Website: Email : Tel : 0918.775.368

1
mục lục
Trang
Mục lục 1
Lời nói đầu. 2
Ch-ơng 1: Tổng quan về hệ thống phanh của xe ôtô 4
1.1. Công dụng phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh 4
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh 5
Ch-ơng 2: Lựa chọn ph-ơng án thiết kế 20
2.1. Sơ đồ dẫn động phanh điển hình 20
2.2. Kết cấu một số cụm chi tiết 23
2.3.Chọn ph-ơng án thiết kế 30
Ch-ơng 3: Thiết kế tính toán hệ thống phanh32
3.1. Thông số của xe tham khảo 32
3.2. Tính toán xây dựng hoạ đồ 32
3.3. Tính bền cơ cấu phanh 41
3.4. Tính dẫn động . 53
Ch-ơng 4: Tính toán khảo sát quá trình phanh .69
4.1. Cơ sở lí thuyết về điều hoà lực phanh 69
4.2. Tính toán khảo sát quá trình phanh ôtô trọng tải lớn 71
Kết luận chung 91
Tài liệu tham khảo. 92
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Website: Email : Tel : 0918.775.368

3
dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp
của mình.

Hà Nội, Ngày tháng năm 2005
Sinh viên thực hiện
Đinh Mạnh C-ờng
Website: Email : Tel : 0918.775.368

4
Ch-ơng 1
Tổng quan về hệ thống phanh
1.1. Công dụng, phân loại, yêu cầu
1.1.1. Công dụng
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết
nào đấy hoặc dừng hẳn ôtô;
- Giữ ôtô dừng hoặc đỗ trên các đ-ờng dốc.
1.1.2 Phân loại
a). Theo công dụng
Theo công dụng hệ thống phanh đ-ợc chia thành các loại sau:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân);
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay);

hiểm;
- Phanh êm dịu trong mọi tr-ờng 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 sử dụng hoàn toàn trọng l-ợng bám khi phanh ở những c-ờng độ khác
nhau;
- Không có hiện t-ợng tự xiết khi phanh;
- Cơ cấu phanh thoát nhiết tốt;
- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong
điều kiện sử dụng;
- Giữ đ-ợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe;
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
1.2. Kết cấu của hệ thống phanh
Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh
chính th-ờng là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng
th-ờng là phanh tay, phanh tay th-ờng đ-ợc bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của
hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

6
Việc dùng cả hai phanh, phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn
của ôtô khi chuyển động và dừng hẳn. Hệ thống phanh có hai phần cơ bản đó
là cơ cấu phanh và dẫn động phanh.
- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh đ-ợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra


Đĩa phanh

Má
phanh

Pittông

Giá bắt
Website: Email : Tel : 0918.775.368

7

Hình 1.2.1. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định
Loại này, giá đỡ đ-ợc bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi
lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một
đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đ-ờng dầu từ xi lanh chính đ-ợc
dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.
Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh chính qua ống dẫn đến các xi lanh bánh
xe đẩy pittông mang các má phanh ép vào hai phía của đĩa phanh thực hiện
phanh bánh xe.
Khi thôi phanh d-ới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp phanh đ-ợc trả về
vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe sẽ hồi trở về xi lanh chính, tách má
phanh khỏi đĩa phanh kết thúc quá trình phanh.
* Loại giá đỡ di động (hình 2):
ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di tr-ợt ngang đ-ợc trên
một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động ng-ời ta chỉ bố trí 8
phanh hai bên là nh- nhau. Khi đạp phanh dầu từ xi lanh chính theo ống dẫn
vào xi lanh bánh xe. Pittông sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa
phanh. Do tính chất của lực và phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ
nên giá đỡ mang má phanh còn lại cũng tác dụng một lực lên đĩa phanh theo
h-ớng ng-ợc với lực của má phanh do pittông tác dụng. Kết quả là đĩa phanh
đ-ợc ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh bánh xe đ-ợc thực hiện.
b).Cơ cấu phanh guốc
* Cấu tạo

Hình 1.2.3. Cơ cấu phanh guốc
a. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng cam
1 - Guốc phanh; 2 - Lò xo phanh; 3 - Bầu phanh; 4 - Giá đỡ bầu phanh;
5 - Đòn trục cam; 6 - Cam ép; 7 - Lò xo lá; 8 - Má phanh;
9 - Trống phanh; 10 - Chốt guốc phanh.
b. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng xi lanh thuỷ lực
1 - Chụp cao su chắn bụi; 2- Xi lanh; 3 - Mâm phanh; 4 - Lò xo;

Các chi tiết của cơ cấu phanh dừng (hình 4).

Hình 1.2.2a. Cơ cấu phanh dừng
Đòn quay một đầu đ-ợc liên kết bản lề với phía trên của một guốc
phanh, đầu d-ới liên kết với cáp dẫn động. Thanh nối liên kết một đầu với đòn
quay một đầu với guốc phanh còn lại.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

10
a
b
c
Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp kéo một
đầu của đòn quay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bên
trái. Thông qua thanh nối mà lực kéo ở đầu dây cáp sẽ chuyển thành lực đẩy
từ chốt bản lề của đòn quay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo
vào điểm tựa của nó trên guốc phanh bên phải. Do đó hai guốc phanh đ-ợc
bung ra ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe. Hình 1.2.2c.Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm:
bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác
(xi lanh bánh xe).
Dẫn động phanh dầu có -u điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao
(do dầu không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nh-ợc điểm là lực phanh sinh ra
bị hạn chế phụ thuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp của ng-ời lái. Vì vậy hệ
thống phanh dẫn động thuỷ lực th-ờng đ-ợc sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô
tải nhỏ.
*Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
Có thể đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bổ lực phanh
giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu, tuỳ theo kích th-ớc
kích th-ớc xi lanh công tác, có kích th-ớc nhỏ gọn hiệu suất truyền động cao,
độ nhạy tốt.
*Nh-ợc điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
Khi lực đẩy lên guốc phanh lớn thì áp suất thuỷ lực phải cao, do tỷ số
kích th-ớc giữa piston ở xi lanh công tác và xi lanh chính bị hạn chế dẫn tới
làm tăng lực tác dụng lên bàn đạp, vì vậy phanh dầu không dùng cho xe vận
tải cỡ lớn, nếu muốn dùng thì phải bố trí thêm trợ lực
Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của
mạch dẫn động ng-ời ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
c).Dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
* Cấu tạo (hình vẽ)
Website: Email : Tel : 0918.775.368
- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

13
- Khi có sự rò rỉ hoặc bị thủng trên đ-ờng ống hoặc ở các xi lanh con thì
hệ thống phanh không làm việc.
d).Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
* Cấu tạo (hình vẽ)
1
2
3
4
5
I II

Hình 1.2.2e. Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
1. Xi lanh phanh tr-ớc; 2. Bộ chia dòng; 3. Xi lanh chính; 4. Bàn đạp phanh;
5. Xi lanh phanh sau; I. Đ-ờng dầu ra phanh tr-ớc;
II. Đ-ờng dầu ra phanh sau.
* Nguyên lý làm việc
- Khi ng-ời lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (4), sẽ tác dụng đến
piston ở xilanh chính (3)làm việc, đẩy dầu vào bộ chia dòng (2), từ bộ chia
dòng (2) này sẽ phân chia ra hai đ-ờng dầu I và II.
+ Đ-ờng dầu I sẽ dẫn động các cơ cấu phanh tr-ớc.
+ Đ-ờng dầu II sẽ dẫn động các cơ cấu phanh sau.
* Ưu điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
- Ngoài các -u điểm nh- dẫn động phanh một dòng. Trong quá trình sử
Hình 1.2.2f. 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 (tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh;
11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc phanh.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

15
Qua sơ đồ cấu tạo của dẫn động phanh khí nén chúng ta thấy hệ thống
bao gồm các phần tử chính sau:
- Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung cấp
nguồn khí nén có áp suất cao (6-7 KG/cm
2
) để hệ thống phanh hoạt động.
- Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến
các bầu phanh để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánh xe.
- Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, nó là cơ cấu
chấp hành có nhiệm vụ biến áp suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam
ép để thực hiện quá trình phanh.
* Đặc điểm nguyên lý
+Đặc điểm
- Lực tác động lên bàn đạp phanh chỉ để mở van phân phối nên giảm

* Nguyên lý làm việc
- Khí trời đ-ợc hút vào máy nén khí (1), qua van điều chỉnh áp suất (2)
và tới bình chứa khí nén (3), sau đó khí nén đ-ợc dẫn tới túc trực ở van điều
khiển (4).
- Khi ng-ời lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh sẽ điều khiển mở van (4),
dòng khí nén từ van (4) đi theo đ-ờng ống dẫn (5) tới các bầu phanh (6) để
thực hiện quá trình phanh.
- Khi nhả bàn đạp van (4) đóng, ngắt liên hệ giữa bình chứa khí với các
bầu phanh, đồng thời mở đ-ờng ống ở van (4) thông với không khí bên ngoài,
khí nén từ bầu phanh thoát ra ngoài và lò xo hồi vị kéo guốc phanh trở về vị trí
ban đầu kết thúc quá trình phanh.
* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén một dòng
- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, gọn nhẹ.
- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ôtô.
- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc nh- hệ thống
treo loại khí.
* Nh-ợc điểm dẫn động phanh khí nén một dòng
- Độ chậm tác dụng lớn so với dẫn động thuỷ lực.
- Số l-ợng các cụm khá nhiều, kích th-ớc và trọng l-ợng của chúng khá
lớn, giá thành cao.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

17
- Không đảm bảo độ an toàn và tin cậy vì nếu có một chỗ nào đó trên
đ-ờng ống của cơ cấu bị rò rỉ thì toàn bộ hệ thống phanh sẽ không làm việc
đ-ợc.
g).Dẫn động phanh khí nén hai dòng

* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng
Đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao vì một trong hai dòng khí nén bị rò
rỉ thì ta vẫn có thể sử dụng dòng khí nén còn lại.
* Nh-ợc điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng
Ph-ơng án này có kết cấu phức tạp, van bảo vệ hai ngả, van phân phối
hai tầng, trang thiết bị cồng kềnh hơn.
h).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 trọng l-ợng nhỏ, đồng thời đảm bảo cho độ
nhạy của hệ thống cao, phanh cùng một lúc đ-ợc tất cả các bánh xe. Phần khí
nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng tuỳ động, điều khiển phanh
rơ moóc.
* Cấu tạo
11
910 8 7
4321 65

Hình 1.2.2g Hệ thống phanh liên hợp
1. Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 3.Bộ lọc khí; 4.Bình khí; 5.Bàn đạp;
6.Van phân phối; 7,9,11.Xilanh công tác; 8,10.Cụm xilanh piston tổng phanh.
* Nguyên lý làm việc
Website: Email : Tel : 0918.775.368

19
Khi phanh ng-ời lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh (5)
để mở van phanh, lúc này khí nén từ bình chứa (4) đi vào hệ thống qua van
phân phối đến các xilanh chính.
20
- Thay đổi lực phanh bánh xe bằng cách thay đổi đ-ờng kính xilanh
công tác bánh xe.
- Hiệu suất truyền lực dẫn động phanh thuỷ lực cao.
* Nh-ợc điểm của hệ thống phanh thuỷ lực
- Lực phanh sinh ra phụ thuộc lực tác động vào bàn đạp của ng-ời lái.
Lực phanh này là nhỏ, nên chỉ dùng cho các xe ôtô con.
- Khi sử dụng ở các xe cỡ lớn cần thiết phải sử dụng thêm trợ lực.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén
- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ.
- Dẫn động phanh khí nén thuận tiện, tin cậy hơn những dẫn động khác
với việc phanh rơ moóc bằng cách nối trực tiếp hệ thống phanh của rơ moóc
với hệ thống phanh của xe kéo, mặt khác còn đảm bảo chế độ phanh của xe
kéo và rơ moóc khác nhau để đảm bảo ổn định xe khi phanh.
* Nh-ợc điểm của hệ thống phanh khí nén
- Cấu tạo phức tạp, đắt tiền, độ nhạy kém, trọng l-ợng và kích th-ớc lớn.
Website: Email : Tel : 0918.775.368

21
Ch-ơng 2
Lựa chọn ph-ơng án thiết kế

2.1.Sơ đồ dẫn động
Sơ đồ nguyên lý xem hình vẽ
Nguồn khí nén trong cơ cấu này là do máy nén khí cung cấp. Máy nén

1
2
3
4
5
6
7
22
23
21
19
20
14
8
9
10
11
12
13
15
16
17
18

Website: Email : Tel : 0918.775.368

23

2

Hình 2.2.2 Van điều khiển phanh tay
1. Thân; 2. Nắp; 3. Tay gạt
Van điều khiển phanh tay dùng để điều khiển bình tích năng lò xo của
cơ cấu dẫn động hệ thống phanh tay và phanh dự phòng.
2.2.3. Van bảo vệ kép
Dùng để phân nhánh chính đi từ máy nén khí thành hai nhánh độc lập
và tự động ngắt một trong hai nhánh trong tr-ờng hợp một nhánh bị hở và giữ
khí nén trong nhánh còn tốt.
2.2.4. Van bảo vệ ba nhánh
Website: Email : Tel : 0918.775.368

25
Dùng để phân khí nén từ máy nén khí vào hai nhánh chính và một
nhánh phụ, tự động ngắt nhánh bị hở để đảm bảo khí nén trong các nhánh còn
kín và để cung cấp cho nhánh phụ từ hai nhánh chính.
2.2.5. Van hạn chế áp suất
Van hạn chế áp suất dùng để giảm áp suất trong các bầu phanh của trục
tr-ớc ôtô khi phanh với c-ờng độ thấp (nhằm tăng mức độ điều khiển ôtô trên
đ-ờng trơn), cũng nh- để xả nhanh không khí ra khỏi bầu phanh khi nhả
phanh. Cấu tạo van đ-ợc trình bày d-ới hình vẽ
8
7
9
10
6