BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
KHOA ĐIỆN – CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH CHO XE TẢI Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Đức Trung
Sinh viên thực hiện : Lê Đình Thành
Lớp : CKGTCC
Khóa : 44


4. Điều hoà lực phanh 32
Chơng II : Lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống phanh 36
2.1. Giới thiệu xe cơ sở 36
2.2. Lựa chọn phơng án thiết kế 37
2.3. Phân tích kết cấu hệ thống phanh 38
Chơng III : tính toán thiết kế hệ thống phanh 45
3.1. Xác định toạ độ trọng tâm của ôtô 45
3.2. Xác định mômen phanh cần thiêt sinh ra ở các cơ cấu phanh 46
3.3. Tính toán thiết kế cơ cấu phanh 48
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

2
3.3.1. Tính toán cơ cấu phanh sau 48
3.3.1.1. Xác định góc

và bán kính

của lực tổng hợp tác dụng lên má
phanh 48
3.3.1.2. Xác định các lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phơng pháp hoạ
đồ 49
3.3.1.3 Tính toán xi lanh bánh xe 52
3.3.1.4. Kiểm tra hiện tợng tự xiế 53
3.3.1.5. Xác định kích thớc của má phanh 53
3.3.1.6. Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh 55
3.3. 2. Cơ cấu phanh trớc 56
3.3.2.1. Xác định kích thớc tấm ma sát 56
3.3.2.2. Tính toán đờng kính xilanh bánh xe 56

cao mà còn phải đạt hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng đợc nhu cầu của ngơì sử dụng.
Song song với việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo các hệ thống, các cụm tổng thành,
chi tiết trên ôtô thì việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống phanh ôtô là một trong
những vấn đề quan trọng nhất.
Với nội dung, yêu cầu của đồ án tốt nghiệp, em đã tập trung nghiên cứu, tính
toán : Đề tài này có nhiệm vụ Thiết kế hệ thống phanh cho xe tải
750KG. Muốn vậy, hệ thống phanh thiết kế phải đảm bảo có hiệu quả phanh cao
nhất, khi phanh phải êm dịu, thời gian tác dụng phanh là ngắn nhấtTrong quá trình
làm đồ án, mặc dù bản thân đã hết sức cố gắng và đợc sự hớng dẫn giúp đỡ, chỉ
bảo tận tình của thầy giáo hớng dẫn :
Nguyễn Đức Trung và các Thầy trong bộ
môn ôtô . Song do khả năng và trình độ của em có hạn nên không tránh khỏi sai sót.
Kính mong các thầy giáo tham gia góp ý kiến, để đồ án của em đợc hoà thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng
dẫn, các thầy, cô giáo trong Bộ môn Cơ khí ôtô, Khoa cơ khí trờng Đại học Giao
thông vận tải đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này. Sinh viên

Lê Đình Thành

Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

4
Chơng I : Tổng quan về hệ thống phanh
I. Công dụng , phân loại , yêu cầu
1. Công dụng

Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
+ Quảng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiểm .
Muốn có quảng đờng phanh ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại
+
Phanh êm dịu trong bất kì mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi
phanh
+ Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không
lớn
+ Thời gian nhạy cảm bé nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn
+ Phân bố momen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoặc toàn trọng
lợng bản thân khi phanh với bất kỳ cờng độ nào
+ Không có hiện tợng tự siết phanh khi ôtô máy kéo chuyển động tịnh tiến hoặc khi
quay vòng
+ Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt
+ Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên
bánh xe
+ Có khả năng phanh khi đứng trong thời gian dài
II . Kết cấu , nguyên lý lm việc của hệ thống phanh

1. Cấu tạo chung

Trên ôtô thờng có các hệ thống phanh sau : phanh chính , phanh dừng và phanh dự
phòng
+ Phanh chính phải là một hệ thống hoàn chỉnh , độc lập với các hệ thống phanh
khác . Nó có nhiệm vụ giảm tốc độ hoặc dừng hẳn ôtô đang chuyển động khi cần
thiết . Hệ thống phanh này đợc điều khiển bằng chân và thờng đợc dẫn động
bằng khí nén hoặc thủy lực
+ Phanh dừng có nhiệm vụ giữ cho ôtô ở trạng thái dừng trong thời gian dài , nó phải
có khả năng giữ cho ôtô đỗ đợc trên độ dốc nhất định ( Tuỳ theo tiêu chuẩn qui
định ) . Phanh dừng thờng đợc dẫn động bằng cơ khí , điều khiển bằng tay

Hình 1.1 Hệ thốn
g

p
hanh trên ôtô
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

7
Nếu là đẫn động thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng
phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.
2. Cơ cấu phanh

2.1 Kết cấu chung
Kết cấu của cơ cấu phanh dùng trên ôtô tùy thuộc bởi vị trí đặt nó (phanh ở bánh
xe hoặc ở truyền lực), bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến hành phanh.
Cơ cấu phanh ở bánh xe thờng dùng loại guốc và gần đây trên các xe con hiện đại
ngời ta thờng sử dụng phanh đĩa (có thể ở cầu trớc, cầu sau, hoặc cả hai cầu)

2.2 Cơ cấu phanh guốc ( phanh trống)
a> Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng về một phía

A
A
B
B
B-B
7
8

sẽ kéo các guốc phanh 4 trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe
hở và quá trình kết thúc.
b> Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về 2 phía
Hình 1.3: Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về hai phía
Cơ cấu phanh có hai ống xilanh riêng rẽ ở hai guốc phanh. Mỗi guốc phanh
đợc quay quanh chốt lệch tâm 1, bố trí đối xứng với đờng trục của cơ cấu phanh.
Nhờ bố trí xilanh làm việc và chốt lệch tâm đối xứng nh vậy cho nên hiệu quả
phanh của hai má phanh sẽ bằng nhau khi trống phanh quay bất kỳ chiều nào. Khi
trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ (ô tô tiến) thì hiệu quả phanh tốt, nhng
khi quay ngợc chiều kim đồng hồ (ô tô lùi) thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng hai
lần. Nhợc điểm này không quan trọng lắm đối với ô tô có trọng lợng nhỏ nh ô tô

Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

9
du lịch chẳng hạn, hơn nữa khi ô tô chạy lùi tốc độ cũng thấp cho nên yêu cầu
mômen phanh ít hơn. Loại phanh này thờng dùng ở bánh trớc của ô tô du lịch khi
cần đạt hiệu quả phanh lớn với kích thớc cơ cấu phanh nhỏ.

c> Cơ cấu phanh guốc loại bơiHình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay
cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trợt (hình 1.4.b).Có hai kiểu cơ cấu phanh
loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép
(hình 1.4.b).
- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

phanh. Cơ cấu phanh loại này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch
và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
+ Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép:
Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh đợc tựa
trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại
này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
+ u điểm: Lực phanh của hai guốc trớc và sau bằng nhau
+ Nhợc điểm: kết cấu phức tạp, khó chế tạo.
+ Phạm vi sử dụng: thờng đợc sử dụng cho xe tải vừa

Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

11
2.3. Cơ cấu phanh đĩa
Phanh đĩa ngày càng đợc sử dụng nhiều trên ôtô. Có hai loại phanh đĩa: loại
giá cố định và loại có giá di động Hình 1.6: Cơ cấu phanh đĩa loại có giá di động
Đặc điểm : Phanh đĩa có giá xilanh di động 5 và chỉ bố trí xilanh thuỷ lực 4 ở một
bên. Giá xilanh có thể di động đợc trên các trục nhỏ dẫn hớng bắt trên moay ơ.
Khi phanh dầu cao áp đẩy piston 2 ép má phanh 3 áp sát vào đĩa phanh 1, đồng thời
đẩy giá xilanh trợt trên trục dẫn hớng đến ép má 6 vào đĩa 1. Khi phanh cả hai má
đều ép sát vào đĩa phanh, phanh mới đợc thực hiện.
Hình 1.7: Cơ cấu phanh đĩa loại giá cố định.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44


SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

13
- Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí đợc
bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đợc điều khiển
bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.
Phân loại phanh dừng
- Theo kết cấu của cơ cấu phanh: Loại phanh trống, loại phanh đĩa.
- Theo cách bố trí : Bố trí ở bánh xe, bố trí ở hệ thống truyền lực.

Hình 1.8 Các kiểu bố trí phanh dừng
3> Dẫn động phanh
3.1. Dẫn động phanh chính kiểu cơ khí .

Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí có u điểm kết cấu đơn giản nhng
không tạo ra mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của ngời lái , vì vậy ít
đợc sử dụng .

3.2. Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực
Phanh dầu thì lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các
đờng ống. Dẫn động phanh thuỷ lực đợc dùng ở phanh chính của đa số xe con, xe
tải nhỏ, xe khách ít chỗ. Vì lực ở cơ cấu phanh phụ thuộc vào lực đạp phanh, do lực
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

14
đạp phanh của ngời lái có hạn nên không thể dùng trên xe có tải trọng lớn cần lực
phanh ở cơ cấu phanh lớn đợc.

hoá chỉ dùng cho ô tô có tải trọng nhỏ, khi có chỗ nào h hỏng thì cả hệ thống phanh
đều không làm việc đợc, hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
b> Dẫn động hai dòng hình riêng biệt(kiểu chữ H).
1
2
3
4

Hình 1.10(a): Sơ đồ dẫn động hai dòng riêng biệt
1. Xy lanh công tác bánh xe trớc . 2. Xy lanh chính hai dòng
4.
Xy lanh công tác bánh xe sau. 3. Bàn đạp phanh.
+ Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, lắp thêm vào hệ thống bộ trợ lực phanh để
giảm nhẹ lực bàn đạp phanh khi điều khiển, tăng độ an toàn cho hệ thống phanh.
+ Nhợc điểm: khi h hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm đáng kể.

c> Dẫn động hai dòng chéo (kiểu chữ X).
1
2
3
4

Hình 1.10(b): Sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng chéo, kết hợp trợ lực
1. Xy lanh công tác bánh xe trớc. 2. Xy lanh chính hai dòng.
4. Xy lanh công tác bánh xe sau 3. Bàn đạp phanh.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

16

4. Xi lanh chính 10. Bộ điều hoà lực phanh
5. Đĩa phanh 11.Bánh sau
6. Bánh trớc 12.Trống phan
Nguyên lý làm việc:
Khi ngời lái đạp bàn đạp phanh 1 qua bộ trơ lực chân không 2 đến xilanh chính
4, từ xilanh 4 chia ra làm hai đờng, đờng thứ nhất theo đờng dầu 8 tới hai xilanh
bánh xe ở cầu trớc, đờng thứ hai theo đờng dầu 9 ra cầu sau và qua bộ điều hoà
lực phanh theo tải trọng 10 sau đó đi ra hai xilanh bánh xe ở cầu sau.
+ Ưu điểm:
-Kết cấu gọn nhẹ thuận tiện cho việc tháo lắp kiểm tra bảo dỡng và
sửa chữa.
- Giảm giá thành của hệ thống phanh.
- Khi xảy ra h hỏng ở một dòng nào đó thì dòng còn lại vẫn làm việc
bình thờng và không gây ra hiện tợng xe bị quay vòng trong mặt
phẳng ngang.
- Có thể sử dụng bộ điều hoà lực phanh theo tải trọng.
+ Nhợc điểm:
Khi xảy ra h hỏng ở một dòng nào đó thì hiệu quả làm việc của cả hệ
thống bị giảm xuống, do đó đối với những xe yêu cầu đặc biệt về độ tin cậy và chất
lợng phanh thì không sử dụng cách bố trí này
Trên các xe con hiện nay sử dụng chủ yếu cách bố trí này.
Dẫn động chéo , một dòng dẫn động cho bánh xe trớc ở một phía ( trái hoặc
phải) và bánh sau ở phía khác , còn một dòng dẫn động cho các bánh xe chéo còn lại
( Ta có sơ đồ K )
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

18


- Kết cấu đơn giản, giảm giá thành của hệ thống phanh.
- Khi phanh thì xe có tính ổn định cao, tăng tính dẫn hớng cho xe.
+ Nhợc điểm :
- Khi một dòng bị h hỏng sẽ làm chênh lệch lực phanh ở các bánh xe của dòng còn
lại gây nên hiện tợng xe bị quay trong mặt phẳng nằm ngang làm giảm tính dẫn
hớng của xe.
- Chỉ bố trí bộ điều hoà lực phanh tĩnh nên có nhiều hạn chế khi làm việc.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

19
Một dòng dẫn động cho tất cả các bánh xe ở hai cầu , còn một dòng chỉ dẫn động
cho các bánh xe cầu trớc ( sơ đồ HT )
Sơ đồ bố trí nh sau :
1
2
3
5
4
6
10
11
8
7
9
12


14
11

12
9
7
8
6
4
5
3
2
1
13
10 Hình 1.14 : Sơ đồ bố trí dạng LL
1. Bộ trợ lực chân không. 8. Trống phanh.
2. Bàn đạp phanh. 7,14. Bánh sau.
3. Bình dầu phanh. 9,10. Đờng dầu.
4. Đĩa phanh. 11,13. Bộ điều hoà lực phanh tĩnh.
5. Bánh trớc. 12. Xilanh phanh hai buồng.
6. Cụm xilanh phanh.
Nguyên lý làm việc: Khi ngời lái đạp bàn đạp phanh 1 qua bộ trợ lực chân
không 2 đến xilanh phanh hai buồng 12, từ xilanh hai buồng 12 chia ra làm hai
đờng, đờng thứ nhất theo đờng dầu 9 tới hai xilanh bánh xe ở cầu trớc và qua bộ
trợ lực tĩnh 11 rồi tới xilanh bánh 7 ở cầu sau, đờng thứ hai theo đờng dầu 10 tới
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

1
2
3
4
6Hình 1.15 : Sơ đồ bố trí dạng HH
1. Bàn đạp phanh. 7,14. Bánh sau.
2. Bộ trợ lực chân không. 8. Trống phanh.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

22
3. Bình dầu phanh. 9,10. Đờng dầu.
4. Đĩa phanh. 11,13. Bộ điều hoà lực phanh tĩnh.
5. Bánh trớc. 12. Xilanh phanh hai buồng.
6. Cụm xilanh phanh
Nguyên lý làm việc:
Khi ngời lái đạp bàn đạp phanh 1 qua bộ trợ lực chân
không 2 đến xilanh phanh hai buồng 12, từ xilanh hai buồng 12 chia ra làm hai
đờng, đờng thứ nhất theo đờng dầu 9 tới hai xilanh bánh xe ở cầu trớc và qua bộ
trợ lực tĩnh 11 rồi tới hai xilanh bánh xe ở cầu sau, đờng thứ hai theo đờng dầu 10
tới hai xilanh bánh xe ở cầu trớc và qua bộ trợ lực tĩnh 13 tới hai xilanh bánh xe ở
cầu sau.
+ Ưu điểm:
- Khi xảy ra h hỏng ở một dòng thì dòng còn lại vẫn làm việc tốt và đảm bảo
cho xe không xảy ra hiện tợng bị quay trong mặt phẳng ngang do đó đảm bảo tính
dẫn hớng của xe, nâng cao độ an toàn cho ngời ngồi trên xe.

9. Thân bơm phanh 10. Đầu nối
11. Lò xo trở về 12. Pittông
13. áo bảo vệ 14. Thanh dẫn
15. Con đội 16. Lò xo kéo
17. Bàn đạp 18. Lỗ chuyển
Khi đạp chân phanh qua bàn đạp thì con đội 15 dịch chuyển; con đội này đợc
bọc bằng áo bảo vệ13. Piston 12 cũng chuyển động cùng với con đội, áp suất trong
xilanh bắt đầu tăng lên. Dới tác động của áp suất dầu tăng lên, van xả 6 mở ra và
dầu nhờn đi vào đờng ống chính rồi tiếp tục đi đến các xilanh phanh đẩy các piston
Đồ án tốt nghiệp GVHD: K.S Nguyễn Đức Trung

SV: Lê Đình Thành Lớp CKGTCC K44

24
(bánh xe) và guốc phanh bung ra ép sát má phanh vào tang trống thực hiện quá trình
phanh.
Khi ngời lái nhả bàn đạp phanh thì bàn đạp trở về vị trí ban đầu do tác dụng
của lò xo kéo 16. Đồng thời con đội 15 và piston cũng lùi lại do tác động của lò xo
hồi vị 11. Trờng hợp này, áp suất trong đờng ống sẽ lớn hơn áp suất trong khoang
công tác của xilanh.
Kết quả là van nạp 7 mở ra và dầu nhờn sẽ từ đờng ống chính về xilanh. Vì
khối lợng dầu nhờn trở về xilanh có thể nhỏ hơn một chút so với khối lợng do
piston giải phóng ra, nên trong khoang công tác của xilanh xuất hiện giảm áp. Do
đó, dầu nhờn từ khoang giữa các đai của piston chảy vào khoang công tác của xilanh,
qua lỗ trên đầu piston, nới rộng mép của vòng đệm chắn dầu 5. Dầu nhờn đi qua
đợc là nhờ có van tấm 4 hình sao, đặt giữa piston 12 và vòng đệm chắn dầu 5.
Sau khi piston dịch chuyển, lỗ 18 mở ra, bầu chứa sẽ nối thông với khoang
công tác của xilanh , trong đó áp suất bằng áp suất khí quyển.
+> Xilanh chính hai buồng: