh xe.
Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu
trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.Bố trí sao cho khi ôtô chuyển động tiến thì cả hai
guốc phanh đều là guốc xiết còn khi lùi lại trở thành hai guốc nhả.Như vậy hiệu quả phanh
khi tiến thì lớn còn khi lùi thì nhỏ tuy nhiên thời gian lùi ôtô rất ít và tốc độ rất chậm nên
không cần lực phanh hay mômen phanh lớn.
Cơ cấu phanh tự cường hoá: Cơ cấu phanh tự cường hoá có hai guốc tựa trên hai
xilanh công tác, khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên
Đoàn Huy Thưởng 6
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
guốc phanh thứ hai làm tăng hiệu quả phanh vì lực ép từ dầu có áp suất đẩy cả hai đầu ép
sát vào tang trống. Tuy nhiên do sử dụng hai xilanh công tác và piston có khả năng tự dịch
chuyển lên piston này có khả năng ảnh hưởng đến piston bên kia. Kết cấu phanh dễ gây lên
dao động mômen phanh ảnh hưởng xấu đến chất lượng ổn định chuyển động.
1.2.1.2. Cơ cấu phanh loại đĩa
Phanh đĩa thường được sử dụng phổ biến trên các xe có vận tốc cao, đặc biệt hay gặp
ở cầu trước. Phanh đĩa ngày nay được sử dụng rộng dãi cho cả cầu trước và cầu sau vì nó
mang nhiều ưu điểm:
- Khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn, tổng khối lượng các chi tiết không treo
nhỏ, nâng cao tính êm dịu và bám đường của xe.
- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường dễ dàng.
- Dễ dàng trong sủa chữa và thay thế tấm ma sát.
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi, điều
này gúp cho các bánh xe làm việc ổn định nhất là ở tốc độ cao.
- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự điều chỉnh khe hở má phanh.
Tuy có nhiều ưu điểm hơn so với cơ cấu phanh kiểu tang trống nhưng cơ cấu phanh

đĩa vẫn tồn tại nhược điểm là cơ cấu phanh khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì phanh đĩa
không che chắn kín hoàn toàn do vậy ở các xe có tính việt dã cao không dùng cơ cấu loại
này.
Hình 1.2: Cấu tạo phanh đĩa
Đoàn Huy Thưởng 7
Má phanh.
Giá đỡ xilanh.
Bu lông.
Vít xả.
Giá đỡ má phanh
Lò xo chống rít.
1
2
4
5
3
6
5
1
2
4
3
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Nguyên lý hoạt động: Phanh đĩa đẩy piston bằng áp suất thuỷ lực truyền qua đường
dẫn dầu phanh từ xilanh chính làm cho các má phanh đĩa kẹp cả hai bên rôto phanh đĩa làm
cho bãnh xe dừng lại.
Trong quá trình phanh do má phanh và rôto phanh ma sát phát sinh nhiệt nhưng do
rôto phanh và than phanh để hở lên nhiệt dễ dàng triệt tiêu.
Phân loại càng phanh đĩa
Loại càng phanh cố định ( loại đĩa quay - loại hở ): gồm hai xilanh công tác đặt hai

bên, số xilanh có thể là bốn đặt đối xứng nhau hoặc ba xilanh trong đó hai xilanh bé một
bên và một xilanh lớn một bên.
Loại càng phanh di động ( loạivỏ quay - loại kín ): sử dụng một xilanh, giá đỡ xilanh
được di động trên trục dẫn hướng. Khi phanh má phanh bị đẩy càng phanh trượt theo chiều
ngược lại và đẩy rôto phanh từ cả hai bên. Cấu tạo bao gồm:
Đoàn Huy Thưởng 8
Má phanh.
Càng phanh cố định.
Piston phanh.
Đĩa phanh.
Hình 1.2a. Càng phanh cố định
Đĩa phanh.
Càng phanh.
Dầu phanh.
Piston phanh.
Má phanh di động.
Má phanh cố định.
Giá dẫn hướng.
Hình 1.2b.Càng phanh di động
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
1.2.1.3. Phanh dừng (phanh tay)
Hinh 1.3: Phanh tay kiểu tang trống
1. Má phanh 2. Tang trống 3. Chốt lệch tâm 4.Trục thứ cấp hộp số
5. Lò xo hồi vị 6. Trục quả đào 7.Vành rẻ quat 8. Ti
9. Cần 10. Răng rẻ quạt 11. Tay hãm 12. Tay kéo phanh
Phanh dừng hay còn 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 1.3 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểu
tang trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên guốc phanh
bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ hí và điều khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng
khí nén và lò xo.

1.2.2. Dẫn động phanh
1.2.2.1. Dẫn động cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động
cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời 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 không
như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu. Do những đặc
điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ
thống phanh dừng.
Đoàn Huy Thưởng 9
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Hình 1.4: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.
1. Tay phanh 5. Trục 8,9. Dây cáp dẫn động phanh
2. Thanh dẫn 6. Thanh kéo 10. Giá
3. Con lăn dây cáp 7. Thanh cân bằng 11,13. Mâm phanh
4. Dây cáp 12. Xilanh phanh bánh xe
Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được truyền qua dây
cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc phanh, vị trí
của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2.
- Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn
động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài.
- Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lực không cao, thời
gian phanh lớn.
1.2.2.2. Phanh dẫn động thuỷ lực
Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các
loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình. Dẫn động phanh là một hệ thống các
chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra
nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng được sử dụng để truyền dẫn lực tác
dụng nêu trên. Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe được phanh
cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào
các trống phanh.

Dẫn động phanh dầu có các ưu điểm sau:
Đoàn Huy Thưởng 10
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu
cầu thiết kế.
- Có hiệu suất cao.
- Độ nhậy tốt.
- Kết cấu đơn giản.
- Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
Nhược điểm:
- Không thể tạo được tỷ số truyền lớn, vì thế phanh đầu không có cường hoá chỉ dùng
ô tô có trọng ượng toàn bộ nhỏ.
- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
- Đối với dẫn động phanh1 dòng khi có chỗ nào bị ròi (chảy dầu) thì tất cả hệ thống
phanh đều không làm việc, để khắc phục khuyết điểm này người ta dùng loại dẫn động hai
dòng, loại này cơ ưu điểm là khi 1 dòng bị hỏng thì dòng còn lại vẫn làm việc bình thường
tuy nhiên hiệu quả phanh có giảm, đảm bảo an toàn khi chuyển động.
a. Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng.
1
2
3
4
Hình 1.5: Sơ đồ dẫn đông phanh thuỷ lực một dòng
1. Bàn đạp 3. Đường ống dẫn
2. Xilanh chính 4. Cơ cấu phanh
Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đẩy
piston của xi lanh chính 2, do đó đều được ép và áp suất dầu tăng lên trong xilanh và các
đường ống dẫn dầu 3 chất lỏng với áp suất lớn ở các xi lanh bánh xe sẽ thắng lực của lò xo
và tiến hành ép guốc vào trống phanh. Khi không phanh nữa người lái không tác dụng voà
bàn đạp các lò xo hồi vị của bàn đạp, của piston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị

kéo guốc phanh vào vị trí cũ.
b. Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng:
Đoàn Huy Thưởng 11
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Hình 1.6: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng.
1. Bàn đạp phanh 4. ống dẫn dầu
2. Bình đầu phanh 5. Cơ cấu phanh bánh sau
3. Xilanh phanh chính 6. Cơ cấu phanh bánh trước
Do hai dòng hoạt động độc lập nên xilanh chính phải có hai ngăn độc lập do đó khi
một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn còn tác dụng. Vì vậy phanh hai dòng có độ an toàn
cao, nên được sử dụng nhiều trong thực tế.
c. Xi lanh chính loại kép
Hình 1.7.Xi lanh phanh chính loại kép
1.Thanh đẩy 2.Piston số 1 3.Lò xo hồi vị
Đoàn Huy Thưởng 12
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
4.Buồng áp suất số1 5.Piston số 2 6.Lò xo hồi vị
7.Buồng áp suất số 2 8.Cửa bù số 1 9.Của bù số 2.
10.Bình dầu phanh 21. Van ra sau piston 1
22. Van ra sau piston 2
Nguyên lý làm việc :
Quá trình phanh : Khi đạp bàn đạp phanh, thanh đẩy cảu bàn đạp tác dụng trực tiếp
vào piston số 1, do áp suất dầu ở hai buồng áp suất cân bằng nên áp lực dầu phía truớc
piston số 1 sẽ tạo áp lực đẩy piston số 2 cùng chuyển động. Khi cuppen của piston số 1 và
2 bắt đầu đóng các của bù thì áp suất phía truớc chúng tăng dần và áp suất phía sau chúng
giảm dần . Phía truớc dầu được nén còn phía sau chúng dầu được điền đầy theo cửa nạp.
Khi tới một áp suất nhất định thì áp suất dầu sẽ thắng sức căng của lò xo van hai chiều bố
trí ở hai đầu ra của hai van và đi đến các xilanh phanh bánh xe thông qua các đường ống
dẫn bằng kim loại đẻ thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh : do tác dụng của lò xo hồi vị piston sẽ đẩy chúng ngược chở lại, lúc

đó áp suất dầu ở phía trước hai piston giảm nhanh, cuppen của hai piston lúc này cụp
xuống, dầu từ phía sau hai cuppen sẽ đi tới phía truớc của hai piston. Khi hai cuppen của
hai piston bắt đầu mở cửa bù thì dầu từ trên bình chứa đi qua cửa bù điền đầy vào hai
khoang phía trước hai piston cấp để cân bằng áp suất giữa các buồng trong xi lanh. Lúc này
quá trình phanh trở về trạng thái ban đầu.
d. Bộ chia dòng:
Hình 1.8: Bộ chia dòng
1. Piston 2. Đầu nối tới dòng sau
3. Đầu nối tới dòng trước 4. Từ xy lanh chính tới
Khi phanh chất lỏng tư xilanh chính bị dồn đến khoang A gây lên lực tác dụng lên
các piston 1 và trong dòng I và II áp suất làm việc tăng lên cho đến khi cân bằng với áp
Đoàn Huy Thưởng 13
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
suất trong khoang, khi xẩy ra hư hỏng ở một dong nào đó thì còn thứ II vẫn làm việc bình
thường xong hiệu quả phanh của cả xe có giảm và người lái cũng nhận biết về phía hành
trình bàn đạp tăng.
1.2.2.2. Dẫn động phanh khí nén (Còn gọi là phanh hơi)
Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn và trung bình,
đặc biệt lớn. Để dẫn động các cơ cấu phanh người ta sử dụng năng lượng của khí nén, lực
của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng van phanh do đó mà giảm được sức lao
động của người lái, tuỳ theo liên kết của xe rơ moóc mà dẫn động phanh khí nén có thể là
một dòng hoặc 2 dòng.
* Dẫn động phanh khí nén 1 dòng:
Hình 1.9: Sơ đồ cấu tạo của phanh hơi
1: Máy nén khí 2: Bình chứa 3: Van phân phối
4: Bầu phanh 5: ống dẫn hơi 6: Bàn đạp phanh
7: Đồng hồ kiểm tra áp suất
Nguyên lý: Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua dẫn động tổng van 3 mở
cho khí nén từ bình chứa khí nén 2 theo đường ống tới đầu phanh 4 để tiến hành phanh.
Khi thả bàn đạp, tổng van phanh ngắt liên hệ giữa bình chứa khí nén với đường ống

dẫn và mở đường ống của bầu phanh thông với không khí bên ngoài, khí nén thoát ra ngoài
và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung.
- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn.
Đoàn Huy Thưởng 14
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô.
- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận như hệ thống treo loại khí.
* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén.
- Số lượng các cụm nhiều, kích thước,trọng lượng của chúng khá lớn, giá thành cao.
- Thời gian tác động trễ lớn.
1.2.2.3. Dẫn động phanh liên hợp
Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ lực
có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao,
phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và
khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc.
Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp
dụng cho xe nhiều cầu như: Xe URAL, 375 D, URAL - 4320….
Hình 1.10: Phanh khí nén thuỷ lực ôtô URAL-4320
1: Máy nén khí 2: Bộ điều chỉnh áp suất 3: Van bảo vệ 2 ngả
4: Van bảo vệ 1 ngả 5: Bình chứa khí nén 6: Phanh tay
7: Khoá điều khiển phanh rơ moóc 8: Van tách
9: Đầu nối 10: Đồng hồ áp suất 11: Tổng van phanh
12: Xy lanh khí nén 13: Cơ cấu xy lanh piston bánh xe
14: Đầu nối phân nhánh 15: Xy lanh cung cấp nhiên liệu 16: Bàn đạp phanh
Đoàn Huy Thưởng 15
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
* Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp
phanh 16 để mở van phanh lúc này khí nén từ bình chứa 5 đi vào hệ thống qua tổng van
phanh vào cơ cấu.

Piston xi lanh khí, lực tác động của dòng khí có áp suất cao (8 dến 10kg/cm
2
) đẩy
piston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong xi lanh thuỷ lực có áp suất cao như các đường ống
đi vào xi lanh bánh xe thực hiện quá trình phanh van bảo vệ 2 ngả có tác dụng tách dòng khí
thành hai dòng riêng biệt và tự động ngắt 1 dòng khí nào đó bị hỏng để duy trì sự làm việc của
dòng không hỏng.
Trong hệ thống phanh dẫn động khí nén - thuỷ lực thì cơ cấu dẫn động là phần khí
nén và cơ cấu chấp hành là phần thuỷ lực, trong cơ cấu thuỷ lực thì được chia làm hai dòng
riêng biệt để điều khiển các bánh xe trước và sau.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực.
- Kết hợp được nhiều ưu điểm của 2 loại hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắc
phục được những nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập.
* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực.
- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp,
rất khó khăn khi bảo dưỡng sửa chữa.
- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làm việc cho nên
trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới cơ cấu dẫn động khí nén.
- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành cũng rất cao và có rất nhiều cụm
chi tiết đắt tiền.
1.2.3. Bộ trợ lực phanh
Để giảm nhẹ lực tác động của người lái trong quá trình sử dung phanh, đồng thời
tăng hiệu quả sử dụng phanh trong trường hợp phanh gấp ở hệ thống phanh trang bị thêm
bộ trợ lực phanh.
Trợ lực phanh có hai dạng cơ bản là trợ lực bằng chân không và trợ lực bằng thuỷ lực
(trợ lực dầu).
- Bộ trợ lực chân không: hoạt động dựa vào độ chênh lệch chân không của động cơ
và của áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh tỉ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp phanh.
Nguồn chân không có thể lấy ở đường nạp động cơ hoặc dùng bơm chân không riêng làm
việc nhờ động cơ.

Đoàn Huy Thưởng 16
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
- Bộ trợ lực thuỷ lực dùng một bơm có môtơ để tạo ra một áp suất thuỷ lực đủ lớn để
giảm lực đạp phanh cần thiết.
a, Bộ trợ lực chân không
Cấu tạo.
Hoạt động :Hầu hết bộ trợ lực chân không có ba trạng thái hoạt động là: nhả phanh,
đạp phanh và duy trì phanh. Những trạng thái này được xác định bởi độ lớn của áp suất
trên thanh đẩy.
Khi không phanh:
Đoàn Huy Thưởng 17
Thanh đẩy xilanh.
Van chân không.
Màngngănn
Piston trợ lực.
Van điều khiển.
Lọc khí nạp.
Thanh đẩy bàn đạp.
Chân không.
Hình 1.11: Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không
Cửa chân không
(mở)
Cửa khí quyển
(đóng)
Hình 1.12: Hoạt động của bộ trợ lực chân không (khi không phanh)
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Khi không đạp phanh, cửa chân không mở và cửa không khí đóng. Áp suất giữa hai
buông A và B cân bằng nhau, lò xo hồi vị đẩy piston về bên phải, không có áp suất trên
thanh đẩy.
Khi đạp phanh:

Khi phanh, cần đẩy dịch sang trái làm cửa chân không đóng, cửa khí quyển mở.
Buồng A thông với buồng khí nạp động cơ, buồng B có áp suất bằng áp suất khí quyển. Sự
chênh lệch áp suất này tạo lên lực cường hoá đẩy piston và màng cao su dịch về bên trái
tạo lên khả năng tăng lực đẩy cho cần xilanh chính.
Khi giữa phanh :
Đoàn Huy Thưởng 18
Cửa khí quyển
(mở)
Cửa chân
không(đóng)
Buồng A
Buồng B
Hình 1.13: Hoạt động của bộ trợ lực chân không (khi đạp phanh)
Cửa khí quyển
(đóng)
Hình 1.14: Hoạt động của bộ trợ lực chân không (khi giữ phanh)
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Ở trạng thái giữ phanh, cả hai cửa đều đóng, do đó áp suất ở phía phải của màng
không đổi, áp suất trong hệ thống được duy trì.
Khi nhả phanh lò xo hồi vị đẩy piston và màng ngăn về vị trí ban đầu. Trong trường
hợp bộ trợ lực bị hỏng, lúc này cần đẩy sẽ làm việc như một trục liền. Do đó khi phanh
người lái cần phải tác động một lực lớn hơn để thắng lực đẩy của lò xo và lực ma sát của
cơ cấu.
b, Bộ trợ lực thuỷ lực.
Bộ trợ lực thuỷ lực gồm có xilanh chính, bộ chấp hành phanh, bình chứa, bơm, môtơ
bơm và bộ tích năng.
Hình 1.15: Cấu tạo bộ trợ lực thuỷ lực
Xilanh phanh chính và bộ trợ lực phanh :
Đoàn Huy Thưởng 19
Bình chứa.

Bình tích năng.
Môtơ bơm và bơm.
Bộ chấp hành.
3
2
1
Cần đẩy
Piston xilanh
chínhVan trung tâm
Phần bộ trợ lực phanh, 2. Phần của xi lanh chính, 3. Phần của bộ điều chỉnh
Hình 1.16: Xilanh chính và bộ trợ lực phanh
Piston tăng lực
Piston bộ điều
chỉnh
Đĩa phản lực
Cần phản lực
Lò xo phản hồi
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
- Phần của bộ trợ lực phanh gồm có một cần điều khiển, piston lực và buồng của bộ
trợ lực.
- Phần của xi lanh chính gồm piston của xilanh chính, lò xo phản hồi và van trung
tâm.
- Phần của bộ điều chỉnh gồm có piston của bộ điều chỉnh, lò xo phản hồi, van trượt
kiểu piston, cần phản lực và đĩa phản lực bằng cao su.
Đoàn Huy Thưởng 20
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Chương II : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ :
Cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng: Phanh guốc và phanh đĩa. Phanh
guốc chủ yếu sử dụng trên các ôtô có tải trọng lớn: ôtô tải, ôtô chở khách và một số
loại ôtô con. Phanh đĩa được sử dụng nhiều trên các loại ôtô con, trong đó chủ yếu là

ở cơ cấu phanh trước.
Do xe thiết kế có tải trọng khi toàn lớn: G = 5995 KG,tốc độ chuyển động của
xe cao, trọng lượng xe khi đầy tải phân ra cầu trước và cầu sau là khác nhau. Để đạt
được hiệu quả cao khi phanh ta chọn thiết kế phanh guốc tang trống cho cả hai cơ
cấu phanh bánh sau và cơ cấu phanh bánh trước.
Đối với cơ cấu phanh guốc tuỳ theo sự bố trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ được
hiệu quả phanh khác nhau mặc dù kích thước các guốc phanh như nhau. Loại phanh
guốc đối xứng đạt được hiệu quả cao khi phanh và dễ chế tạo nên được chọn để thiết
kế. Dẫn động phanh bằng dầu thủy lực .
b. Ưu và khuyết điểm phanh guốc:
+ Ưu điểm của phanh guốc:
-Dễ bố trí phanh dừng xe
-Dùng lực nhỏ khi phanh (ở cơ cấu phanh loại bơi) nên ở một số loại xe nhỏ không cần bộ
trợ lực.
+ Khuyết điểm:
-Có nhiều chi tiết và cần sự điều chỉnh phức tạp
-Thắng dễ bị dính hoặc trượt khi có thay đổi nhỏ trong cụm phanh, làm xe bị đâm lệch một
bên khi phanh
Hoạt động
Khi phanh người điều khiển tác động một lực vào hệ thống dẫn thủy lực, truyền lực này tới
xi lanh nằm bên trong Moayơ, đẩy pist tông ra, tác động vào guốc phanh, ép má phanh chặt
vào trống phanh.
Đoàn Huy Thưởng 21
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Khi trống phanh quay, guốc phía trước (gọi là guốc dẫn động, sơ cấp) được kích hoạt và
kéo chặt vào trống phanh, guốc phía sau (guốc bị dẫn, thứ cấp) bị đẩy dang ra hay bị khử
kích hoạt. Loại phanh sử dụng guốc dẫn động và bị dẫn thường được gọi là phanh không
trợ động.
Đoàn Huy Thưởng 22
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
3.1.Các thông số cơ bản cho trước của xe.
a. Thông số đã cho của xe
Bảng.các thông số đã cho
TT Các thông số xe Giá trị
1 Công suất lớn nhất/ số vòng quay 75kW/3200(vòng/phút)
2 Chiều dài - chiều rộng cơ sở của xe 3390 - 1650(mm)
3 Tốc độ tối đa của ôtô V
max
= 100(km/h)
4 Hệ thống phanh Trống – trống
5 Kích thước lốp ,B-d 7-16 PR
6 Tự trọng củaxe G
o
= 2800 (KG)
7 Trọng lượng đầy tải G = 5995 (KG)
8 Tải trọng của xe G
t
= 3195 (KG)
b, Tính chọn thông số
Theo tài liệu [III] Trang139:
Đối với ô tô tải thông thường tải trọng phân bố ra các cầu như sau :
Cầu trước : =(0,25-0,3)G
Cầu sau : =(0,7-0,75)G
- Tải trọng phân bố ra các cầu của ôtô
+ Tải trọng phân ra cầu trước bằng 30% tải trọng đầy tải của xe.
G
1
= 0,30.G = 0,3. 5995 = 1798 (KG)
+ Tải trọng phân ra cầu sau bằng 70% tải trọng đầy tải của xe.

G
2
= 0,7.G = 0,7.5995 = 4196 (KG)
- Khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe cầu trước.
a =
G
G
2
.L = 0,7. 3390 = 2373(mm) = 2,373(m)
- Khoảng cách từ trọng tâm xe đến trục bánh xe cầu sau.
b =
G
G
1
.L = 0,3. 3390 =1017(mm) = 1,017(m)
Theo tài liệu [II] Trang 4:
- Gia tốc chậm dần cực đại của ô tô khi phanh:
j
max
= 6 (m/s
2
)
- Hệ số bám của xe với mặt đường:
Đoàn Huy Thưởng 23
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn

ϕ
= 0,7
- Chiều cao trọng tâm của ôtô:
h

g
= 500 (mm)
- Bán kính thiết kế của bánh xe.
r
o
= 25,4.(B +
2
d
) = 25,4.(7 +
2
16
) = 381(mm)
- Bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
r
bx
= r
o
.
λ
= 381.0,935 = 356 (mm)
3.2. Xác định các thông số cơ bản
3.2.1. Xác định mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh
a. Cơ cấu phanh trước
Mô men sinh ra trên mỗi cơ cấu phanh ở bánh xe cầu trước:
Theo tài liệu [II]Trang 4:
M
’
p
=
bx

g
r
g
hj
b
L
G
.).
.
.(
.2
max
ϕ
+
,(KGm) (1)
Trong đó:
h
g
= 0,5(mm) – chiều cao trọng tâm xe
g = 9,81(m/s
2
) – gia tốc trọng trường
b = 1,017 (mm) – khoảng cách từ trọng tâm đến trục bánh xe cầu sau của ôtô
j
max
= 6 (m/s
2
) – gia tốc chậm dần cực đại khi phanh
ϕ
= 0,7 – hệ số bám của bánh xe với mặt đường

r
bx
= 0,368(m) – bán kính làm việc trung bình của bánh xe
Thay các thông số vào công thức ta được:
M
’
p
=
bx
g
r
g
hj
b
L
G
.).
.
(
.2
max
ϕ
+
=
368,0.7,0).
81,9
5,0.6
017,1(
39,3.2
5995

+
= 301(KG.m)
b. Cơ cấu phanh sau
Mô men phanh sinh ra trên mỗi cơ cấu phanh ở bánh xe cầu sau :
Theo tài liệu [II]Trang 4:
M
’’
p
=
bx
g
r
g
hj
a
L
G
.).
.
(
2
max
ϕ
−

Trong đó:
Đoàn Huy Thưởng 24
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
a = 2,373 (m) –khoảng cách từ trọng tâm xe đến trục bánh xe cầu trước
Thay các thông số vào công thức ta được:

M
’’
p
=
368,0.7,0).
81,9
5,0.6
373,2(
39,3.2
5995
−
= 470(KG.m)
3.2.2 Xác định lực phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh
Lực phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh của cầu trước và cầu sau:
Theo tài liệu [III]Trang 270:
P
p
=
bx
p
r
M
Suy ra:
+ Lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh trước:
P
’
1
=
bx
p

r
M
'
=
368,0
301
= 818 (KG)
+ Lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh sau:
P
’’
2
=
bx
p
r
M
''
=
368,0
470
= 1277(KG)
Vậy lực phanh sinh ra trên toàn bộ xe sẽ là:
P
p
= 2. P
’
1
+ 2. P
’’
2

= 2.818 + 2.1277= 4190(KG)
• Kiểm nghiệm phanh theo điều kiện bám
Xét theo điều kiện bám thì lực phanh phải nhỏ hơn hoặc bằng lực bám tức là ta có:
P
p
≤
ϕ
P
= G.
ϕ
= 5995.0,7 = 4196,5 KG
Suy ra: P
p
= 4190 (KG) < 4196.5 (KG). vậy lực phanh sinh ra trên toàn bộ xe thỏa mãn
điều kiện bám.
3.2.3 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống phanh
a. Xác định góc tạo bởi lực hướng tâm N với trục X-X (góc
δ
)
- Góc
δ
là góc tạo bởi lực hướng tâm N với trục X-X :
Theo tài liệu [II] Trang 6 :
tg
δ
=
21
21
2sin2sin2
2cos2cos

βββ
ββ
−−
−
o
(3)
Trong đó:
Đoàn Huy Thưởng 25
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
1
β
- góc từ tâm chốt quay của guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát.
o
β
- góc ôm của tấm ma sát.
2
β
=
1
β
+
o
β
• Tính
1
δ
cho cơ cấu phanh trước
Theo tài liệu [II] Trang 7 :
Ta chọn:
1

β
= 14
0

o
β
= 120
0

2
β
=
1
β
+
o
β
= 120
0
+ 14
0
= 134
0
Thay các thông số vào công thức (3) ta được:
tg
1
δ
=
21
21

2sin2sin2
2cos2cos
βββ
ββ
−−
−
o
=
00
00
268sin28sin14,3.
180
120
.2
268cos28cos
−−
−
= 0,19
Vậy:
1
δ
= arctg(0,19) = 10
0
• Tính
2
δ
cho cơ cấu phanh sau
Ta chọn :
'1
β

= 16
0
'o
β
= 100
0
'2
β
=
'1
β
+
'o
β
= 100
0
+ 16
0
= 116
0
Thay các thông số vào công thức (3) ta được:
tg
2
δ
=
'2'1'
'2'1
2sin2sin2
2cos2cos
βββ

ββ
−−
−
o
=
00
00
232sin32sin14,3.
180
110
.2
232cos32cos
−−
−
= 0,3
vậy:
2
δ
= arctg(0,3) = 16
0
b. Xác định bán kính điểm đặt lực
ρ
Theo tài liệu [II] Trang 7:
- Bán kính
ρ
là bán kính xác định điểm đặt lực tổng hợp R tác sụng lên guốc phanh và
được xác định theo công thức:
ρ
=
02100

22
0
21
sin).cos( 2sin
)cos.(cos.2
ββββββ
ββ
+−+
−
t
r
(4)
Đoàn Huy Thưởng 26