Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung
MỤC LỤC

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

1

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành giao thông vận tải là một trong số những ngành rất quan trọng của
đất nước. Trong thời chiến cũng như trong thời bình, giao thông vận tải luôn gắn
với sự phát triển của đất nước. Và đặc biệt trong vài năm gần đây khi chúng ta
đã gia nhập WTO thì ngành giao thông vận tải càng đóng vai trò quan trọng hơn.
Ở nước ta giao thông đường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và
người được vận chuyển trong nội địa bằng ô tô. Cùng với sự phát triển của khoa
học kỹ thuật, ngành công nghiệp ô tô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng
những yêu cầu của con người . Những chiếc ô tô ngày càng đẹp hơn, nhanh hơn,
an toàn hơn, tiện nghi hơn, tiết kiệm hơn để theo kịp xu thế của thời đại.
Với đề tài đồ án “ Thiết kế hệ thống phanh trên cơ sở xe Toyota
highlander 2008”, em được giao nhiệm vụ thiết kế phần cơ cấu phanh. Còn bạn
lớp Cơ khí ô tô K14A – Thanh Xuân cùng nhóm với em làm nhiệm vụ tính toán
thiết kế phần dẫn động phanh. Em đã tập trung nghiên cứu, tính toán để đảm bảo

thời gian dài và đứng trên dốc.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất,
bởi vì nó đảm bảo cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao
được năng suất vận chuyển.
1.1.2 Phân loại hệ thống phanh:
Hệ thống phanh được phân loại theo các cách sau:
a) Theo công dụng:
- Hệ thống phanh chính ( phanh chân ).
- Hệ thống phanh dừng ( phanh tay ).
- Hệ thống phanh dự phòng.
- Hệ thống phanh bổ trợ.
b) Theo kết cấu của cơ cấu phanh:
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc.
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.
c) Theo phương thức dẫn động phanh:
- Hệ thống phanh dẫn động cơ khí.
- Hệ thống phanh dẫn động thủy lực.
- Hệ thống phanh dẫn động khí nén.
- Hệ thống phanh dẫn động điện từ.
- Hệ thống phanh dẫn động hỗn hợp : khí nén - thủy lực, khí nén - cơ khí,
thủylực - cơ khí.
d) Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh:
Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

3

Lớp: Cơ Khí ô tô



mòn lốp và làm mất khả năng dẫn hướng của xe.
-

-Ngoài ra hệ thống phanh cần chiếm ít không gian, trọng lượng nhỏ, độ bền
cao, và các yêu cầu chung của cấu trúc cơ khí.

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

4

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

1.2.CÁC PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ CƠ CẤU PHANH VÀ DẪN ĐỘNG
PHANH
1.2.1 Cơ cấu phanh.
1.2.1.1

Cơ cấu phanh tang trống.
a) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục.

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục là cơ cấu phanh có hai guốc đối
xứng qua trục thẳng đứng.
* Cơ cấu phanh tang trống có điểm đặt riêng rẽ về một phía lực
dẫn động bằng nhau.



Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

* Cơ cấu phanh tang trống có điểm đặt cố định về một phía, dịch chuyển
góc như nhau.
6
1
5

2
3

4

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc có dịch chuyển góc như nhau
● Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng:
+ Ưu điểm:
- Hiệu quả phanh chiều tiến và lùi là như nhau.
- Sự cân bằng của cơ cấu phanh và mômen phanh do guốc trước và
sau tạo ra sự ổn định chất lượng phanh.
+ Nhược điểm: Do cam phanh có biên dạng là đường thân khai hoặc
acximet nên điểm đặt lực đẩy không ổn định. Do đó trong quá trình phanh cam sẽ
chóng mòn.
+ Phạm vi sử dụng: Sử dụng rộng rãi trên xe tải cỡ lớn.
a) Cơ cấu phanh tang trống có điểm đặt cố định về hai phía lực dẫn động
bằng nhau.


- Hiệu quả phanh chiều tiến và lùi là như nhau.
+ Nhược điểm:
- Lực phanh tăng mạnh khi bánh xe trượt lết. Chất lượng phanh giảm
khi phanh liên tục do hệ số ma sát giảm khi bị đốt nóng. Các tấm ma sát mòn
không đều.
+ Phạm vi sử dụng:

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

8

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

- Cơ cấu loại hai mặt tựa tác dụng đơn thường được bố trí ở các bánh xe
cầu trước của ô tô du lịch và ô tô tải nhỏ.
- Cơ cấu loại mặt tựa tác dụng kép thường được bố trí ở các bánh xe cầu
sau của ô tô du lịch và ô tô tải nhỏ.
c) Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa.

Hình 1.5 Cơ cấu guốc phanh tự cường hóa
+ Ưu điểm: Lực ép guốc phanh vào trống phanh đều
+ Nhược điểm: Má phanh mòn không đều
1.2.1.2 Cơ cấu phanh đĩa.
Cơ cấu phanh đĩa sử dụng trên ôtô bao gồm cơ cấu phanh đĩa có giá

● Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng:
+ Ưu điểm: Hai má phanh mòn đều vì lực ép do dầu thủy lực tạo ra đề ở
hai piston.
+ Phải cần xi lanh bánh xe có thể tích bằng nhau, không gian bố trí trật,
không khí vào làm mát đĩa kém, giá thành cao.
1.2.2 Dẫn động phanh.
1.2.2.1 Dẫn động phanh cơ khí.

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

10

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

Hình 1.8 Sơ đồ dẫn động phanh cơ khí
● Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng:
+ Ưu điểm: Kết cấu đơn giản nhưng không tạo ra mômen phanh lớn do
hạn chế lực điều khiển của người lái,vì vậy nó ít được sử dụng ở hệ thống phanh
chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng. Độ tin cậy làm việc cao, độ cứng
vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc không lâu dài.
+ Nhược điểm: Dẫn động phanh cơ khí có hiệu suất truyền lực không cao,
thời gian phanh lớn.
1.2.2.2 Dẫn động phanh thủy lực.
Dẫn động phanh thủy lực gồm hai loại là dẫn động phanh thủy lực một dòng

dụng dầu phanh.
+ Nhược điểm : Độ nhạy kém ( thời gian chậm tác dụng lớn) do không
khí bị nén khi chịu lực.
1.2.3 Trợ lực phanh.
a) Trợ lực khí nén.

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

12

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

Hình 1.1 Trợ lực khí nén
2

+ Ưu điểm: Lực cường hóa lớn vì áp suất khí nén có thể từ 5-7 KG/cm .
+ Nhược điểm: Số lượng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức
tạp. Đối với các loại xe không lắp máy khí nén thì không sử dụng bộ cường hóa
kiểu này
b) Trợ lực chân không, loại đồng trục.

Hình 1.12 Sơ đồ bộ trợ lực chân không
● Ưu, nhược điểm:
+ Ưu điểm : Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi

lắp bộ điều hoà lực phanh.

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

14

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

+ Nhược điểm: Hiệu quả điều chỉnh không cao, chỉ thích hợp cho xe có đường
đặc tính lí tưởng cong nhiều. Hiệu quả của phanh sẽ kém khi đi trên đường có
độ lồi lõm và nhiều ổ gà.
Áp suất trong xi lanh làm việc của các cơ cấu phanh ở cầu sau được hạn chế tuỳ
theo tải trọng tác dụng lên cầu sau, tải trọng này thể hiện qua lực đàn hồi của lò
xo tác dụng lên các van, do đó ứng với mỗi tải trọng khác nhau sẽ cho lực lò xo
khác nhau.

● Bộ điều hoà lực phanh loại hai thông số.

Hình 1.15 Kết cấu bộ điều hòa lực phanh động
Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

15


Hình 1.17 Kết cấu bộ điều hòa lực phanh kép
+ Ưu điểm: Được dùng cho loại phanh có đường ống bố trí mạch chéo để làm
tăng hiệu quả phanh khi có một mạch dầu bị hỏng.
+ Nhược điểm: Kết cấu phức tạp.
d) Bộ điều hòa lực phanh có van đi tắt.

Hình 1.18 Kết cấu bộ điều hòa lực phanh có van đi tắt
+ Ưu điểm: Nếu mạch dầu phanh trước bị hỏng do lý do nào đó nó sẽ làm
ngừng hoạt động của van điều hòa ở điều kiện trên để giảm quãng đường
phanh.
+ Nhược điểm: Cấu tạo phức tạp.
e) Bộ điều hòa lực phanh không có van đi tắt.

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

17

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

Hình 1.19 Kết cấu bộ điều hòa lực phanh không có van đi tắt
+ Ưu điểm: Kết cấu đơn giản.
+ Nhược điểm: Khi mạch trước bị hỏng, van điều hòa vẫn làm việc nên
không tăng được lực phanh nên bánh sau.


thất như của Highlander thông thường. Điểm nổi bật của Highlander Hybrid
chính là động cơ sử dụng công nghệ Hybrid làm cho chiếc xe này vừa tiết kiệm
nhiên liệu, giảm thiểu phát sinh khí thải mà vẫn giữ được sự mạnh mẽ và linh
hoạt đặc trưng của dòng xe thể thao đa dụng SUV.
1.3.2 Bảng thông số kỹ thuật xe Toyota highlander 2008.
Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

19

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

- Động cơ:

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

Toyota SE 2.7

- Dung tích xilanh/kiểuđộng cơ
(lít):

2.7L-L4DOHC Dual WTi

- Công suất cực đại ( hp/rpm ).

187/5.800


165

- Trọng lượng bản thân (kg).

1.790

- Trọng lượng toàn bộ (kg).

2.495

- Lốp xe.

245/65R17

- Chiều dài toàn bộ xe(mm)

4785

- - Chiều cao hg (mm)

700

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

20

Lớp: Cơ Khí ô tô

K14A Thanh Xuân

21

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

sát sinh ra tại đó tạo nên mô men phanh làm giảm tốc độ quay của các bánh xe
bắt chặt với đĩa phanh (hoặc tang trống).
- Khi nhả phanh: Áp suất dầu điều khiển giảm nhỏ, các phớt bao kín của xi lanh
phanh trước có khả năng đàn hồi, các lò xo hồi vị của cơ cấu phanh sau, kéo các
piston trở về vị trí ban đầu làm tách má phanh ra khỏi đĩa phanh và trống phanh.
- Khi xảy ra dò rỉ dầu ở một dòng nào đó thì dòng còn lại vẫn làm việc bình
thường nên ta vẫn phanh được xe dừng lại.
2.2.1 Cơ cấu phanh trước.
a. Cấu tạo.
2

3

4

5

30




Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

lắp hai bên đĩa phanh nhờ giá có rãnh hướng tâm và định vị bằng chốt dọc trục
hoặc bằng các mảnh hãm.
- Tấm chống ồn: Có nhiệm vụ là tránh cho tiếng kêu khác thường khi

má phanh bị rung tại thời điểm phanh.
b. Nguyên lý làm việc.
- Khi người lái tác động lên bàn đạp phanh dầu phía sau xi lanh chính có áp
suất cao hơn nên dầu chảy đến các xi lanh bánh xe làm cho piston áp sát các
má phanh vào đĩa phanh làm giảm tốc độ quay hoặc làm cho đĩa phanh dừng
hẳn.
- Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp. Áp suất dầu trong đường ống mất đi,
và piston hồi vị lại một khoảng dưới tác dụng lực đàn hồi của cuppen xi lanh
phanh. Khi nhả phanh các má phanh luôn được giữ cách mặt đĩa một khe hở
nhỏ do đó tự động điều chỉnh khe hở.
2.2.2 Cơ cấu phanh sau.
a.Cấu tạo.

Hình 2.3.Cơ cấu phanh sau
1. Xi lanh phanh chính; 2. Guốc phanh; 3. Lò xo hồi vị; 4. Tấm đẩy; 5. Cam
lệch; 6. Chốt lệch tâm; 7. Cần đẩy; 8.Thanh đẩy.

Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân


kỳ má phanh sát với bề mặt trống phanh. Bộ điều chỉnh trên xe này là một cụm
bằng ren.
b. Nguyên lý hoạt động.
- Ma sát trong cơ cấu phanh khi phanh được tạo ra do má phanh áp vào tang
trống, có được điều đó là do đầu dưới của hai má được định vị bởi chốt xoay
còn đầu trên có thể bung ra tựa như bản lề và áp vào tang trống dưới tác dụng
của cam ép hoặc cụm piston-xi lanh của cơ cấu phanh. Khi tác dụng vào bàn
Sinh viên: Vũ Văn Nam
K14A Thanh Xuân

24

Lớp: Cơ Khí ô tô


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Trung

đạp phanh chất lỏng với áp suất cao truyền đến xi lanh 1 tạo nên lực ép trên các
piston và đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh, do đó quá trình được tiến hành.
- Khi nhả bàn đạp phanh, lo xo sẽ kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu,
giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc.
2.2.3 Dẫn động phanh.
1. Xi lanh phanh chính.
a. Cấu tạo.

Hình 2.4 Xi lanh phanh chính xe highlander 2008
1. Lò xo hồi vị piston số 2; 2. Cuppen cao xu; 3. Piston số 2; 4. Lò so hồi vị
piston số 1; 5. Piston số 1; 6. Cần đẩy; 7. Bình chứa dầu; 8. Cốc chặn lò xo;