ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1
CHƯƠNG 1
CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA XE BUS SAMCO – BG4W
1.1 Bảng thông số kỹ thuật
1. ĐỘNG CƠ
Động cơ Động cơ Diesel 4HK1 E2N, 4 kỳ, 4 xy lanh
thẳng hàng, làm mát bằng nước, tăng áp, làm
mát khí nạp, phun nhiên liệu trực tiếp.
Dung tích công tác 5193 (cm
3
)
Tỉ số nén 17,5 : 1
Công suất tối đa 110/2600 (HP/rpm)
Mô men xoắn tối đa 404/1500 – 2600 (Kg.m/rpm)
Đường kính xy lanh và hành trình
piston
115 x 125 (mm)
2 . THÔNG SỐ VỀ TÍNH NĂNG CHUYỂN ĐỘNG
Tốc độ tối đa 112 (Km/h)
Khả năng leo dốc cực đại (%) 31
Hộp số Hộp số cơ khí 6 số tiến, 1 số lùi
Tỷ số truyền các tay số 5,979 : 3,434 : 1,862 : 1,297 : 1,000 : 0,759
Tỷ số truyền tay số lùi 5,701
3 . PHANH
Phanh chính Tang trống/ tang trống
Dẫn động phanh Thủy lực, trợ lực chân không
Phanh tay Tang trống tác dụng lên trục thứ cấp của hộp
số
Dẫn động Cơ khí
3.THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC
Chiều dài cơ sở L = 4715 (mm) ; a = 2738 (mm) ; b = 1437

= =
Hệ số phân bố lực phanh lên cầu sau:
0,27
φ
=
Bán kính động học bánh xe:
dyn
r
Thông số bánh xe: 8,25 – 16
8,25( ) 209,55( )
16( ) 406,4( )
B inch mm
d inch mm
= =
= =
0
0
0,65 0,65.209,55 136,2( )
406,4
136,2 339,4( )
2 2
. 0,94.339,4 319,036( )
b
H
H mm
B
d
r H mm
r r mm
λ

0
3,5
α
=
Xét tốc độ lúc bắt đầu phanh:
1
20( / )v m s=
,
1
10( / )v m s=
,
1
5( / )v m s=
Gia tốc trọng trường:
2
9,81( / )g m s=
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3
CHƯƠNG 2
ĐẶC TÍNH ĐỘNG LỰC HỌC KHI PHANH
2.1Phanh bánh xe
Nhìn vào hình vẽ ta có phương trình cân bằng mômen:
0
. 0
P b j p f
M P r M M M= + − − =
∑

P f j
p

b
M
P
r
⇒ =
Để xe không bị trượt ta xét điều kiện an toàn, với lực bám
.P G
ϕ
ϕ
=
Điều kiện phanh an toàn:
max
.
p
P P G
ϕ
ϕ
≤ =
Với:
ϕ
- độ bám của mặt đường
G
- Trọng lượng của xe
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4
2.2 Phương trình tính toán động lực học khi phanh
Hình 1-1: Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh
Phương trình cân bằng động lực học của xe khi phanh:
0
P w f i j

)
1 2 1 2
. .
f f f
P P P Z f Z f= + = +
∑ ∑
1 2
cosZ Z G
α
+ =
∑ ∑
cos .
f
P G f
α
⇒ =
1 2
,
f f
P P
- Lực cản lăn ở bánh xe cầu trước và cầu sau
1 2
,Z Z
- Phản lực ở bánh xe cầu trước và cầu sau
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5
f
- Hệ số cản lăn
α
- Góc lên dốc

2.3 Lực phanh riêng (
p
p
)
Xét theo điều kiện phanh an toàn ta có lực phanh cực đại:
max
.
p
P G
ϕ
=
Suy ra lực phanh riêng cực đại
max
max
.
p
p
P
G
p
G G
ϕ
ϕ
= = =

2.4 Gia tốc chậm dần khi phanh (
p
j
)
Trong quá trình phanh tốc độ giảm rất nhanh:

j
j g
ϕ α
δ
+
⇒ =
2.5 Thời gian ngắn nhất khi phanh (
minp
t
)
Gia tốc cực đai khi phanh:
1 1
max min
min max
p p
p p
v v
j t
t j
= ⇒ =
Vậy
( )
1
min
.
. sin
j
p
v
t

2
1
min
.
1
.
2 . sin
j
p
v
S
g
δ
ϕ α
=
+
2.7 Giản đồ phanh
Hình 1-2: Giản đồ phanh
Thời gian phanh bao gồm:
o
t
- Thời gian phản ứng của tài xế,
0
0,3 1t s= ÷
'
1
t
- Thời gian bắt đầu đạp phanh đến khi phanh có tác dụng,
'
1

t t t t t= + + +
∑
2.7.1 Gia tốc phanh trung bình (
ptb
j
)
Để xác định gia tốc phanh trung bình, trên giản đồ phanh vẽ BC // Ot sao cho diện tích
tứ giác ABCD bằng diện tích tứ giác EFKD:
ABCD EFKD
ABCD EFI IFKD
S S
S S S
=


= +

(1)
Trong đó:
1 2
.( )
ABCD ptb
S j t t= +
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7

''
max 1
.( / 2)
EFI p

'
1
0,3( )t s=
và
2 minp
t t=
ta được:
( ) ( )
max min max min
min min
0,5.0,5 0,25
0,5 0,3 0,8
p p p p
ptb
p p
j t j t
j
t t
+ +
⇒ = =
+ + +
2.7.2 Quãng đường phanh tối thiểu
( )
ptt
S m
Quãng đường phanh tối thiểu được tính qua diện tích hình thang AB’F’D:
' ' min
' ' ' ' '
AB F D p
AB F D AB F I IF D


Ta tính được quãng đường phanh tối thiểu:
min 1 1 1 min
. 0,5 .
p p
S v t v t= +
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8
2.8 Tính toán các thông số động học ở 6 tay số truyền ta có
Bảng 1-1: Giá trị các thông số động học tính được ứng với
1
20( / )V m s=
Tay số
j
δ
ϕ
2
max
( / )
p
j m s
min
( )
p
t s
min
( )
p
s m
2

p
s m
2
( / )
ptb
j m s
( )
ptt
s m
1 2,8374 0,8 2,977 3,359 16,797 2,583 24,797
2 1,6396 0,8 5,152 1,941 9,706 4,118 17,706
3 1,2234 0,8 6,904 1,449 7,242 5,215 15,241
4 1,1341 0,8 7,448 1,343 6,714 5,536 14,714
5 1,1 0,8 7,679 1,303 6,512 5,670 14,512
6 1,0788 0,8 7,829 1,278 6,386 5,756 14,386
Bảng 1-3: Giá trị các thông số động học tính được ứng với
1
5( / )V m s=
Tay số
j
δ
ϕ
2
max
( / )
p
j m s
min
( )
p

phanh một cách chính xác hơn.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9
CHƯƠNG 3
SỰ HÃM CỨNG CỦA BÁNH XE KHI PHANH
3.1 Hãm cứng khi xe chuyển động thẳng
Khi phanh xe sẽ xuất hiện lực quán tính F lệch với hướng chuyển động một góc
α
.
''
.F m X=
, lực này là hợp lực của 2 lực:
Theo phương Ox:
''
. cos
x
F m X
α
=
Theo phương Oy:
''
. sin
y
F m X
α
=
Lực quán tính
y
F
tạo ra các phản lực bên của bánh trước và bánh sau (

như hình vẽ làm cho góc
α
tăng lên dẫn đến lực
y
F
cũng tăng lên và làm cho giá trị
Z
M
càng tăng, xe có khả
năng quay ngang và nguy cơ lật đổ là khó tránh khỏi. Vì vậy, nếu các bánh xe ở cầu
sau bị hãm cứng khi phanh là trạng thái chuyển động không ổn định.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10
3.1.2 Khi hãm cứng ở các bánh trước
Hình vẽ 3-2: Các bánh xe ở cầu trước bị hãm cứng
Khi cầu trước bị hãm cứng thì các phản lực bên:
0
t
S =
,
0
s
S ≠
và lực quán tính
''
. sin
y
F m X
α
=

phanh ở cầu sau.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11
3.2.2 Cầu trước bị hãm cứng
Xe chuyển động theo hướng mở rộng bán kính quay vòng
Bánh xe trước không còn tiếp nhận được phản lực ngang
t
S
(bánh xe mất tính
bám) để điều chỉnh hướng chuyển động nên xe bị mất đi tính điều khiển.
3.2.3 Hai cầu đồng thời bị hãm cứng
Không gây ra phản lực bên phụ
Ô tô có thể tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo
Khi có xuất hiện lực bên phụ sẽ làm cho xe chuyển động quay vòng
Do đó khi chạy xe trên đường ô tô cần trang bị hệ thống điều hòa lực phanh
nhằm giảm hiện tượng hãm cứng bánh xe và phân phối lực phanh hợp lý như hệ thống
phanh chống hãm cứng ABS.
3.3 Góc lệch hướng khi phanh xe
Hình 3-3: Góc lệch hướng khi phanh xe
Khi phanh ô tô thường bị lệch so với hướng chuyển động (
V
ur
) một góc
α
gọi là
góc lệch hướng khi phanh
Nhìn hình vẽ ta xét trường hợp:
PP pt
P P
>

2
1 2
2
. . 0
Z q
d
I M S a S b
dt
α
− + + =
(1)
Trong đó:
2 2
1
( )
2
Z
I m L B= +
- Mô men quán tính xe đối với trục OZ
1 2
,S S
-Phản lực bên bánh xe trước và bánh xe sau
- Trường hợp:
1 2
0S S≈ ≈
Lúc đó (1)
2
2
Z q
d

M
t t
I I
α
∆
⇒ = =
- Trường hợp:
1 2
0S S≠ ≠
Ta có:
Mô men của các phản lực ngang đối với trọng tâm T:
1 2
. .
Sy
M S a S b= +
Mô men quán tính xe
IZ
M
do
Z
I
tạo ra:
2
2
.
IZ Z
d
M I
dt
α

α
α
 
∆ − ∆ −
 ÷
⇒ = ⇒ = +
 ÷
 ÷
 
Điều kiện ban đầu
0 0t C= ⇒ =
2
.
2
2
p Sy
Z
B
P M
t
I
α
∆ −
=
Như vậy, khi tác dụng lực phanh (
p
P∆
) càng lớn thì góc quay (
α
) mất ổn định càng

- Đặc trưng phanh cầu trước (
2
cm
)
1
1Z =
- Ở mức độ hãm phanh hoàn toàn
2
0
1000( / )
hyd
P N m=
- Áp lực phanh cơ sở
( )
* 2
1
.8500.9,81 1 0,27 60,871( )
1000
v
B cm⇒ = − =
Ngoài ra, mức độ cần thiết về hãm phanh ( Z ) phụ thuộc vào điều kiện mặt đường và
xe:
- Mức độ hãm phanh trên đường có hệ số bám cao
1
( 0,8)
XB
µ
=
1
1

µ χ φ
− −
= = =
− − − −
Hình 4-1: Đồ thị mức độ hãm phanh
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 14
4.2 Thời gian giảm tốc khi phanh xe an toàn
Khi phanh, tốc độ xe sẽ giảm dần cho đến khi bánh xe dừng hẳn mà không bị
trượt là tốt và an toàn nhất. Nếu xe tiếp tục trượt đó là hiện tượng bánh xe bị hãm cứng
khi phanh.
Thời gian cần thiết khi phanh được tính từ phương trình cơ học:
.
. ,( ) ,(s)
R
rsl R P
p rsl
dw w J
M J Nm t
dt M
= ⇒ =
Trong đó:
rsl
M
- Mô men phanh tổng hợp (
Nm
)
2
.
R dyn

M
):
rsl b R
M M M= −
Trong đó:
1
0,5(1 ) . .
b dyn
M Z r G
φ
= −
1
. 1
0,5 . .
1 .
XB
R dyn
XB
M Z r G
µ χ ψ
φ
µ χ χ
 
−
= +
 ÷
−
 
Từ đó ta tính được thời gian giảm tốc:
1

=
Thời gian giảm tốc:
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 15
Thay các thông số vào ta có:
1
1
2
1 1 1
1,3. 2
.
0,8.0,28 1 0,656
0,32 .8500.9,81
(1 0,27)0,544 0,27.0,544
1 0,8.0,28 0,28
0,00278. ( ) 2,78. ( )
p
p
v
t
t v s v ms
=
−
 
− − +
 ÷
−
 
= =
Bảng 4-1: Giá trị thời gian

2 2
2
. 2
.
. 1
.
(1 ) ( )
1 .
R
p
XB
dyn
bN bN
XB
J v
t
r G
Z Z
µ χ ψ
φ φ
µ χ χ
=
−
− − +
−
Thay các thông số vào ta có:
1
2
2
2 1 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 16
2
( )
p
t ms
90,6 45,3 22,65
Hình 4-3: Đồ thị thời gian phanh ở đường có hệ số bám
2
0,2
XB
µ
=
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 17
CHƯƠNG 5
CÁC TRƯỜNG HỢP PHANH XE TRÊN ĐƯỜNG
5.1 Trường hợp phanh xe đột ngột
5.1.1 Áp lực phanh
hyd
P
Khi phanh xe đột ngột trên đường, áp lực phanh của hệ thống phanh sẽ thay đổi
theo quy luật:
max
max
.sin .
2
pdn
hyd hyd
p
t

t
 
= ÷
 
- Trường hợp phanh xe trên đường có hệ số bám cao
1
( 0,8)
XB
µ
=
Ta có mức độ phanh và áp lực phanh là:
1
1
1
(1 ) 0,8.(1 0,656)
0,544
1 . 1 0,8.0,28 0,27
XB
bN
XB
Z
µ ψ
µ χ φ
− −
= = =
− − − −
1
1 1
* *
1

− −
- Trường hợp phanh xe trên đường có hệ số bám thấp
2
( 0,2)
XB
µ
=
Mức độ phanh và áp lực phanh là:
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 18
2
2
2
(1 ) 0,2.(1 0,656)
0,102
1 . 1 0,2.0,28 0,27
XB
bN
XB
Z
µ ψ
µ χ φ
− −
= = =
− − − −
2
2 2
* *
2
(1 )

. Vì vậy, phanh đột ngột trên đường có
hệ số bám thấp là rất nguy hiểm.
5.1.2 Thời gian tác dụng của hệ thống phanh
Từ công thức áp lực phanh:
max
max
.sin( . )
2
pdn
hyd hyd
p
t
p p
t
π
=

maxhyd
P
-Áp lực phanh cực đại
maxp
t
-Thời gian đạt áp lực cực đại
max
0,2 1,3(s)
p
t
 
= ÷
 

1
max
2.
2.0,5 544
arcsin arcsin 0,183( ) 183( )
3,14 1000
p hyd
pdn
hyd
t P
t s ms
P
π
⇒ = = = =
- Trường hợp phanh xe trên đường có hệ số bám thấp
2
( 0,2)
XB
µ
=
max 2
2
max
2.
2.0,5 102
arcsin arcsin 0,0325( ) 32,5( )
3,14 1000
p hyd
pdn
hyd

0,25
OM
λ
=
)
1 1 1
(1 ) (1 0,25) 0,75. ( / )
R OM
v v v v m s
λ
⇒ = − = − =
Bảng 5-1: tốc độ giảm dần phụ thuộc vận tốc
1
v
1
( / )v m s
20 10 5
( / )
R
v m s
15 7,5 3,75
Hình 5-2: Đồ thị tốc độ chậm dần phụ thuộc tốc độ ban đầu
5.1.4 Gia tốc chậm dần (
p
j
)
Từ công thức tốc độ chậm dần và thời gian giảm tốc khi phanh ta tính được gia
tốc chậm dần:
* *
2

2
2
1 0,8.0,28 60,871 0,27 1 0,656 8500.9,81 60,871
544. . 544.
1,3/0,32 1 0,8.0,28 8500.9,81 1 0,27 0,28 2 2
359,7( / )
p
j
m s
 
−
 
= + −
 
 ÷
− −
 
 
=
- Trường hợp phanh xe trên đường có hệ số bám cao
2
( 0,2)
XB
µ
=
2
2
2
1 0,2.0,28 60,871 0,27 1 0,656 8500.9,81 60,871
102. . 102.

) theo tốc độ bắt đầu phanh (
1
v
) và mức
độ hãm phanh (
Z
):
1
2.
. 2
.
. 1
.
(1 ) ( )
1 .
R
p
XB
dyn
XB
J v
t
r G
Z Z
µ χ ψ
φ φ
µ χ χ
=
−
− − +

Ta có được thời gian giảm tốc của xe là:
1 1
2,78. ( )
p
t v ms
=
Thời gian tác dụng của hệ thống phanh là
183( )
pdn
t ms
=
Để phanh xe an toàn:
1 1
183
65,8( / )
2,78
pdn p
t t v m s
≥ ⇒ ≤ =
Tốc độ cần thiết khi phanh xe không bị hãm cứng là:
1
65,8( / )v m s
≤
Nhận xét: Khi
max
0,5(s)
p
t =
Vận tốc an toàn khi phanh xe là
( )

Để phanh xe an toàn:
2 1
32,5 4,53. ( )
pdn p
t t v ms
≥ ⇒ ≥
1
32,5
7,17( / ) 25,8( / )
4,53
v m s km h
⇒ ≤ = =
Tốc độ cần thiết khi phanh xe không bị hãm cứng là:
1
25,8( / )v km h
≤
Nhận xét: Khi
max
0,5(s)
p
t =
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 22
Vận tốc an toàn khi phanh xe là
( )
1
7,17 /v m s
≤
.Vì vậy, xe phanh an toàn ở vận tốc
1

hydsr
P N cm=
- Áp lực phanh sơ sở
Ngoài ra áp lực phanh của hệ thống phanh còn phụ thuộc vào điều kiện mặt đường và
xe:
- Trường hợp phanh xe trên đường có hệ số bám cao
1
( 0,8)
XB
µ
=
1
1 1
* *
1
(1 )
.(1 ) .(1 )
1 .
XB
hyd bN
v XB v
G G
P Z
B B
µ ψ
φ φ
µ χ φ
−
= − = −
− −

2
2 2
* *
2
(1 )
.(1 ) .(1 )
1 .
XB
hyd bN
v XB v
G G
P Z
B B
µ ψ
φ φ
µ χ φ
−
= − = −
− −
2
2
0,2(1 0,656) 8500
.(1 0,27) 102( / )
1 0,2.0,28 0,27 60,871
hyd
P N cm
−
⇒ = − =
− −
5.2.2 Thời gian giảm áp lực phanh của hệ thống phanh (

2
.
pab
K t
hyd hydsr
P P e
−
=
Hay
2 1
( ) .
1
2
pab pab
K t t K t
hyd
hyd
P
e e
P
− − − ∆
= =
Với:
1hyd
P
- Áp lực bắt đầu phanh (
bar
); (
2
/N cm

K
t P
=
∆
- Hệ số giảm áp lực phanh (1/s).
Đối với loại phanh thủy lực chuẩn 100 (bar) cho phép thời gian giảm áp từ 80 (bar)
xuống đến 20 (bar) là 60 (ms) tức là
60( ) 0,06( )t ms s∆ = =
, do đó ta có:
1
1
2
1 1 80
ln ln 23,105( )
0,06 20
hyd
pab
ap hyd
P
K s
t P
−
= = =
∆
1
2
1
ln
hyd
ap

v
)
Từ công thức tính thời gian giảm tốc (
p
t
) theo tốc độ bắt đầu phanh (
1
v
) và múc độ
hãm phanh (
Z
):
1
2.
. 2
.
. 1
.
(1 ) ( )
1 .
R
p
XB
dyn
XB
J v
t
r G
Z Z
µ χ ψ

≤ − − + ∆
 
−
 
- Trường hợp phanh xe trên đường có hệ số bám cao
1
( 0,8)
XB
µ
=
Ta có được thời gian giảm tốc của xe là:
1 1
2,78. ( )
p
t v ms
=

Thời gian giảm áp lực phanh của hệ thống phanh là
72,45( )
ap
t ms
∆ =
Để phanh xe an toàn:
1 1
72,45 2,78. ( )
ap p
t t v ms
∆ ≥ ⇒ ≥
1
72,45

t v ms
=
Thời gian giảm áp lực phanh của hệ thống phanh là
72,45( )
ap
t ms
∆ =
Để phanh xe an toàn:
2 1
72,45 4,53. ( )
ap p
t t v ms
∆ ≥ ⇒ ≥
1
72,45
15,99( / ) 57,56( / )
4,53
v m s km h
⇒ ≤ = =
Suy ra tốc độ cần thiết khi phanh xe không bị hãm cứng là:
1
57,56( / )v km h≤
Nhận xét: Khi phanh xe ở tốc độ:
1
10( / )v m s=
,
1
5( / )v m s=
thì xe chuyển động ổn
định, phanh an toàn nhưng phanh xe ở tốc độ

( )
1
.8500.9,81.0,32 sin3,5- 0,656+0,28.sin3,5 cos3,5. 3,5
2
266,26( )
rslh
rslh
M tag
M Nm
⇒ =  
 
=
Hình 5-5: Mômen lên dốc phụ thuộc góc lên dốc
GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Phụng SVTH: Đỗ Sĩ Hải & Chu Thành Khải