Đồ áN TốT NGHIệP
Lời nói đầu
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,
đặc biệt là đối với các nớc có nền kinh tế phát triển. Có thể nói rằng mạng lới
giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc gia muốn phát triển
nhất thiết phải phát triển mạng lới giao thông vận tải.
Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đờng bộ
đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lợng hàng và ngời đợc vận chuyển trong nội địa
bằng ôtô.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát
triển hơn. Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ôtô đã
có sự phát triển vợt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con ngời. Những chiếc
ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo
kịp với xu thế của thời đại.
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho ng-
ời và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu
bảo đảm an toàn nh: cảI tiến cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí trong đó cơ
cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất. Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải
đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; để
nâng cao đợc năng suất vận chuyển ngời và hàng hoá là điều rất cần thiết.
Đề tài này có nhiệm vụ Thiết kế hệ thống phanh xe du lịch dựa trên xe
tham khảo là xe TOYOTA. Sau 12 tuần nghiên cứu thiết kế dới sự hớng dẫn, chỉ
bảo nhiệt tình của thầy Phạm Hữu Nam và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã
giúp em hoàn thành đợc đồ án của mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm
Hữu Nam cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp của mình.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
1
Đồ áN TốT NGHIệP
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh.
I. Công dụng, phân loại, yêu cầu.

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống
phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS).
I.3 Yêu cầu của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo
quãng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động
của ôtô
- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều
khiển không lớn
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan
hệ để đảm bảo sử dụng hết trọng lợng bám của xe khi phanh ở các cờng độ khác
nhau.
- Không có hiện tợng tự xiết phanh
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt
- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao nhất có thể và ổn
định trong điều kiện sử dụng
- Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe
- Có khả năng phanh khi ôtô dừng trong thời gian dài.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
3
Đồ áN TốT NGHIệP
II. Cấu tạo chung của hệ thống phanh.
Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô đợc mô tả trên hình sau:
Hình I.1. Hệ thống phanh trên Ô tô.
Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:
- Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh đợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi
phanh trên ôtô.

Đồ áN TốT NGHIệP
Phanh đĩa có hai loại: loại vỏ quay và loại đĩa quay.
III.1 Phanh đĩa loại có giá đỡ xy lanh đi động (đĩa quay): Hình I.4 .b
Đĩa phanh đợc bắt chặt với moayơ bánh xe nhờ các bu lông. Có hai tấm
ma sát (guốc phanh )đợc lắp vào càng phanh, càng phanh đồng thời là xi lanh
phanh. Khi ngời lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh thì dầu phanh từ xi lanh
chính với áp suất cao đợc đa vào xi lanh chính làm pittông đẩy má phanh ép vào
đĩa phanh, đồng thời với áp suất dầu cao làm cho càng phanh đợc đẩy với chiều
lực đẩy ngợc lại, làm càng phanh trợt trên chốt trợt ép má phanh còn lại vào tấm
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
6
a)
b)
HìnhI.4
a) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh đặt cố định.
b) Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xilanh di động.
1. Đĩa phanh , 2 . Giá đặt xylanh , 3 . má phanh , 4 .
Piston .
Đồ áN TốT NGHIệP
ma sát và thực hiện quá trình phanh. Khi ngời lái nhả phanh làm áp suất dầu
trong xi lanh chính giảm dầu phanh từ xi lanh bánh xe hồi về xi lanh
chính.Pittông và càng phanh đợc hồi về vị trí ban đầu dới tác dụng của phớt
pttông (cao su). Do khe hở phanh đợc điều chỉnh tự động bởi phớt pittông nên
khe hở phanh không cần phải điều chỉnh bằng tay.
III.2 Phanh đĩa loại có giá đỡ xy lanh cố định (vỏ quay): Hình I.4a
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.
IV. Dẫn động phanh.

2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Bàn đạp
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
8
Đồ áN TốT NGHIệP
b/ 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").
Hiện nay dẫn động hai dòng đợc dùng nhiều do nó có những u điểm hơn hẳn loại
dẫn động một dòng.

1. Bánh xe
2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Bàn đạp
V.Trợ lực phanh:
Để giảm lực bàn đạp cho ngời lái trên hệ thống phanh xe lắp thêm bộ trợ
lực.Có rất nhiều loại trợ lực,sau đây là một số loại trợ lực:
*Trợ lực cờng hoá bằng khí nén.
Ưu điểm:
- Lực cờng hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 57 KG/cm
2
. Bảo đảm
đợc quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .
Nhợc điểm:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47

trình.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
10
Đồ áN TốT NGHIệP
Nhợc điểm: Giá thành cao.
Từ những phân tích u nhợc điểm đã nói ở trên nhận thấy , phơng án trợ
lực cờng hoá bằng chân không là phơng án có tính kinh tế hơn hẳn vì những lí do
sau :
- Bộ trợ lực chân không mà phơng án đa ra có kết cấu đơn giản nhất ,
không phức tạp nh trợ lực khí nén với quá nhiều các cụm chi tiết nh van phanh ,
máy nén khí , bì hợp thuỷ lực . Điều này cho phép hạ giá thành sản xuất và tạo
thuận lợi cho việc bảo dỡng sửa chữa .
- Với lực bàn đạp nhỏ ta hoàn toàn có thể thiết kế đợc một bộ trợ lực có
kích thớc nhỏ ,từ đó có thể có nhiều phơng án bố trí .
- Do sử dụng độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp khi động cơ làm
việc nên không ảnh hởng đến công suất của động cơ , khác với trợ lực khí nén
phải trích công suất động cơ để dẫn động máy nén khí nên gây tổn hao công suất
động cơ . Hơn nữa việc sử dụng độ chất không còn làm tăng hiệu quả phanh vì khi
phanh sẽ làm hệ số nạp giảm do đó công suất của động cơ có giảm , lúc đó tốc độ
của ôtô sẽ chậm lại một ít
Kết luận chung:
Xe cần thiết kế hệ thống phanh là xe du lịch 4 chỗ có tốc độ cao nên chọn dẫn
động phanh bằng thủy lực vì dẫn động phanh thủy lực tác động phanh nhanh, dễ
dàng bố trí trên ôtô. Với cầu trớc và cầu sau chọn cơ cấu phanh đĩa loại có giá đỡ
xy lanh di động vì loại này có u điểm:
- Chất lỏng chỉ đa vào một xy lanh, bởi vậy tăng diện tích cho không khí
luồn vào làm mát cho đĩa phanh và má phanh tránh đợc hiện tơng sôi dầu khi
cần phanh liên tục.
- Kết cấu đơn giản hơn loại phanh đĩa có giá cố định, tạo điều kiện hạ
giá thành của cụm chi tiết cơ cấu phanh

I.Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh thiết kế.

1. Bánh xe
2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Trợ lực phanh
6. Bàn đạp
7. Bộ điều hoà lực phanh
II. Tính toán, thiết kế cơ cấu phanh.
Trọng lợng phân bố lên cầu trớc và cầu sau:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
13
Đồ áN TốT NGHIệP
1
55% 2010 0,55 9.81 10844,96( )G G N
= ì = ì ì =
2
45% 8873,14( )G G N= ì =
Xe sủ dụng lốp có ký hiệu: 215/60 R16
Bán kính thiết kế của lốp xe:

215 8 25, 4 418, 2
2
o
d
r B mm= + = + ì =
Bán kính lăn trung bình:
0,93 418, 2 388,926 0,39
b o

bxp
r
Gm
M
ìì
ì
=

2
22
2
(2)
Trong đó:
m
1
, m
2
: Hệ số phân bố lại trọng lợng khi phanh ở cầu trớc và cầu sau.
bg
hj
m
g
ì
ì
+=
max
1
1
=
6,86ì0,62

- Chiều cao trọng tâm xe: h
g
= 0,62(m)
g - Gia tốc trọng trờng: g = 9,81(m/s
2
)

- Hệ số bám của bánh xe với mặt đờng

= 0,7
max
j
- Gia tốc chậm dần lớn nhất khi phanh
max
j
=

.g = 6,86 (m/s
2
)
r
bx
- Bán kính lăn của bánh xe ta có: r
bx
= 0,388 m
Thay các gía trị trên vào (1) và (2) ta có:
Mômen phanh cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh trớc là :

1
1, 29 10844,96

= 85 mm.
II.2.1.2 Xác định kích thớc má phanh.
+ Má phanh có dạng nh hình vẽ
Ta chọn kích thớc ngoài của má phanh R
2
= 145 mm.
Trong quá trình xe chạy đĩa phanh quay còn má phanh đứng yên, khi
thực hiện qúa trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc của đĩa
phanh, khi đó có sự trợt giữa má phanh và đĩa phanh. Do đĩa phanh có hình tròn
nên vận tốc trợt ở mép trong của má phanh nhỏ hơn vận tốc trợt ở mép ngoài của
má phanh, do vậy phía trong của má phanh sẽ ít mòn hơn phía ngoài của má
phanh. Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính ngoài và
trong của má chênh lệch nhau càng lớn. Do vậy ta chọn bán kính trong của má
phanh R
1
= 95 mm. Ngoài ra má phanh còn phải có diện tích sao cho sự phân bố
áp lực lên má phanh nhỏ đảm bảo cho độ bền, tuổi thọ của má phanh do vậy ta
chọn góc ôm của má phanh x
0
= 60
0
.
II.2.1.3 Xác định đờng kính xilanh công tác.
Mômen phanh sinh ra trên một cơ cấu phanh loại đĩa quay đợc xác định
nh sau:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
16
Đồ áN TốT NGHIệP
tbp
RQmM

, R
2
là bán kính bên trong và bên ngoài của tấm ma sát
R
1

= 95(mm); R
2

= 145(mm);
1
1
1909,79
26146,61( )
2 2 0,3 0,121
p
tb
M
Q N
R
à
= = =
ì ì ì ì
Mặt khác:
n
d
pQ ìì=
4
2
1

p n

ì ì
= = =
ì ì ì ì
chn d
1
=47(mm).
II.2.2 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh sau:
II.2.2.1.Xác định kích thớc của đĩa phanh.
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
17
Q Q
r
tb
Đồ áN TốT NGHIệP
Đĩa phanh phải có kích thớc đảm bảo cho việc tháo lắp dễ dàng khi có
sửa chữa và đĩa phải có không gian thoáng giúp cho việc tản nhiệt của đĩa phanh
đợc nhanh chóng và đĩa phải có khối lợng nhỏ nhng vẫn phải đảm bảo việc quan
trọng nhất là đạt đợc hiệu quả phanh nh mong muốn.
Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của
đĩa phanh là R
ng
= 150 mm; bán kính trong của đĩa phanh R
tr
= 87 mm.
II.2.2.2 Xác định kích thớc má phanh.
+ Má phanh có dạng nh hình vẽ
Ta chọn kích thớc ngoài của má phanh R
2

à
- Hệ số ma sát.
à
=0,3.

R
tđ
- Bán kính trung bình tấm ma sát.

3 3
2 1
2 2
2 1
2
. 126,1( )
3
td
R R
R mm
R R

= =

R
1
, R
2
là bán kính bên trong và bên ngoài của tấm ma sát
R
1

: áp suất chất lỏng trong hệ thống. p
0

= 490,4
ữ
784,8 (N/cm
2
).
Chọn p
0

= 500 (N/cm
2
).
d
2
: Đờng kính xi lanh bánh xe.
2
2
0
4 4 10340,34
2,91 ( )
3,14 780 2
Q
d cm
p n

ì ì
= = =
ì ì ì ì

Với:
G =19718,1(N) là trọng lợng ôtô khi đầy tải;
V
max
= 50 (km/h) = 13,89 (m/s) là tốc độ của ôtô khi bắt đầu
phanh.
Gọi tổng diện tích các má phanh là F

ta có:

1 2
F F F

= +

Trong đó:

2 2
2 2
2 1
1 0 2 1 0
2 ( )
2 180 180
t t
t t
R R
F x R R x

0
= 60
0
.

R
1t
, R
2t
Bán kính trong và ngoài má phanhtrớc.
R
1s
, R
2s
Bán kính trong và ngoài má phanh sau.
2 2 2 2
1
(145 95 ) 60 12560 125,6
180
F mm cm


= ì ì = =

2 2 2 2
2
(145 105 ) 60 10466,67 104,67
180
F mm cm


áp suất trên bề mặt ma sát chính bằng lực ép ép má phanh vào với đĩa
phanh chia cho diện tích má phanh.
Lực ép má phanh trớc là:

1 1
26146,61 ( )P Q N
= =
Diện tích một má phanh là:
NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
21
Đồ áN TốT NGHIệP
2
1
125,6
62,8( )
2 2
F
F cm

= = =
Do đó áp suất trên bề mặt ma sát má phanh trớc là:
2
1
1
26146, 61
416,34 ( / )
62,8
P
q N cm
F

Đồ áN TốT NGHIệP
II.4. Tính bền chốt dẫn hớng:

Lực ép giữa má và đĩa phanh cực đại là :
max
26146, 61P N=
Với mỗi cơ cấu phanh ta có 4 chốt do đó lực tác dụng lên mỗi chốt:
max
max
.
26146,61 0,3
1961
4 4
i
P
P N
à
ì
= =
Với kích thớc tham khảo của chốt là:
Đờng kính chốt :
cmd 1
=
Chiều dài tiếp xúc của chốt với càng phanh:
cml 3
=
Và chốt đợc làm chủ yếu từ thép 30.
Trong mỗi cơ cấu phanh đĩa thờng bố trí 4 chốt, do đợc bố trí đối xứng nên trong
mỗi quá trình phanh thì lực phanh tác động lên mỗi chốt là không khác nhau
nhiều do vậy để dễ dàng trong tính toán ta coi 4 chốt chịu tải nh nhau.

P
N cm KG cm KG cm
l d

= = = = =
ì
Vậy thoả mãn điều kiện bền cắt và chèn dập.NGUYễN ĐĂNG BìNH LớP Ô TÔ - K47
24
Đồ áN TốT NGHIệP
Chơng 3: Thiết kế tính toán dẫn động phanh
I.Tính toán dẫn động phanh.
- Sơ đồ dẫn động phanh.

1. Bánh xe
2. Đĩa phanh
3. Xi lanh bánh xe
4. Xi lanh chính
5. Trợ lực phanh
6. Bàn đạp
7. Bộ điều hoà lực phanh
I.1 Xác định đờng kính làm việc của xy lanh bánh xe.
Đã đợc xác định ở trên
I.2 Chọn đờng kính xilanh chính D, kích thớc đòn bàn đạp l, l .
Để tạo lên áp suất p = 780 N/cm
2

thì cần phải tác dụng lên bàn đạp một