MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại …………………………………… 5
1.2 Kết cấu hệ thống phanh ………………………………………………6
1.2.1 Cơ cấu phanh……………………………………………………… 7
1.2.2 Dẫn động phanh…………………………………………………….10
CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh……………………………………………… 16
2.1.1 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh sau………………16
2.1.2 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước……………20
2.2 Lựa chọn phương án dẫn động……………………………………… 23
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN
3.1 Các thông số tham khảo……………………………………………….30
3.2 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh……………………………………….31
3.2.1. Xác định mômen phanh cần thiết tại các bánh xe……………… 31
3.2.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh sau…………………………… 33
3.2.3 Tính toán thiết kế cơ cấu phanh trước…………………………….47
3.3 Tính toán dẫn động phanh…………………………………………….52
3.3.1 Tính toán đường kính các xy lanh…………………………………52
3.3.2 Tính toán thiết kế cường hóa chân không…………………………54
CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH LẮP RÁP, ĐIỀU CHỈNH VÀ BẢO DƯỠNG
SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH
4.1 Quy trình lắp ráp hệ thống phanh chính………………………………62
4.1.1 Quy trình lắp ráp cơ cấu phanh………………………………… 62
4.1.1.1 Lắp ráp cơ cấu phanh trước………………………………… 62
4.1.1.2 Lắp ráp cơ cấu phanh sau…………………………………….66
4.1.2 Quy trình lắp ráp dẫn động phanh……………………………… 67
4.1.2.1 Lắp ráp xy lanh phanh chính………………………………….67
4.1.2.2 Lắp ráp trợ lực phanh……………………………………… 69
4.1.2.3 Lắp ráp bàn đạp phanh……………………………………….70
- 1 -
trình thực hiện đề tài em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
Đỗ Tiến Minh đồng thời em cũng nhận được ý kiến đóng góp trong Bộ Môn
Ôtô và xe chuyên dụng. Mặc dù đã cố gắng nhưng do kiến thức có hạn và thời
gian làm đồ án tốt nghiệp còn hạn chế cho nên không tránh khỏi những sai xót
kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy để em hoàn thiện đề tài
hơn trong tương lai.
Qua đây, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Đỗ Tiến
Minh. Em xin gửi lời cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong Bộ Môn Ôtô và xe
- 3 -
chuyên dụng cùng toàn thể các bạn sinh viên Ôtô-K52 đã giúp đỡ em hoàn thành
đề tài này.CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
- 4 -
1.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại.
1.1.1 Công dụng
- Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc độ nào
đó hoặc dừng hẳn. .
- Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc.
- Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh còn được kết
hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe.
1.1.2 Yêu cầu
Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất
quĩ đạo phanh ổn định khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
- Phanh êm dịu trong mọi trường 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.
d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh
- Phanh có trang bị bộ điều hòa lực phanh
- Phanh có trang bị bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh (ABS)
1.2 Kết cấu hệ thống phanh
Hệ thống phanh gồm có 2 phần chính sau:
- Cơ cấu phanh
- Dẫn động phanh
1.2.1 Cơ cấu phanh
1.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực
- 6 -
a. Sơ đồ cấu tạo
Cơ cấu phanh đặt trên giá đỡ là mâm phanh. Mâm phanh được bắt cố định
trên mặt bích của dầm cầu. Các guốc phanh được đặt trên các trục lệch tâm,
dưới tác dụng của lò xo hồi vị, các má phanh luôn ép chặt hai piston của xy lanh
phanh làm việc gần nhau. Các má phanh luôn tỳ sát vào cam lệch tâm. Cam lệch
tâm cùng với trục lệch tâm có tác dụng điều chỉnh khe hở giữa má phanh và
trống phanh. Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các tấm ma sát. Giữa các
piston của xy lanh có lò xo để ép các piston luôn tỳ sát vào các guốc phanh.
Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh mòn
đều nhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn.
Hình 1.1: Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực
b. Nguyên lý hoạt động
- 7 -
Khi tác dụng vào bàn đạp chất lỏng với áp suất cao truyền đến xy lanh tạo
nên áp lực ép trên piston đẩy các guốc phanh, các má phanh được ép vào trống
phanh tạo nên sự phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị trên cơ cấu phanh
và lò xo giữa các piston sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu. Quá trình
phanh kết thúc.
Trong quá trình sử dụng phanh, các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa
phanh tiến hành quá trình phanh. Khi nhả bàn đạp phanh, do sự hồi dầu về bình
dầu nên các tấm ma sát tách khỏi má phanh, có khe hở nên kết thúc quá trình
phanh.
- 9 -
1.2.2 Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh.
1.2.2.1 Dẫn động cơ khí
a. Sơ đồ cấu tạo
Hình 1.4: Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí
1 – Tay phanh 7 – Trục
2 – Thanh dẫn 8,10 – Dây cáp dẫn động phanh
3,5 – Con lăn của dây cáp 9 – Thanh cân bằng
4 – Dây cáp phía trước 12 – Trục lệch tâm của thanh ép
6 – Thanh dẫn trung gian.
b. Nguyên lý hoạt động
Thanh dẫn cùng với tay phanh 1 ở dưới vùng bảng điều khiển. Thanh dẫn 2
nối liền với dây cáp. Các con lăn 3,5 dẫn hướng 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. Thanh dẫn 6 lắp với bản lề trên giá đỡ, thanh cân bằng 9 phân bố đều lực
phanh truyền qua dây cáp 8 và 10 tới cơ cấu phanh bánh xe trái và phải phía sau.
Đòn dây cáp nối với đòn bẩy ép, tác động lên guốc phanh thông qua tấm đỡ, đòn
bẩy ép lắc trên trục lệch tâm 12.
Khi kéo phanh 1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện
quá trình phanh.
- 10 -
Khi nhả phanh, đòn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lò xo hồi
vị, kết thúc quá trình phanh.
c. Đặc điểm
Chủ yếu dùng cho phanh tay.
1.2.2.2 Dẫn động thủy lực
a. Sơ đồ cấu tạo
bầu phanh 5. Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy làm
xoay cam của cơ cấu phanh. Do đó ép má phanh vào trống phanh. Bộ điều chỉnh
áp suất 2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạn xác định.
Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa bình chứa khí
với đường ống dẫn để ống dẫn mở thông với khí quyển. Khí nén từ các bầu
phanh được thoát ra và guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúc phanh.
- 12 -
Van phanh
Xả ra ngoài
Bình khí
Bình chứa dầu
Máy nén khí
Xi lanh chính
Bình chứa dầu
Xi lanh bánh xe
Xi lanh chính
Trống phanhTrống phanh
Guốc
phanh
Guốc
phanh
Bánh xe tr ớc Bánh xe sau
Đ ờng khí
Đ ờng dầu
Xi lanh bánh xe
c. c im
Cu to n gin, lp rỏp d dng nhng an ton thp, tin cy khụng
cao. nhy ca h thng khụng cao, do vy thi gian chm tỏc dng ln. Cỏc
cm chi tit nhiu, kớch thc v trng lng ln nờn thng dựng trờn xe ti.
1.2.2.4 Dn ng thy lc tr lc khớ nộn
- 14 -
ở cụm má phanh. Hai piston này sẽ thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát
vào trống phanh thực hiện quá trình phanh.
Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh lò xo hồi vị sẽ ép
dầu từ xy lanh bánh xe và xy lanh phanh đĩa về xy lanh chính. Quá trình làm
việc của dẫn động phanh thủy lực dựa trên quy luật áp suất thủy tĩnh. Áp suất
trong sơ đồ dẫn động được truyền đến xy lanh các bánh xe là như nhau, khi đó
lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào piston xy lanh công tác tại mỗi bánh xe
đó. Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp phanh cũng chính là lực tác dụng lên xy
lanh phanh chính do vậy áp suất trong dẫn động và lực tác động lên má phanh sẽ
tăng lên. Do vậy dẫn động phanh thủy lực tác dụng bảo đảm được sự làm việc
đồng 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.
c. Đặc điểm
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các xe du lịch
- 15 -
Chng II
LA CHN PHNG N THIT K
2.1 La chn c cu phanh
2.1.1 La chn phng ỏn thit k cho c cu phanh sau
H thng phanh chớnh (phanh chõn) ca loi xe ny c cu phanh phanh sau
l c cu phanh guc. Trong c cu phanh guc cú cỏc loi khỏc nhau nh: c
cu phanh guc i xng qua trc, c cu phanh guc i xng qua tõm, c cu
phanh guc loi bi, c cu phanh guc loi t cng húa
a. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục:
a) b)
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục đợc thể hiện trên hình 2.1. Trong đó sơ đồ
hình 2.1a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay
sử dụng trên ôtô tải lớn; sơ đồ hình 2.1b là loại sử dụng xy lanh thủy lực để ép
- 17 -
Hình 2.4 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá
a)
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 2.3b).Có hai kiểu cơ
cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 2.3a); loại hai mặt tựa tác
dụng kép (hình 2.3b).
- Loi hai mt tỏc dng n:
Loại này một đầu của guốc phanh đợc tựa trên mặt tựa di trợt trên phần vỏ xi
lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trợt của pittông. Cơ cấu phanh loại này thờng
đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
- Loi hai mt tỏc dng n:
Loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi 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.
d. Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa:
a) b)
- 18 -
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 2.4a); cơ
cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép (hình 2.4b).
-Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn:
Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh đợc
liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trợt của một cơ cấu điều chỉnh di động. Hai
đầu còn lại của hai guốc phanh thì một đợc tựa vào mặt tựa di trợt trên vỏ xi lanh
bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trợt của pittông xi lanh bánh xe. Cơ cấu
điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai
guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô
một bên còn 1 xy lanh lớn bố trí một bên.
a) b)
Hình 2.5
a.Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh đặt cố định.
b.Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động.
1.Đĩa phanh 3. Má phanh
- 20 -
2.Giá đặt xy lanh 4. Piston
b) Cơ cấu phanh đĩa có giá xy lanh di động
Phanh đĩa có giá xy lanh di động chỉ bố trí xy lanh thủy lực 1 bên. Giá xy
lanh có thể di động được trên các trục nhỏ dẫn hướng bắt trên moay ơ. Khi
phanh, dầu cao áp đẩy piston ép một bên má phanh áp sát vào đĩa phanh, đồng
thời đẩy giá đặt xy lanh trượt trên trục dẫn hướng đến ép má phanh còn lại áp sát
vào đĩa phanh. Khi cả 2 má phanh ép sát vào đĩa phanh thì quá trình phanh mới
được thực hiện.Phanh đĩa có giá di động được dùng trên đa số các ô tô du lịch
ngày nay. Do chỉ bố trí một bên xy lanh vì vậy mà tăng diện tích làm mát cho
đĩa phanh có thể tránh được hiện tượng sôi dầu khi phanh với cường độ cao.
Ưu điểm của phanh đĩa:
- Cấu tạo đơn giản nên việc kiểm tra và thay thế má phanh đơn giản.
- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn có khả năng giảm giá thành trong sản
xuất.
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép momen phanh ổn định hơn cơ cấu phanh kiểu
tang trống khi hệ số ma sát thay đổi. Điều này giúp cho các bánh xe bị
phanh làm việc ổn định hơn nhất là khi phanh với vận tốc cao.
- Khối lượng các chi tiết nhỏ, số lượng ít, kết cấu gọn cho nên tổng khối
lượng các chi tiết không được treo sẽ giảm nâng cao tính êm dịu và sự
bám đường của xe.
- Khả năng thoát nhiệt của cơ cấu phanh ra bên ngoài dễ dàng.
- Thoát nước bám vào bề mặt đĩa phanh tốt: do nước bám vào bề mặt đĩa
phanh sẽ bị lực li tâm loại bỏ rất nhanh nên khả năng phục hồi tính năng
2. Đĩa phanh 5. Bàn đạp
3. Xy lanh bánh trước 6. Xy lanh bánh sau
b. Nguyên lý hoạt động
Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính chỉ có một đường
duy nhất dẫn đến tất cả các xy lanh công tác của các bánh xe.
Khi không phanh lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất
thấp nằm chờ trên đường ống.
Khi người lái tác động vào bàn đạp, qua thanh đẩy sẽ tác động vào piston nằm
trong xy lanh, ép dầu trong xy lanh phanh chính đi đến các đường ống dẫn. Chất
lỏng với áp suất cao sẽ tác dụng vào các piston ở xy lanh bánh xe và piston ở
cụm má phanh. Hai piston này sẽ thắng lực lò xo đẩy các guốc phanh ép sát vào
trống phanh thực hiện quá trình phanh.
Khi thôi phanh người lái thôi tác dụng lên bàn đạp phanh lò xo hồi vị sẽ ép dầu
từ xy lanh bánh xe và xy lanh phanh đĩa về xy lanh chính
- 23 -
c. Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
- Hiệu suất cao
- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh trên bánh xe hoặc giữa
các má phanh theo yêu cầu
Nhược điểm:
- Tỷ số dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh
- Hiệu suất truyền động giảm ở nhiệt độ thấp.
- Độ an toàn không cao. Vì một lý do nào đó bất kì một đường ống dẫn dầu tới
các xy lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống phanh cũng bị mất áp suất và
tất cả các bánh xe đều bị mất áp suất.
Phương án 2: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt không có
trợ lực
a. Sơ đồ cấu tạo