Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
1
Lời nói đầu
Cùng với sự phat triển lớn mạnh của nền kinh tế quốc dân thì nhu cầu về
khối lợng vận chuyển hàng hoá và hành khách cũng ngày càng tăng lên. Vận tải
ôtô với những u điểm của mình nh: Tính cơ động cao, có khả năng hoạt động
trong những điều kiện đờng xá khác nhau, vốn đầu t ban đầu t ít hơn so với
vận tả Đờng Sắt, Hàng Không đã tạo cho ôtô trở thành một trong những phơng
tiện chủ yếu để chuyên chở hàng hoá và hánh khách, đồng thời ôtô đã trở thành
phơng tiện giao thông t nhân ở các nớc có nền kinh tế phát triển. Hiện nay ở
nớc ta số lợng ôtô t nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trởng của
nền kinh tế, mật độ xe trên đờng ngày càng cao.
Do mật độ ôtô trên đờng ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng
cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đờng là vấn đề cấp thiết hàng đầu
luôn cần phải quan tâm. ở nớc ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số ngời
chết do tai nạn là rất lớn. Theo số liệu thống kê tham khảo thì trong tai nạn giao
thông đờng bộ 60-70% do con ngời gây ra, 10-15% do h hỏng máy móc, trục
trặc về kỹ thuật và 20-30% do đờng xá xấu. Trong nguyên nhân h hỏng do
máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm của ôtô gây nên đợc
thống kê là: 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 h 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 nên. Chính vì thế mà hiện nay hệ thống
phanh ngày càng đợc cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ
thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng
1.3 Lựa chọn phơng án thiết kế
1.3.1 Lựa chọn cơ cấu phanh
1.3.2 Lựa chọn dẫn động phanh
1.4 Phân tích một số cụm của hệ thống phanh thiết kế
1.4.1 Máy nén khí
1.4.2 Cụm van phanh kép
1.4.3 Cụm xy lanh khí nén thủy lực
Chơng II: tính toán thiết kế hệ thống phanh
2.1 Đặc tính kỹ thuật ôtô tải HyunĐai 5 tấn
2.2 Xác định mômen phanh cần thiết sinh ra tại cơ cấu phanh
2.2.1 Xác định khoảng cách từ trọng tâm ô tô đến cầu trớc (a), khoảng
cách từ trọng tâm ô tô đến tâm bánh xe sau(b)
2.2.2 Xác định mômen phanh.
2.3 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
2.3.1 Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh
2.3.2 Xác định góc () và bán kính () của phản lực pháp tuyến tác
dụng lên má phanh
2.3.3 Xác định lực tác dụng lên guốc phanh bằng phơng pháp hoạ đồ
2.3.4 Xác định bề rộng má phanh
2.4 Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh
2.4.1 Kiểm tra hiện tợng tự xiết
2.4.2 Kiểm tra công ma sát riêng.
2.4.3 Nhiệt phát ra trong quá trình phanh
2.5 Thiết kế tính toán dẫn động phanh
2.5 Tính toán phần dẫn động thủy lực
2.5.2 Tính toán phần dẫn động khí nén

Hệ thống phanh dừng (phanh tay);
Hệ thống phanh dự phòng
Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ).
1.1.2.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh:
Hệ thống phanh với cơ cấu tang trống
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
4
9 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, các lực dẫn động
bằng nhau.
9 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh
có dịch chuyển góc nh nhau.
9 Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động
bằng nhau.
9 Cơ cấu phanh guốc loại bơi:
9 Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa:
Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
9 Loại giá đỡ cố định
9 Loại giá đỡ di động
1.1.2.3 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 khí nén-thủy lực;
Hệ thống phanh dẫn động có cờng hóa.
1.1.2.4 Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh:
Hệ thống phanh có trang bị hệ thống chống khoá cứng bánh xe ABS (Antilock
Braking System)

Nguồn năng lợng: Là tập hợp các thiết bị bảo đảm cung cấp năng lợng
cho hệ thống phanh để phanh xe. Nguồn năng lợng có thể là máy nén khí hoặc
có thể là lực cơ bắp của lái xe. ở một số ôtô sử dụng lực cơ bắp của lái xe động
cơ đảm bảo độ chân không cho trợ lực chân không là nguồng năng lợng cho hệ
thống phanh.
Dẫn động phanh là tập hợp thiết bị dùng để truyền năng lợng từ nguồn
đến cơ cấu phanh và điều khiển năng lợng này trong quá trình truyền với mục
đích phanh xe với cờng độ khác nhau. Theo đặc điểm của dẫn động phanh chia
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
6
ra: dẫn động phanh cơ khí, dẫn động phanh thuỷ lực, dẫn động phanh khí nén,
dẫn động phanh liên hợp (thủy khí), dẫn đông phanh bằng điệnTrên các ôtô
hiên đại để nâng cao độ tin cây làm việc dẫn động phanh đợc tách thành một
vài nhánh làm việc độc lập. Chúng có khả năng làm việc độc lập khi một nhánh
nào đó bị h hỏng.
Dẫn động phanh bao gồm cơ cấu điều khiển, ắc quy năng lợng, cơ cấu
truyền dẫn, cơ cấu chấp hành.
Cơ cấu phanh là thiết bị dùng để trực tiếp tạo ra và thay đổi lực cản nhân
tạo để phanh xe. Các hệ thống công tác, phanh dừng, phanh dự trữ sử dụng cơ
cấu phanh loại ma sát. ở đây lực cản nhân tạo đợc tạo ra nhờ ma sát thay đổi
giữa phần quay và phần không quay. Phần quay đợc liên kết cứng với bánh xe
ôtô.
1.2.1 Cơ cấu phanh:
1.2.1.1 Kết cấu chung:
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe (hoặc
trục các đăng).
Hiện nay cơ cấu phanh loại tang trống với các guốc phanh bố trí bên trong

2. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có
dịch chuyển góc nh nhau.
Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía có dịch chuyển góc
bằng nhau đợc thể hiện trên hinh 1.2 Trong đó guốc phanh sử dụng loại cam ép
để ép guốc phanh vào trống phanh.
Hình 1.1: Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về một
phía, các lực dẫn động bằng nhau
1. Cam lệch tâm; 2. Chốt lệch tâm.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
8
Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc
lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dới. Để
điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố rtrí tại cơ cấu trục vít
bánh vít nhằm thay đổi vị trí của cam ép và chốt lệch tâm ở vị trí cố định.


vòng đệm lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dới của má phanh với trống
phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xilanh bánh xe nhờ guốc phanh.khe hở
phía trên giữa má phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng cơ cấu tự động
điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xilanh bánh xe.có một số loại xe đợc
điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh bằng cam lệch tâm.Cơ cấu
loại này thờng có dẫn động bằng thuỷ lực.
Ưu điểm: Hiệu quả phanh khi ôtô chuyển động tiến tăng hơn.
Khuyết điểm: Kết cấu khá phức tạp, bảo dỡng sửa chữa khó.
Phạm vi sử dụng: Thờng bố trí ở cầu trớc của ô tô du lịch và ô tô tải
nhỏ.
4. Cơ cấu phanh guốc loại bơi:

Hình 1.3: Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về
hai phía, các lực dẫn động bằng nhau.
1. ống nối; 2.Vít xả khí; 3. Xi lanh bánh xe; 4. Má phanh;

guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này
đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc phanh trớc và sau bằng nhau.
Nhợc điểm: Kết cấu phức tạp khó chế tạo.
Phạm vi sử dụng: Thờng sử dụng cho xe tải vừa.
5. Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa:

Hình 1.4: Cơ cấu phanh guốc loại bơi
a. Loại 2 mặt tựa tác dụng đơn
b. Loại 2 mặt tựa tác dụng kép
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
11
Cơ cấu phanh guốc tự cờng hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc
phanh thứ nhất sẽ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.
Có hai loại cơ cấu phanh tự cờng hóa: cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng
đơn (Hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép (Hình 1.5.b). Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn:
Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;
Hai má phanh dạng phẳng đợc đặt ở hai bên của đĩa phanh và đợc dẫn
động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;
Ưu điểm của phanh đĩa:
a) Loại
g
iá đỡ cố định
b) Loại
g
iá đỡ di độn
g

Hình 1.6: Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
13


SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
14
Loại này, giá đỡ đợc bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi
lanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có Pittông, mà một đầu
của nó luôn tì vào các má phanh. Một đờng dầu từ xi lanh chính đợc dẫn đến
cả hai xi lanh bánh xe. 2. Loại giá đỡ di động (hình 1.8):
ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trợt ngang đợc trên một
số chốt bắt cố định trên dầm cầu. Trong giá đỡ di động ngời ta chỉ bố trí một xi
lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện
đợc gá trực tiếp nên giá đỡ.


Phạm vi sử dụng: Phanh đĩa có giá xylanh di động đợc dùng trên đa số các
xe ôtô du lịch ngày nay do chỉ bố trí một bên xylanh nên tăng diện tích đợc làm
cho đĩa phanh, tránh hiện tợng sôi dầu khi phanh liên tục.
3. Điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh.
Trong cơ cấu phanh đĩa, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh đợc điều
chỉnh tự động. Trong đồ án của em dùng phơng pháp điều chỉnh bằng sự biến
dạng của phớt (vành khăn) làm kín.
3
1
2

Nguyên lý hoạt động: Vành khăn có tác dụng bao kín dầu áp suất cao trong
khoảng giữa piston và xy lanh công tác. Rãnh chứa vành khăn có tiết diện hình
thang đáy lớn nằm trên phần tiếp xúc với piston. Khi piston dịch chuyển do ma
sát giữa piston và vành khăn lớn, nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh. Khi
thôi phanh vành khăn kéo piston về vị trí ban đầu và hết biến dạng. Nếu khe hở
giữa má phanh và đĩa phanh quá lớn, sự biến dạng của vành khăn không đủ đảm
bảo sự dịch chuyển của Piston, vành khăn sẽ bị trợt trên Piston. Khi thôi phanh
Piston chỉ trở về biến dạng của vành khăn. Do vậy Piston nằm ở vị trí mới so với
xylanh.
1.2.1.4. Cơ cấu phanh dừng:
Hình 1.8.C: Sự điều chỉnh giữa khe hở má phanh và đĩa phanh.
1. Xilanh công tác; 2. Vành Khăn; 3. Píttông;
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44

SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
17
1.2.1. dẫn động phanh:
1.2.2.1. Dẫn động phanh chính bằng cơ khí:
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.
Dẫn động cơ khí ít khi đợc 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 nh 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.
Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 đợc 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 đợc 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 (Với các dẫn động
khác không có đợc vì giữ phanh lâu dài áp suất dầu, khí nén đều bị giảm).
Hình 1.10: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.

Chất lỏng với áp suất cao (khoảng 5 ữ 8 Mpa) sẽ tác dụng vào các Pitông ở
xylanh bánh xe 3 và Pitông ở cụm má phanh 7. Hai pitông này thắng lực lò xo
đẩy các guốc phanh 4 ép sát vào trống phanh thực hiện phanh, hay ép sát má
phanh vào thực hiện quá trình phanh.
Khi thôi phanh ngời lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ ép
dầu từ xilanh bánh xe 3, và xylanh phanh đĩa về xilanh chính 2.
Hình 1.10: Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
19
Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh. áp suất
trong sơ đồ dẫn động đợc truyền đến các xi lanh phanh bánh xe là nh nhau,
khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xi lanh công tác. Khi tăng
lực tác dụng lên bàn đạp phanh, và tất nhiên là lực tác dụng lên piston xi lanh
phanh chính, áp suất trong dẫn động và lực đẩy lên má phanh sẽ tăng lên. Do vậy
dẫn động phanh thuỷ lực tác bảo đảm đợc sự làm việc đồng thời của các cơ cấu
phanh, bảo đảm sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh
hay má phanh ở cơ cấu phanh đĩa.
Ưu điểm của dẫn đông phanh dầu
Có thể bảo đảm phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa
các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu tuỳ theo kích thớc xilanh
công tác.
Có kích thớc nhỏ gọn, hiệu suất truyền động cao, độ nhay tốt.
Có tính thống nhất hoá tốt nghĩa là có thể sử dụng trên nhiều loại ô tô khác
nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
Nhợc điểm của dẫn động phanh thuỷ lực
Khi cần lực đẩy lên guốc phanh lớn thì lực đẩy phải cao
Do tỷ số giữa kích thớc ở xilanh công tác và xilanh chính bị hạn chế, dẫn tới

Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính có hai đờng dầu
độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có hai đầu ra độc lập ngời ta có thể sử
dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với một bộ chia dòng hoặc sử dụng xi lanh
chính kép (loại "tăng đem").
Có nhiều phơng án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe, ở đây giới thiệu
hai phơng án tiêu biểu thờng đợc sử dụng hơn cả, đó là sơ đồ trên hình a và
b.
6
5
6
5
1
2
4
3
4
3
Hình 1.11.a : Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực dẫn động một dòng
1. Bàn đạp phanh; 2. Xilanh phanh chính;
3, 5. Cơ cấu phanh bánh trớc, sau; 4, 6 Guốc phanh;
H
ì
nh 1.11.b: Dẫn đ
ộ
Hình 1.12: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén
1. Máy nén khí; 2. Bầu lọc khí; 3.Bộ điều chỉnh áp suất; 4. Đồng hồ áp suất;
5. Bàn đạp phanh; 6. Van an toàn; 7. Bình chứa khí; 8. Van phân phối;
9. Bầu phanh; 10. Cam phanh; 11. Lò xo cơ cấu phanh; 12. Guốc Phanh.
Đồ án tôt nghiệp GVHD: Ths Phạm Tất Thắng SVTH: Đào Xuân Giáp Lớp cơ khí ôtô A-K44
22
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực có u điểm êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao
nhng lực điều khiển trên bàn đạp không thể giảm nhỏ do tỉ số truyền của dẫn
động thuỷ lực có giới hạn.
Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ôtô tải trung bình và lớn ngời
ta thờng sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén. Trong dẫn động phanh bằng
khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân phối
còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh
thực hiện.
Nhợc điểm của hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén:
Chế độ làm việc phụ thuộc vào chế độ làm việc của động cơ đốt trong
Độ nhạy kém so với dẫn động phanh bằng thuỷ lực
Kết cấu cồng kềnh do có nhiều cụm có kíhc thớc lớn.
Phạm vi sử dụng: Sử dụng rộng rãi trên các xe ôtô vận tải hạng nặng và các
Ưu điểm của hệ thống phanh thuỷ khí kết hợp
Phần dẫn động thuỷ lực có kich thớc nhỏ gọn, trọng lơng nhỏ, bảo đảm
đợc độ nhạy của hệ thống cao, phanh đồng thời tất cả các bánh xe.
Phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng, đồng thời bảo đảm khả năng tuỳ
động và khả năng điều khiển phanh rơ moóc.
Nhựơc điểm của hệ thống phanh thuỷ khí kết hợp
Kết cấu phức tạp, giá thanh cao, toàn bộ hệ thống phanh ngừng làm việc khi
hệ thống khí nén hỏng.
Khối lợng công việc chăm sóc bảo dỡng tăng lên.
Van phanh
X
ả
r
a
n
goà
i
Bình khí
Bình
chứa
Má
y