Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
Đồ án tốt nghiệp
Bộ môn Ô Tô và xe chuyên dụng- Viện cơ khí động lực
Đề tài:
Tớnh toỏn thit k h thng phanh cho xe ti 5T tn
Giảng Viên Hớng Dẫn : TS. Hoàng Thăng Bình
Giảng Viên Duyệt : PGS. Võ Văn Hờng
Sinh viên : Trần Hợp Thành
Mở Đầu
Tổng kết cho 5 năm học tập và rèn luyện tại trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
ngành Ô Tô, em Trần Hợp Thành nhận đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống
Page 1
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
phanh cho xe tải 5 Tấn. Đây là cơ hội để em áp dụng các kiến thức đã đợc học,
để tạo ra một sản phẩm hoàn thiện là hệ thống phanh khí nén cho xe tải 5 Tấn.
Lần đầu tiên làm việc với khối lợng công việc khá lớn nhng em đã nhận đợc sự
chỉ bảo và hớng dẫn tận tình của TS. Hoàng Thăng Bình cũng nh các thày trong
bộ môn để hoàn thành tốt đồ án của mình.
Tuy đã hết sức cố gắng nhng không thể tránh khỏi nhiều sai sót. Em rất mong
nhận đợc sự góp ý nhận xét để có thể hoàn thiện tốt bản đồ án này và cũng là bổ
sung và hoàn thiện kiến thức cho bản thân.
Em xin dành lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến toàn thể cán bộ của bộ
môn, những ngời đã tận tình chỉ bảo và dìu dắt chúng em trong những năm tháng
dới mái trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội. Em xin chúc các Thày sức khỏe thật
dồi dào và công tác tốt.
Hà Nội, 17/05/2012
Sinh Viên: Trần Hợp Thành
bộ giáo dục và đào tạo cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
trờng đại học bách khoa hà nội Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp

Ngày tháng năm 2012
chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hớng dẫn thiết kế
(kí và ghi rõ họ tên) (ký và ghi tên họ tên)
Học sinh đã hoàn thành và nộp toàn bộ thiết kế cho bộ môn
Ngày tháng năm 2012
(ký và ghi rõ họ tên)
Page 3
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
MụC LụC
Mở ĐầU . 2
Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp . 3
Chơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh . 8
I. Công dụng, phân loại, yêu cầu . 8
1. Công dụng.. 8
2. Phân loại 8
3. Yêu cầu . 9
II. Kết cấu của hệ thống phanh 9
1. Cơ cấu phanh 10
1.1. Cơ cấu phanh tang trống 10
1.1.1. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục, điều khiển guốc phanh
bằng xi lanh thủy lực 11
1.1.2. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục. 12
1.1.3. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm 13
1.1.4. Cơ cấu phanh loại bơi 14
1.1.5. Cơ cấu phanh tự cờng hóa một chiều. 15
1.2. Cơ cấu phanh đĩa . 16
1.3. Phanh dừng (phanh tay) 17
2. Dẫn động phanh 18
2.1. Dẫn động cơ khí. 18
2.2. Phanh dẫn động thủy lực . 19

phanh .
51
1. Máy nén khí 51
2. Van phân phối. 52
3. Bầu phanh 56
4. Bộ điều hòa lực phanh. 58
5. Nguyên lý làm việc van phân phối 61
6. Van cấp xả nhanh 64
7. Phanh dừng.. 65
Chơng 5: Quy trình công nghệ gia công chế tạo chi
tiết thiết kế .
67
I. Phân tích
67
Page 5
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
1. Chức năng làm việc của chi tiết 67
2. Điều kiện làm việc của piston 67
II. Phơng pháp chế tạo phôi
68
III. Các Nguyên công cơ bản
68
1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất 68
2. Nguyên công 2: Khoan lỗ đờng kính 6,5mm. 71
3. Nguyên công 3: Kiểm tra 72
Kết luận 74
Tài liệu tham khảo 75
Chơng 1
Tổng quan về hệ thống phanh
I. Công dụng, phân loại, yêu cầu

+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh.
- Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cờng độ lao động của ngời lái.
- Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trờng hợp nguy hiểm.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử
dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với mọi cờng độ.
- Cơ cấu phanh không có hiện tợng tự xiết.
- Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Có hệ số ma sát cao và ổn định.
- Giữ đợc tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ
cấu phanh.
- Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dỡng.
- Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi trờng hợp
sử dụng, kể cả khi một phần dẫn động điều khiển có h hỏng.
II. Kết cấu của hệ thống phanh
Trên ô tô 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 ô tô 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.
Page 7
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
Phanh dừng có nhiệm vụ giữ cho ô tô ở trạng thái dừng trong thời gian dài, nó phải
có khả năng giữ cho ô tô đỗ đợc trên độ dốc nhất định (tùy theo tiêu chuẩn quy
định). Phanh dừng thờng đợc dẫn động bằng cơ khí, điều khiển bằng tay.
Phanh dự phòng có nhiệm vụ thay thế tạm thời cho phanh chính khi hệ thống
phanh này bị sự cố trên đờng. Phanh dự phòng và phanh dừng có thể sử dụng chung
một hệ thống.

guốc phanh giống nhau thi momen ma sát ở trên guốc phanh trớc lớn hơn của guốc
phanh sau. Sở dĩ nh vậy là vì mômen ma sát ở trên guốc phanh trớc có xu hớng cờng
hoá cho lực dẫn động, còn ở phía phanh sau có xu hớng chống lại lực dẫn động khi xe
chuyển động lùi sẽ có hiện tợng ngợc lại.
Cơ cấu phanh này đợc gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh khi xe
chuyển động tiến hay lùi, nên cờng độ hao mòn của tấm ma sát trớc lớn hơn tấm
ma sát sau rất nhiều. Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát, khi sửa chữa có
thể thay thế cùng một lúc, ngời ta làm tấm ma sát trớc dài hơn tấm sau.
Khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn
định tâm guốc phanh bằng chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định.
1.1.2. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục
Page 9
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
Hình 1.2: Kết cấu phanh xe ZIL-131
1: Cam quay 4: Trống phanh
2: Lò xo 5: Chốt lệch tâm
6: Bầu phanh

Cơ cấu phanh (hình 1.2) có profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có
dịch chuyển góc nh nhau, mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau.
Trị số mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi.
Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu trục vít,
bánh vít nhằm thay đổi vị trí của Cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định.
1.1.3. Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm
Page 10
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
Hình 1.3: Kết cấu phanh xe UAZ-452
1: Xy lanh 3: Cam lệch tâm
2: ốc xả khí 4: ốc xả khí
5: Chốt cố định

sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trớc. Lực dẫn động của guốc
phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trớc thông qua chốt kỳ trung gian, từ
điều kiện cân bằng theo phơng ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trớc có thể
xác định đợc lực tác dụng lên guốc trớc.
Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh sau sẽ
lớn hơn guốc phanh trớc rất nhiều, khi xe lùi mômen phanh sẽ giảm đi nhiều. Do
guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trớc nên tấm ma sát guốc phanh sau dài
hơn tấm ma sát guốc phanh trớc.
Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren trong chốt
tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này.
1.2. Cơ cấu phanh loại đĩa.
Page 13
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
Hình 1.6: Cơ cấu phanh đĩa bánh trớc Xe VAZ-2101
1: Đĩa phanh 3 và7: Xi lanh bánh xe
2 và 6: Piston
4 và 5 :Má phanh
Cơ cấu phanh đợc dùng phổ biến trên ô tô con, có thể ở cả cầu trớc và cầu sau, do
có những u điểm chính:
- Cho phép mô men phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi, điều này giúp cho
bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là khi nhiệt độ cao.
- Thoát nhiệt tốt, khối lợng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn.
- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát.
- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh.
Cấu tạo đợc chia thành: loại có giá đỡ xi lanh cố định và loại có giá đỡ xi lanh di
động.
Phanh đĩa có nhiều u điểm so với phanh guốc nh là: áp suất trên bề mặt ma sát của
má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều hơn nên ít phải điều
chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi tiến cũng nh khi lùi đều nh
Page 14

1: Tay phanh 5: Trục 8,9: Dây cáp dẫn động phanh
2: Thanh dẫn 6: Thanh kéo 10: Giá
3: Con lăn dây cáp 7: Thanh cân bằng 11,13: Mâm phanh
4: Dây cáp 12: Xilanh phanh bánh xe
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.
Nhợc điểm của loại dẫn động phanh cơ khí :
Hiệu suất truyền lực không cao, thời gian phanh lớn.
Page 16
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
2.2. Phanh dẫn động thuỷ lực
Dẫn động phanh thuỷ lực đợc áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các
loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình.
Dẫn động phanh là một hệ thống các chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến
cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh, ở
phanh dầu chất lỏng đợc sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên. Đặc điểm
quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe đợc phanh cùng một lúc vì áp
suất trong đờng ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các trống
phanh. Dẫn động phanh dầu có các u, nhợc điểm sau:
Ưu điểm:
- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng
yêu cầu thiết kế.
- Có hiệu suất cao.
- Độ nhậy tốt.
- Kết cấu đơn giản.

Khi phanh ngời lái đạp vào bàn đạp làm cho piston chính 1 sẽ dịch chuyển về phía
trái tạo nên áp suất cao ở khoang I, qua piston trung gian 2 tạo nên áp suất cao ở
khoang II. Từ hai cửa của xi lanh chính, dầu đợc dẫn tới các xi lanh bánh xe. Các
pit tông của xi lanh bánh xe đẩy các guốc phanh áp sát vào tang trống phanh, áp
suất dầu trong hệ thống bắt đầu tăng cao, tạo ra lực phanh ở các guốc phanh.
Khi nhả bàn đạp phanh, dới tác dụng của các lò xo hồi vị các pit tông trở về vị trí
ban đầu. Dầu từ xi lanh bánh xe đợc hồi về các khoang của xi lanh chính, kết thúc
quá trình phanh.
Khi xẩy ra h hỏng ở một dòng nào đó thì piston sẽ chuyển dịch một cách tự do cho
đến khi chạm vào piston trung gian hoặc chạm vào đáy của xilanh, sau đó trong
buồng xilanh của dòng không h hỏng sẽ tạo nên áp suất làm việc khi đó xe vẫn đợc
phanh nhng hiệu quả không cao ngời lái sẽ cảm thấy h hỏng của hệ thống vì hành
trình bàn đạp tăng lên.
Page 18
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
1
3
5
4
2
6
II
I
Hình 1.10: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng
I: Đờng ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe trớc
II: Đờng ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe sau
1: Bàn đạp 4,6: Van
2: Tổng phanh 5: Cơ cấu xy lanh bánh xe
3: Bộ phận chia dòng
a) Sơ đồ nguyên lý b) Cấu tạo của xy lanh

Khi thả bàn đạp, tổng van phanh ngắt liên hệ giữa bình chứa khí nén với đờng ống
dẫn và mở đờng ống của bầu phanh thông với không khí bên ngoài, khí nén thoát ra
ngoài và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh.
Ưu điểm:
- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo đợc lực phanh lớn.
- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô.
- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc nh hệ thống treo loại khí.
Nhợc điểm:
- Số lợng các cụm khá nhiều, kích thớc và trọng lợng của chúng khá lớn, giá thành
cao.
- Thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp
khá lớn.
Page 21
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
2.4. Dẫn động phanh liên hợp
Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ
lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lợng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ
thống cao, phanh cùng 1 lúc đợc tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều
khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc.
Dẫn động phanh liên hợp thờng đợc áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp
dụng cho xe nhiều cầu nh: Xe URAL, 375 D, URAL - 4320.
Nguyên lý làm việc:
Khi phanh ngời lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh 16 để mở van
phanh lúc này khí nén từ bình chứa 5 đi vào hệ thống qua tổng van phanh vào cơ
cấu.
Piston xi lanh khí, lực tác động của dòng khí có áp suất cao (8 dến 10kg/cm
2
) đẩy
piston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong xi lanh thuỷ lực có áp suất cao nh các đờng
ống đi vào xi lanh bánh xe thực hiện quá trình phanh van bảo vệ 2 ngả có tác dụng

3. Bộ trợ lực phanh
Để tạo cho ngời lái xe không phải tác dụng 1 lực lớn vào bàn đạp phanh ngời ta bố
trí và thiết kế các bộ phận trợ lực phanh.
Ngày nay trên các xe hiện đại có thiết kế nhiều hệ thống điều khiển để giảm nhẹ c-
ờng độ lao động cho ngời lái, làm cho ngời lái ít bị phạm phải các sai phạm kỹ
thuật, đảm bảo cho sự an toàn chuyển động, ít xảy ra các tai nạn giao thông. Thiết
kế các bộ trợ lực cho hệ thống lái, ly hợp, hệ thống phanh cũng là cần thiết.
Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực đợc thực hiện theo nhiều phơng án:
- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén.
- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.
Dới đây xin giới thiệu bộ trợ lực chân không
Tác dụng: Để giảm nhẹ lực của ngời lái.
Yêu cầu: Khi hỏng cờng hoá thì hệ thống phanh phải làm việc bình thờng tuy
nhiên lực đạp có lớn hơn.
- Đảm bảo nguyên tắc chép hình đạp ít thì hiệu quả phanh ít, đạp nhiều thì hiệu quả
phanh tăng lên và dừng ở vị trí nào thì phanh ở vị trí đó.
Hình 1.15: Giới thiệu kết cấu bộ cờng hoá chân không - thuỷ lực dùng trên xe Fa3 -
66 và FA3 - 53A.
Hình 1.16 là sơ đồ nguyên lý của bộ cờng hoá chân không thuỷ lực.
Page 24
Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Trần Hợp Thành
Hình 1.15: Kết cấu bộ cờng hoá chân không-thuỷ lực
dùng trên xe Gát 66, Gát 53 A
1: Bầu bộ trợ lực phanh 2: Đĩa màng ngăn
3: Màng ngăn bộ trợ lực phanh 4: Cơ cấu đẩy của piston
5: Lò xo của màng 6: Van chân không
7: Màng của tổng van phanh 8: Van không khí
9: Nắp của thân 10: Tổng van phanh
11: Lò xo của tổng van phanh 12: Piston của tổng van phanh
13: Van chuyển 14: Xy lanh thuỷ lực phụ