Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
mục lục
Lời nói đầu 4
Chơng1: hệ thống phanh trên ô tô và phơng án thiết kế 5
1. hệ thống phanh ô tô. 5
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu của Hệ thống phanh 5
1.1.1. Công dụng của hệ thống phanh. 5
1.1.2. phân loại hệ thống phanh trên ô tô. 6
1.1.3. Yêu cầu chung của hệ thống phanh trên ôtô. 6
1.2. Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu phanh 7
1.3. Cơ cấu phanh đĩa: 14
1.4. Dẫn động phanh. 17
1.4.1. Về phơng thức dẫn động 18
1.4.2. Về phơng thức điều chỉnh lực phanh 25
Chơng 2 : Thiết kế tính toán cơ cấu phanh 40
1. Xác định mômen phanh cần thiết sinh ra ở các cơ cấu phanh 40
2. Xác định các lực tác dụng trong cơ cấu phanh cầu sau 42
2.1 Xác định góc
( )

và bán kính () 42
2.2. Xây dựng họa đồ lực phanh: 44
3. Kiểm tra hiện tợng tự xiết của cơ cấu phanh cầu sau: 47
3.1. Đối với guốc trớc của cơ cấu phanh 47
3.2 Đối với guốc sau của cơ cấu phanh ta có: 47
4. Tính toán cơ phanh cầu trớc 48
4.1. Xác định các kích thớc còn lại và kiểm tra các chỉ tiêu về
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
1
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
độ bền của má phanh 49

4.2.3. Khối van điều khiển: 91
4.2.4. Xy lanh công tác
96
4.2.5. Cơ cấu phanh 102
4.3.Một số kết quả mô phỏng 103
Chơng 5: Quy trình gia công chi tiết 105
1. Phân tích kết cấu - Chọn dạng sản xuất: 105
1.1. Phân tích kết cấu: 105
1. 2. Chọn dạng sản xuất: 105
2. Lập quy trình công nghệ: 105
2.1. Phơng pháp tạo phôi: 105
2.2. Thiết kế quy trình công nghệ: 106
Kết luận 115
Tài liệu tham khảo 116
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
3
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
Lời nói đầu
Trong xã hội hiện nay, ôtô là một trong những phơng tiện quan trọng để vận
chuyển hành khách và hàng hoá, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ,
ngành sản xuất chế tạo ô tô trên thế giới cũng ngày càng phát triển và hoàn thiện
hơn đáp ứng khả năng vận chuyển, đảm bảo tốc độ, sự an toàn cũng nh đạt hiệu
quả kinh tế cao. Nền công nghiệp ôtô của một nớc đã có thể coi nh là một chỉ
tiêu đánh giá sức mạnh của nền công nghiệp nặng của một quốc gia.
Song song với việc phát triển ngành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho ngời
và xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu
bảo đảm an toàn nh: 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 đ-
ợc năng suất vận chuyển ngời và hàng hoá là điều rất cần thiết.

Phanh tay điều khiển bằng cần.
Phanh chân điều khiển bằng bàn đạp.
Ngày nay, xe con chỉ sử dung hệ thống phanh thủy lực, trong đó bao gồm các
dạng:
Phanh thủy lực không có trợ lực
Phanh thủy lực có trợ lực.
Phân loại theo kết cấu truyền lực điều khiển:
Dẫn động phanh một dòng.
Dẫn động phanh hai dòng.
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
5
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
Các dòng truyền lực này độc lập với nhau, nhằm tránh sự cố xảy ra cùng
một lúc trên tất cả hệ thống phanh, nâng cao độ tin cậy, an toàn cho xe chuyển
động. theo quy chuẩn của quốc tế chỉ cho phép dùng loại dẫn động hai dòng trở
lên.
Theo khả năng điều chỉnh lực phanh có thể chia:
Hệ thống phanh không có điều chỉnh lực phanh.
Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh.
Hệ thống phanh có bộ chống hãm cứng bánh xe ABS.
Ngoài ra còn có thể phân chia hệ thống phanh theo vị trí bố trí cơ cấu phanh:
Bố trí ở trong lòng bánh xe.
Bố trí ở cạnh cầu xe.
1.1.3. Yêu cầu chung của hệ thống phanh trên ôtô.
Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, 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 của ôtô khi phanh.
Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển
không lớn.

trái bao giờ cũng chịu lực ma sát lớn hơn.
Khi tác dụng vào bàn đạp phanh chất lỏng với áp suất cao truyền đến xilanh
(2) tạo nên lực ép trên các pittông và đẩy các guốc phanh (1) và (5) ép sát vào
trống phanh, do đó quá trình phanh đợc thực hiện. Khi nhả bàn đạp phanh, lò
xo(4) sẽ kéo các guốc phanh (1) và (5) trở lại vị trí ban đầu giữa má phanh và
trống phanh có khe hở, vì vậy quá trình phanh kết thúc.
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
7
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
Trong quá trình sử dụng các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má
phanh và trống phanh sẽ tăng lên. Muốn giữ cho khe hở trở lại bình thờng thì
phải điều chỉnh khe hở ở phía trên má phanh. Bằng cách xoay cam lệch tâm
(11) và ở phía dới bằng cách xoay chốt lệch tâm (13).
Hình 1.1: Cấu tạo cơ cấu phanh kiểu trống
1- Guốc phanh; 2- Xi lanh bánh xe; 3- Mâm phanh; 4- Lò xo hồi vị; 5- Guốc
phanh; 6, 8- Má phanh; 7- Trụ dẫn hớng; 9- Bu lông quay cam điều chỉnh; 10-
Lò xo của cam điều chỉnh; 11- Cam điều chỉnh; 12- Vòng lệch tâm;
13- Trục lệch tâm; 14- Đai ốc hãm.
1.2.2. Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm .
Sơ đồ cấu tạo (hình 1.2)
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
8
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
Hình 1.2: Cấu tạo cơ cấu phanh kiểu trống đối xứng qua tâm
1,13- Xilanh phanh; 2- Tấm chắn; 3- Nút xả không khí; 4- Đờng nối dẫn dầu;
5, 14- Chốt tỳ; 6,10- Guốc phanh; 7- Cam lệch tâm; 8- Pittông; 9, 12- Lò xo
hồi vị; 11- Má phanh.
Đặc điểm quan trọng: Mỗi guốc phanh quay quanh một chốt lệch tâm, đợc
bố trí đối xứng với đờng trục của cơ cấu phanh.
Nguyên lý làm việc: Khi đạp bàn đạp phanh, dầu đợc dẫn động từ xilanh tổng

Đặc điểm: Cơ cấu phanh này chỉ dùng cho xe có tải trọng lớn và dùng cho
hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén.
12
11
6
5
10
7
8
9
15
14
13
A
A
1
2
3
4
Hình 1.4 : Cấu tạo cơ cấu phanh dạng cam
1- Chốt guốc phanh; 2- Mâm phanh; 3- Tấm chắn; 4- Êcu; 5- Tấm đệm chốt
guốc phanh; 6- Khoá hãm; 7- Guốc phanh; 8- Lò xo hồi vị; 9- Tấm ma sát; 10-
Trục con lăn; 11- Cam ép; 12- Con lăn; 13- Đòn điều chỉnh; 14- Trục cam
phanh;
Nguyên lý làm việc :
Cụm cơ cấu phanh lắp trên mâm phanh 2, nối cứng với bích cầu, các tấm ma
sát 9 có cấu tạo hình lỡi liềm tơng ứng với đặc tính mài mòn của chúng và đợc
lắp trên hai guốc phanh 7. Các guốc phanh này tựa tự do lên các bánh lệch tâm
lắp trên mâm phanh 2, trục của các guốc phanh cùng với các mặt tựa lệch tâm
cho phép định tâm đúng các guốc phanh so với trống phanh khi lắp ráp các cơ

Tóm lại: Qua phân tích kết cấu phanh loại guốc, chúng ta thấy rằng tuỳ theo
sự bố trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ đợc hiệu quả phanh (mômen phanh) khác
nhau, mặc dù kích thớc guốc phanh nh nhau. Hiện nay có xu hớng sử dụng phanh
guốc loại bình thờng với các điểm tựa ở một phía. Và nếu cần thiết thì làm thêm
bộ phận cờng hoá ở truyền động phanh.
1.2.6. Cơ cấu phanh loại có piston bậc
Trên hình 1.6 trình bày cơ cấu phanh với ống xi lanh làm việc có các đờng
kính khác nhau.
Lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trờng hợp này sẽ khác nhau. Với
chiều quay của trống phanh nh hình vẽ thì má bên phải làm việc thuận lợi hơn vì
có hiện tợng tự siết, vì thế má bên phải cần ít lực ép hơn có nghĩa là đờng kính
piston nhỏ hơn so với má bên trái.
Ưu điểm: của cơ cấu phanh loại này là đảm bảo các má phanh mòn đều.
Nhợc điểm: là có một má phanh làm việc không thuận lợi nên hiệu suất
phanh không cao. Cơ cấu phanh loại này thơng chỉ làm việc tốt khi xe tiến, còn
khi xe lùi thì cơ cấu phanh làm việc không tốt.

SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
13
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con

Hình1.6: cơ cấu phanh piston bậc
1.3. Cơ cấu phanh đĩa:
Phanh đĩa đợc dùng phổ biến trên ô tô con có vận tốc cao, đặc biệt hay gặp ở
cầu trớc. Ngày nay phanh đĩa đợc dùng nhiều cho cả cơ cấu cầu trớc và cầu sau
xe vì có các yêu điểm chính sau:
Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh (ma sát) ổn định khi hệ số ma sát
thay đổi, hơn cơ cấu phanh kiểu tang trống. Điều này giúp cho bánh xe bị phanh
làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao.
Khối lợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn,nên tổng khối lợng chi tiết không tro

b) loại giá đỡ di động
Hình 1.7 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
Ngày nay ở trên xe dùng chủ yếu phanh đĩa có giá di động vì:
Chất lỏng chỉ đa vào một xy lanh, bởi vậy tăng diện tích cho không khí luồn
vào làm mát đĩa phanh và má phanh tránh hiện tợng sôi dầu phanh khi phanh
liên tục.
ở đây cơ cấu phanh có thể nằm sát ra phía vành bánh xe, dành không gian
bố trí các chi tiết để tạo nên đờng tâm trụ đứng giả tởng với bán kính bằng
không hoặc bằng âm.
Kết cấu đơn giản hơn, tạo điều kiện hạ giá thành của cụm chi tiết cơ cấu
phanh.
Ưu điểm của phanh đĩa:
Phanh đĩa đợc dùng phổ biến cho xe có vận tốc cao đặc biệt hay gặp ở cầu
trớc. Ngày nay, phanh đĩa đợc dùng cho cả cầu trớc và cầu sau vì các u điểm
chính sau:
Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng.
Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong
sản xuất.
Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định hơn so với cơ cấu phanh
kiểu tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều đó giúp cho các bánh xe bị phanh
làm việc ổn định , nhất là ở tốc độ cao .
Khối lợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nên tổng các khối lợng các chi tiết
không treo nhỏ, nâng cao tính êm dịu và sự bám đờng của xe.
Khả năng thoát nhiệt ra môi trờng bên ngoài là dễ dàng.Thoát nớc tốt: Do n-
ớc bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly tâm nên tính năng phanh đ-
ợc phục hồi trong một thời gian ngắn.
Không cần điều chỉnh phanh.
Nhợc điểm của phanh đĩa:
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47

Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
Loại không có trợ lực (ít dùng hiện nay)
Loại có trợ lực (thờng gặp) bằng chân không, điều khiển hai dòng độc
lập hoặc bố trí hổn hợp, có điều chỉnh lực phanh (với điều hòa lực phanh hoặc bộ
chống bó cứng ABS).
1.4.1. Về phơng thức dẫn động
a. Dẫn động phanh bằng cơ khi:
Sơ đồ cấu tạo(hình 1.8)
Hình 1.8 : Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí
1- Tay phanh; 2 - Thanh dẫn; 3,5 - Con lăn của dây cáp; 4 - Dây cáp ở phía
trớc; 6 - Thanh dẫn trung gian; 7 - Trục; 8, 10 - Dây cáp dẫn động phanh;
9 - Thanh cân bằng; 11 - ống dẫn hớng; 12 - Trục lệch tâm của thanh ép.
Đặc điểm và nguyên lý làm việc.
Chủ yếu áp dụng cho phanh tay (phanh dừng xe).
Thanh dẫn 2 cùng với tay phanh 1 đặt dới bảng đồng hồ. Thanh dẫn 2 nối
liền với dây cáp 4, Các con lăn 3,5 dẫn hớng cho dây cáp. Dây cáp 4 bắt vào mút
thanh dẫn trung gian 6, trục 7 lắp trên thanh dẫn và nối với thanh cân bằng 9,
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
18
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
thanh dẫn 6 lắp bản lề trên giá đỡ, thanh cân bằng 9 có tác dụng phân bố đều lực
phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới cơ cấu phanh bánh xe trái và bánh xe phải
phía sau. Bên trong cơ cấu các dây cáp đợc luồn qua ống dẫn hớng 11, ống này
hàn vào mâm phanh. Đòn dây cáp nối với đòn bẩy ép, đòn bẩy này tác động lên
guốc phanh thông qua các tấm đỡ, đòn bẩy ép lên trên trục lệch tâm 12 (bắt chặt
trên các guốc phanh) bằng cách xoay trục mà điều chỉnh vị trí của cần ép so với
tấm đỡ.
Khi kéo tay phanh 1 dây cáp tác động lên đòn bẩy ép và hãm bánh xe sau
lại. Khi nhả phanh đòn bẩy ép trở về vị trí ban đầu, dới tác động của lò xo hồi vị
b. Dẫn động bằng chất lỏng (dầu):

2
1
1
1
1
1
2 2 2 2
3
3
3
3
3
a) TT
b) T
c) HT D) LL
e) HH
Hình 1.11 : Các sơ đồ dẫn động phanh bằng thuỷ lực hai dòng
1- Xi lanh chính ; 2- Đờng ống dẫn dầu có áp suất ; 3- Bánh xe.
ở sơ đồ a: một dòng dẫn động hai bánh xe cầu trớc, một dòng dẫn động hai
bánh xe cầu sau. ở sơ đồ b dẫn động chéo : một dòng cho một bánh xe trớc và
một bánh xe sau và dòng còn lại cho các bánh xe chéo.
ở sơ đồ c: Dẫn động hỗn hợp bao gồm một dòng cho tất cả các bánh xe, còn
dòng thứ hai chỉ cho các bánh xe trớc.
ở sơ đồ d : Một dòng dẫn động ba bánh xe, hai bánh trớc và một bánh sau
ở sơ đồ e : Dẫn động hỗn hợp hai dòng song song cho cả bốn bánh xe.
ở sơ đồ kiểu TT nếu h hỏng dòng phanh cầu trớc, có thể xảy ra quay vòng
thừa trên đờng vòng, nếu h hỏng dòng phanh cầu sau có thể dẫn tới mất tính dẫn
hớng của xe khi phanh gấp. ở sơ đồ T khi có sự cố một dòng có thể dẫn tới hiện
tợng tự quay xe khi đi thẳng, hiên tợng này đợc khắc phục đáng kể nếu bán kính
quay bánh xe quanh trục trụ đứng là âm với các u nhợc điểm ở trên.

hiện.
Dẫn động phanh khí nén có u điểm giảm đợc lực điều khiển trên bàn đạp
phanh, không phải sử dụng dầu phanh nhng lại có nhợc điểm là độ nhạy kém
(thời gian chậm tác dụng lớn) do không khí bị nén khi chịu lực.
d. Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp
Sơ đồ cấu tạo dẫn động phanh thuỷ khí(hình 1.13)
Nguyên lý làm việc và u nhợc điểm :
Dẫn động khí nén đảm bảo tính năng điều khiển của hệ thống dẫn động, còn
dẫn động thuỷ lực đảm nhận chức năng bộ phận chấp hành. Phần khí nén gồm
có: tổng van phanh 1 kết hợp với những cơ cấu tuỳ động kiểu pittông và xilanh 4
và 6, nối với nhau bằng đờng ống 3 và với ngăn dới của tổng van 1. Ngăn trên
của tổng van thông qua đờng ống dẫn 2 phanh khí nén của rơmooc. áp suất khí
nén tác động lên các pittông ở trong hai xilanh tạo lực đẩy các pittông các xi lanh
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
23
Đồ án tốt nghiệp: thiết kế và mô phỏng hệ thống phanh có abs cho xe con
thuỷ lực khí 4 và 6. Phần thuỷ lực dẫn động gồm 2 đờng dẫn dầu độc lập, xi lanh
chính 4 nối với bốn xi lanh công tác 8 bằng các đờng ống dẫn. Xi lanh công tác
này tác động lên guốc phanh 8 và 10 ở cầu giữa và trớc, xilanh chính 6 tác động
lên hai guốc phanh 12 nhờ xi lanh công tác11.
2
3
1
5
7
6
8
9
8
9

bánh xe. Thực hiện đợc yêu cầu này sẽ nâng cao đợc hiệu quả phanh, giảm mài
mòn lốp, tăng khả năng điều khiển xe và nâng cao an toàn chuyển động. Bộ điều
hòa lực phanh là một trong các kết cấu bố trí trên xe nhằm thực hiện mục đích
này.
1. Bộ điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất:
A
P
2
P
1
34
1
2
F
Hình1.14 Sơ đồ điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất
1. ụ hạn chế; 3. Phớt; 2. Piston; 4. Bệ tì
p
1
, p
2
: áp suất dầu xilanh chính và ở bánh sau
Nguyên lý hoạt động:
SV: Hồ Văn Th-Nguyễn Tiến Thọ Lớp Ô tô_K47
25

Trích đoạn Khối van điều khiển: Phơng pháp tạo phôi:

---