Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
mục lục
Trang
Lời nói đầu ................................................................................................... 2
Chơng I. Những vấn đề chung và hệ thống phanh cho ô tô .................. 4
1.1. Vấn đề chở hàng siêu trờng ............................................................. 4
1.2. Giới thiệu chung về xe HINO ............................................................5
1.3. Hệ thống phanh của xe HINO FF3H .................................................7
Chơng II. Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và phơng pháp tính ........... 22
2.1. Các thông số của xe HINO FF3H sau khi đã thay đổi ....................... 22
2.2. Tiêu chuẩn ECE, cơ sở lý luận và công thức tính toán ....................... 23
2.3. Kiểm tra theo ECE với tỉ số phân chia lực phanh cũ .......................... 33
2.4. Xác định tỉ số mới với xe kéo dài theo tiêu chuẩn ECE ..................... 34
2.5. Đề xuất phơng án cải tạo .................................................................. 35
Chơng III. Kiểm nghiệm hệ thống phanh ............................................... 37
3.1. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh trớc. 37
3.2. Tính toán lực, mô men tác dụng và kiểm tra bền cơ cấu phanh sau.... 55
3.3. Kết luận khả năng đáp ứng của cơ cấu phanh cũ ................................ 69
Chơng IV. Thiết kế cải tiến ...................................................................... 70
4.1. Cơ sở cho việc cải tiến ....................................................................... 70
4.2. Thiết kế lại van điều khiển thuỷ lực ................................................... 70
Kết luận chung ............................................................................................. 75
Tài liệu tham khảo ....................................................................................... 77
1
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
Lời mở đầu
Hiện nay vấn đề về giao thông đờng bộ đang là vấn đề đợc rất nhiều quốc
gia trên thế giới quan tâm. Trong các phơng tiện giao thông đờng bộ thì ô tô là
phơng tiện chủ yếu vì nó không những đa dạng về chủng loại mà nó còn là một
phơng tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành thấp. ở nớc ta
hiện nay, các xe ô tô đang lu hành chủ yếu là của nớc ngoài, đợc lắp ráp tại các

tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Hà Nội ngày 16 tháng 5 năm 2004
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Tiến Vũ Linh
3
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
chơng i
những vấn đề chung và
hệ thống phanh cho ô tô
1.1. Vấn đề chở hàng siêu trờng:
Luật Đờng bộ của Việt Nam đã quy định với tất cả các loại xe, kích thớc
vật đợc chở trên xe không đợc vợt quá kích thớc bao ngoài của xe. Vấn đề chở
hàng dài hiện nay có 3 phơng án sau:
+ Nối thêm rơ moóc:
+ Gác vật dài lên đầu xe (với những vật không dài hơn kích thớc xe):
+ Kéo dài thân xe đảm bảo hàng không vợt ra ngoài kích thớc xe:
4
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
Cột điện cỡ lớn đợc chế tạo với chiều dài 10m nên phơng án đợc chọn là
phơng án 3. Xe cơ sở thiết kế là xe HINO. Hiện nay ở Việt Nam đã lắp ráp các
xe sát xi hoàn chỉnh và đang đợc dùng để chuyển đổi mục đích sử dụng. Nội
dung đề tài là thiết kế cải tạo hệ thống phanh cho xe này nhằm tạo nên phơng
tiện chuyên chở chuyên dùng, đảm bảo an toàn giao thông. Để chở đợc cột điện
10 m, thân xe đợc kéo dài 1,2 m. Sau khi kéo dài, xe phải đảm bảo điều kiện an
toàn giao thông, cụ thể là hệ thống phanh phải đợc thiết kế theo tiêu chuẩn ECE
R13.
1.2. Giới thiệu chung về xe Hino:
HINO là một hãng xe lớn có uy tín của Nhật Bản, chuyên sản xuất các loại
xe vận tải có công thức bánh xe là 4x2 với cầu sau chủ động. Hiện nay chúng ta
đang cần chuyển đổi một số loại xe sang chuyên dụng. Trên cơ sở những xe đã

Đặc tính kỹ thuật đơn vị ff3h
Chiều dài cơ sở mm 5050
Tổng trọng tải kG 14200
Tự trọng xe kG 4300
Động cơ
Công suất cực đại
Mô men xoắn cực đại
Đờng kính, hành trình Piston
Dung tích xi lanh
Mã lực
N.m
mm
cc
Động cơ Diesel HO7D
6 máy thẳng hàng
195 (2900 v/ph)
500 (1700 v/ph)
110 x 130 mm
7412
Hộp số Sáu số tiến, một số lùi, đồng tốc
từ số 2 đến số 6
Hệ thống lái Trợ lực thuỷ lực, dễ điều khiển
Hệ thống phanh Hệ thống phanh thuỷ lực điều
khiển bằng khí nén, 2 dòng
Kích thớc bao ngoài
(B x C x D)
mm 8720 x 2440 x 2610
Cỡ lốp 10.00 20 R 14PR
Tốc độ cực đại Km/h 112
Khả năng vợt dốc

chung (để tách nớc)
8. Công tắc đèn cảnh
báo áp suất thấp (450
kPa hoặc nhỏ hơn)
9. Bộ điều chỉnh áp suất
10. Bộ phận sấy khô khí
nén
11. Bình chứa dầu phanh
12. Công tắc đèn cảnh báo
mức dầu phanh
13. Van điều khiển thuỷ
lực
14.Công tắc đèn cảnh
báo mòn
15. Cơ cấu phanh sau
16. Van điện từ
17.Xi lanh điều khiển
phanh động cơ
18. Van điều khiển khí
nén
19. Công tắc đèn phanh
20. Máy nén khí
8
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
- Cấu tạo: Qua sơ đồ cấu tạo, ta có thể nhận thấy hệ thống phanh đợc chia
thành ba cụm chính:
+ Phần cung cấp khí nén: Gồm máy nén khí, các bình chứa khí nén,
bộ điều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khí nén trớc khi cung cấp khí nén vào
các bình chứa và các van một chiều.
+ Phần điều khiển bằng khí nén: Các đờng ống dẫn khí từ các bình

điều khiển khí nén. Năng lợng tạo nên áp lực dầu thể hiện qua máy nén khí. Các
guốc phanh đợc điều khiển bằng áp suất thuỷ lực.
- Ưu điểm: Hệ thống này kết hợp đợc u điểm của cả phanh khí và phanh
dầu cụ thể là độ nhạy cao, hiệu suất lớn, phanh đợc đồng thời các bánh xe , điều
khiển nhẹ nhàng.
- Nhợc điểm: có kết cấu phức tạp, giá thành cao, nhiều cụm kích thớc lớn,
chăm sóc kỹ thuật phức tạp, luôn phải kiểm tra sự bao kín của hệ thống khí nén
và thuỷ lực.
10
G
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
1.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động van phanh điều khiển khí nén:
Hình 1.3 Kết cấu van điều khiển khí nén
1. Cốc nắp
2. Lò xo hồi vị piston số 1
3. Vòng hãm đế van số 1
4. Piston số 2
5. Lò xo hồi vị đế van số 2
6. Thân van số 2
7. Van kiểm tra
8. Vòng hãm đế van số 2
9. Đế van số 2
10. Lò xo hồi vị piston số 2
11. Lò xo hồi vị đế van số 1
12. Đế van số 1
13. Lò xo đỡ piston số 1
14. Lò xo chính
15. Piston số 1
16. Thân van số 1
17. Nắp van phanh

bánh sau (khoang A). Khí nén ở khoang A qua lỗ thông vào khoang G, đẩy
piston 4 đi xuống đóng van xả, sau đó đẩy đế van 9 đi xuống, mở van cung cấp
để khí nén từ bình chứa (khoang D) đến dòng phanh bánh trớc (khoang B)
+ Trạng thái nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, áp suất khí nén
trong khoang A đẩy piston15 đi lên, dới tác dụng của lò xo 11 đế van 12 đi lên
đóng van cung cấp lại, ngăn không cho khí nén từ khoang C truyền sang khoang
A. Piston 15 tiếp tục đi lên mở van xả, xả khí nén từ khoang A và dòng phanh
sau ra ngoài không khí qua đờng E. Khí nén trong khoang G trên piston 4 xả ra
không khí qua khoang A. Do lực lò xo 10 và áp lực khí nén bên dới piston,
piston 4 đi lên, tơng tự nh với dòng phanh sau, đóng van cung cấp khí từ khoang
D sang khoang B, mở van xả cho khí nén trong khoang B và dòng phanh trớc
thoát ra ngoài.
12
II
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
+ Trạng thái rà phanh phanh và giữ phanh ở mức độ nhất định: ở
dòng phanh sau, áp suất khí nén trong khoang A tác động lên đáy piston 15
cùng với lực lò xo 2 đến khi thắng đợc lực lò xo 14 sẽ đẩy piston đi lên, đóng
van cung cấp lại. áp suất dòng phanh sau (khoang A) duy trì ở một giá trị nhất
định, không tiếp tục tăng do không có khí nén cung cấp từ khoang C. Trạng thái
cân bằng của piston 15 đợc thiết lập bởi lực lò xo 14 (lực đạp phanh), lực các lò
xo phản hồi và áp suất khí nén trong khoang A. Tơng tự nh dòng phanh sau, khi
áp suất khoang B bên dới piston 4 tăng lên cùng với lực lò xo 10 đến khi thắng
lực do áp suất bên trên piston (áp suất phanh sau) gây nên sẽ đẩy piston 4 đi lên,
đóng van cung cấp lại. áp suất dòng phanh trớc đợc duy trì ở giá trị nhất định t-
ơng ứng với mức độ phanh. Trạng thái cân bằng đợc xác lập bởi áp suất bên trên
và dới piston cùng với lực lò xo 10. ở trạng thái cân bằng, lò xo 11 và lò xo 5
đóng các van xả lại, ngăn không cho khí trong các dòng phanh thoát ra ngoài.
áp suất dòng phanh sau và dòng phanh trớc đợc giữ ở một mức độ nhất định, t-
ơng ứng với áp suất dầu ở trạng thái rà phanh.

D. Đờng thông khí
14
N
I
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
- Cấu tạo: Gồm 2 cụm chính
+ Xi lanh chính thuỷ lực (I): Gồm có vỏ, piston 10 và xi lanh 9. Bình
chứa chất lỏng cấp vào qua lỗ B nhờ van điều khiển 7. Dầu đợc dẫn vào lõi
piston 10 thông qua một van đóng có dạng tròn, tiết diện hình chữ U và cấp cho
xi lanh 9. Từ xi lanh 9 dầu sẽ dẫn đến các xi lanh phanh bánh xe qua lỗ C. Trên
vỏ xi lanh 9 có van xả khí. Trên rãnh piston 10 có gioăng tròn làm bằng cao su
để tạo kín giữa xi lanh 9 và piston 10.
+ Buồng tạo áp lực thuỷ lực do khí nén (II): Gồm có buồng 4 dạng
hình trụ. Bên trong đợc chia làm 2 khoang M và N nhờ piston 2. Gioăng cao su
1 hình xuyến nằm bao ngoài piston 2 có tác dụng làm kín. Lò xo cấu trúc dạng
trụ 3 tạo khả năng hồi vị cho piston 2. Khoang N có thể thông với khí trời nhờ
lỗ thông khí 5 và các màng lọc không khí. Khí nén đợc cấp từ van phanh kép
vào khoang M qua lỗ A. Xi lanh khí nén và xi lanh thuỷ lực đợc liên kết với
nhau thông qua đòn đẩy 13 và cố định với piston 2 nhờ ê cu 14. Để tạo kín giữa
buồng khí và buồng dầu, ngời ta dùng phớt bạc kín kép. Cấu trúc đầu nối giữa
hai xi lanh dạng có khe hở.
ở dới buồng 4 ngời ta bố trí chốt 13.Giữa chốt 13 có rãnh, trên đó tỳ
một chốt hình chỏm cầu nối với công tắc 12. Công tắc này dùng để cảnh báo
đèn khi mòn má phanh.
- Nguyên lý làm việc:
+ Trạng thái không phanh: Van phanh kép đóng, không cung cấp khí
nén vào khoang M do đó áp suất trong khoang M thấp, lực căng của lò xo 3 đẩy
piston 2 hết sang trái, khiến thể tích của khoang M đạt nhỏ nhất. Khí trời qua lỗ
5 và lới lọc điền vào khoang N. Dầu phanh đa vào lỗ B, qua van một chiều chảy
vào buồng xi lanh 9 nhờ một van trụ tiết diện chữ U. Lúc này dầu có áp suất

Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
1.3.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh trớc:
Hình 1.5 Kết cấu cơ cấu phanh trớc
1. Lỗ kiểm tra khe hở
2. Mâm phanh
3. Má phanh
4. Guốc phanh
5. Vít điều chỉnh má phanh
6. Xi lanh công tác
7. Lò xo hồi vị
8. Đệm giữ guốc phanh
9. Đai ốc
17
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
- Cấu tạo: Đây là cơ cấu phanh dạng tang trống đối xứng nhau qua tâm
bánh xe. Xi lanh điều khiển guốc phanh là loại thuỷ lực. Đầu tựa dới của guốc
phanh có hình dạng cong, do đó có khả năng tự lựa, đảm bảo cho các má phanh
tiếp xúc và mòn đều trong quá trình sử dụng. Guốc phanh đợc các lò xo hồi vị
kẹp chặt giữ cho 2 má phanh ở kích thớc nhỏ nhất. Má phanh đợc tán trên bề
mặt guốc phanh bằng đinh tán. Guốc phanh đợc định vị trên mâm phanh bằng
các đệm 8 và đai ốc 9. Cơ cấu định vị này chạy trên một rãnh tròn có kích thớc
lớn hơn đờng kính của đai ốc 9, tâm rãnh là đầu tựa của guốc phanh, bán kính
bằng khoảng cách từ đầu tựa đến đai ốc 9. Các đầu của guốc phanh đợc tì lên
các rãnh trên xi lanh công tác đảm bảo cho guốc phanh không bị xê dịch theo
phơng trục của bánh xe. Vít 5 điều chỉnh má phanh, có hình dạng hoa khế, trên
rãnh có tì lên bởi một lẫy chống tự xoay. Khe hở giữa má phanh và tang trống
đợc điều chỉnh bằng cách xoay vít 5 cho má phanh ép sát vào tang trống cho
đến khi không xoay đợc nữa thì xoay ngợc lại khoảng 2 rãnh, nhận biết nhờ
tiếng động của lẫy tì trên vít 5.
- Nguyên lý làm việc:

20
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
Cơ cấu phanh sau có cấu tạo và nguyên lý hoạt động tơng tự nh của cơ cấu
phanh trớc. Tuy nhiên do mô men phanh cầu sau lớn hơn cầu trớc nên xi lanh
công tác, guốc phanh và chiều rộng má phanh cơ cấu phanh sau lớn hơn của cơ
cấu phanh trớc. Ngoài ra, khi cần kiểm tra khe hở giữa má phanh và tang trống,
ngời ta đa thớc lá vào lỗ 5 để đo khe hở. Khe hở giữa má phanh và trống phanh
ở vị trí cách đầu trên của má phanh 30 mm bằng 0,25 mm và cách đầu dới của
má phanh 25 mm bằng 0,12 mm.
21
Đồ án tốt nghiệp Nguyễn Tiến Vũ Linh - Ôtô K44
chơng ii
tiêu chuẩn ece
cơ sở lý luận và phơng pháp tính
2.1. Các thông số của xe Hino FF3H sau khi đã thay đổi:
Các thông số của xe HINO FF 3H:
Chiều dài cơ sở : 6,250 (m)
Tải trọng cầu trớc : 25850 (N)
Tải trọng cầu sau : 18950 (N)
Chiều cao trọng tâm xe sát xi : 0,794 (m)
Trọng lợng thùng hàng : 22400 (N)
Chiều dài thùng hàng : 7,7 (m)
Chiều cao thùng hàng : 0,45 (m)
Chiều cao trọng tâm thùng hàng : 1,350 (m)
Khoảng cách đuôi thùng hàng đến tâm cầu sau : 2,61 (m)
Trọng lợng hàng hoá : 75000 (N)
Các kích thớc cột điện:
Đờng kính đầu nhỏ : 440 (mm)
Đờng kính đầu to : 690 (mm)
22

Trong đó:
: gia tốc đơn vị ( =
g
j
p
[-]).
g: gia tốc trọng trờng (g=10
2
s
m
).
2.2.1. Đối với tất cả mọi chế độ tải trọng của ôtô (kiểm tra từ chế độ không
tải đến chế độ đầy tải của xe) hệ số tận dụng trọng lợng bám ở cầu trớc phải lớn
hơn ở cầu sau

1
>
2
.
2.2.2. Cho loại ôtô N1(xe con trên 8 chỗ, xe tải và xe chở ngời).
- Với mọi cách phân chia lực phanh nằm trong vùng 0,15 ữ 0,5 của hệ số
bám:
1
>
2
.
- Nếu thoả mãn điều kiện sau đây:
= 0,15 ữ 0,3:
1
,

(2.1)
2 2
.
( )
.
t
a j hg j hg
Z G Z G
L g L g L
= ì = ì ì
(2.2)
25
= +0,08
= -0,08
=
=
=