MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................3
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ. 4
1.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI. ...............................................4
1.1.1.Công dụng . ................................................................................................4
1.1.2.Yêu cầu. ......................................................................................................4
1.1.3. Phân loại. ................................................................................................. 4
1.2. KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH. .................................................................. 5
1.2.1. Dẫn động phanh. ...................................................................................... 5
1.2.2. Phanh dừng và hệ thống phanh phụ.........................................................12
CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HT PHANH XE HYUNDAI HD 65. .13
2.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA Ô TÔ HYUNDAI HD
65.....13
2.2 .THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE TẢI HYUNDAI HD65. ...................15
2.1 CHỌN LOẠI PHANH CHO THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE TẢI
HYUNDAI HD65. .................................................................................................15
2.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG PHANH CHÍNH .........16
2.3. KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG PHANH. ...............16
2.3.1. Bầu trợ lực chân không và xi lanh chính kép. .............................................17
2.3.2. Cơ cấu phanh. ..........................................................................................19
2.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI HD
65......22
2.3.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH. ..........22
2.3.2. TÍNH TOÁN CÁC YÊU CẦU CHO THIẾT KẾ. .......................................22
a. Tính toạ độ trọng tâm a,b. ................................................................................22
b. Tính mô men phanh yêu cầu..............................................................................24
c. Hệ số phân bố tải trọng . ...................................................................................26
2.3.3. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH. ................................................................27
a. Tính mô men phanh mà cơ cấu phanh sinh ra...................................................27
b. Tính mô men đối với cơ cấu phanh cầu trước................................................30
c. Đối với cơ cấu phanh cầu sau. .......................................................................30

an toàn mọi tình huống. Nên hệ thống phanh ô tô cần thiết bảo đảm bền vững, tin
cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh
được...để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành.
Trong đồ án môn học kết cấu tính toán ô tô này em được giao nhiệm vụ:
Tính toá n thiết kế hệ thống phanh trên xe HYUNDAI HD 65.
Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn, thiếu kinh nghiệm thực tế
nên trong khuôn khổ đồ án này sẽ không tránh những thiếu sót. Em rất mong các
thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân
thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn và các thầy cô giáo bộ môn đã tận tình giúp đỡ
hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài của mình.
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Hoàng Sỹ Trường

3


CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ.
1.1. CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI.
1.1.1.Công dụng .
Hệ thống phanh dùng để:
Giảm tốc độ của ô tô, máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần
thiết nào đó.
Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô, máy kéo đứng yên tại
chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang.
Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:
Nó đảm bảo cho ô tô,máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc
Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng
suất vận chuyển của xe.

4


Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Phanh cân bằng
và phanh không cân bằng.
Phanh dãi.

(a)
(b)
(c)
Hình 1-1. Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.
a- Phanh trống-Guốc: b- Phanh đĩa: c- Phanh dải:
1.2. Dẫn động phanh
1.2.1. Dẫn động phanh.
a. Dẫn động thủy lực.
Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:
Nguyên lý làm việc:
Khi người lái tác dụng trên bàn đạp phanh 6, piston 4 trong xylanh chính 5 sẽ
dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái. Do
đó áp suất trong khoang B cũng tăng theo. Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống
dẫn 2 và 8 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh.
4
3
6
1

7
2
B



11

12

Sc
Sd
1
Pc

Pc
6
7

A

Sc

B

Phd

2

3

Sp
5

2

cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt
giá trị cực đại.
- Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô
tô du lịch và tải nhỏ.
Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén:
Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén để tạo lực phụ,
thường được lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho
người lái. Bộ trợ lực phanh loại khí nén có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực
phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô tô tải.

7


9
5

1
A

6

7
8

2
1
3

4


3

1

5

6
7

9
8

10

11

Hình 1-5. Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.
1 - Bàn đạp; 2- Xi lanh chính; 3,4- Van phanh; 5,6- Xi lanh bánh xe; 7- Bộ
tích năng; 8- Bộ điều chỉnh áp suất tự động kiểu rơle; 9- Bơm tích năng; 10- Van an
toàn; 11- Bơm.
Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và
4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xi lanh bánh xe 5
và 6. Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xi lanh 5 và 6 càng cao. Bộ điều chỉnh tự
động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình
tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho
hệ thống khỏi bị quá tải.
b. Dẫn động khí nén.
*. Ưu nhược điểm:
Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.

7
8

Hình 1-6. Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc.
1- Máy nén khí; 2- Van an toàn; 3- Bộ điều chỉnh áp suất; 4- Bộ lắng lọc tách ẩm;5Van bảo vệ kép; 6,10- Các bình chứa khí nén; 7,9- Các bầu phanh xe kéo; 8- Tổng
van phân phối.
Nguyên lý làm việc:
- Không khí nén được nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 3, bộ lắng
lọc tách ẩm 4 và van bảo vệ kép 5, vào các bình chứa 6 và 10. Van an toàn 2 có
nhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều khiển 3 có sự cố. Các bộ phận nói trên hợp
thành phần cung cấp (phần nguồn) của dẫn động.
- Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 8. Ở trạng
thái nhả phanh, van 8 đóng đường không khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và
mở thông các bầu phanh với khí quyển.
- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc cắt đường thông
các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các phanh 7 và 9 tác
dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại.
- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò
xo hồi vị.
- Trong trường hợp xe kéo moóc, dẫn động phanh rơ moóc có thể thực hiện
theo sơ đồ một đường hoặc hai đường.

10


Dẫn động phanh rơ moóc một đường:
11

18


xo hồi vị.
- Quá trình phanh ứng với quá trình giảm áp suất trong đường ống nối giữa xe
kéo và rơmoóc (xả khí nén ra ngoài).
- Trong trường hợp rơmoóc bị tuột khỏi xe kéo, thì khí nén từ đường nối 14
cũng bị xả ra ngoài tương tự như khi người lái đạp phanh. Nhờ đó rơmoóc sẽ được
tự động phanh lại, đảm bảo tránh các sự cố giao thông nguy hiểm.
- Khi phanh, bình chứa của rơmoóc không được cung cấp khí nén.
11


Dẫn động phanh rơmoóc hai đường:
11

12

16

13

17
21

19

20

15

Hình 1-8. Sơ đồ dẫn động phanh rơ moóc hai đường.
11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt , nối đường ống; 13- Các đầu

đường dài và liên tục. Bởi thế hệ thống phanh này còn gọi là phanh chậm dần.
Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh không
lớn lắm trong thời gian dài.
Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điều
kiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.
Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độ
trung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp
và có khi là động cơ nữa. Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệ thống phanh
chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc.
Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí ( không khí ),
thủy lực và điện động.
Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hành
khách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn.

CHƯƠNG II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HT PHANH XE HYUNDAI HD 65.
2.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA Ô TÔ HYUNDAI HD 65.
NHÀ SẢN XUẤT

Hyundai

NHÃN HIỆU

Mighty HD65

CÔNG THỨC BÁNH XE

4 x 2 - CBU

Loại xe


TRỌNG LƯỢNG XE
Trọng lượng bản thân(kg)
Tải trọng cho phép(kg)

2500

Trọng lượng toàn bộ(kg)

6500

Trọng lượng phân bố cầu trước(kg)

2300

Trọng lượng phân bố cầu sau(kg)

4200

KÍCH THƯỚC XE
Kích thước tổng thể(mm)

6210 x 2270 x 2060

Kích thước thùng (lọt lòng)(mm)

4340 x 1920 x 380
13


Chiều dài cơ sở(mm)


Tỷ số truyền số 1/ số lùi

ih1=ihr=5,181

Tỷ số truyền số 2

ih2=2,865

Tỷ số truyền số 3

ih3=1,593

Tỷ số truyền số 4

ih4=1,000

Tỷ số truyền số 5

ih5=0,739

CÁC ĐĂNG

P3

Loại

Dạng ống, vật liệu thép rèn

Kích cỡ

LỐP XE & MOAYƠ
Hãng sản xuất lốp

Hancook hoặc Kumho Hàn Quốc

Lốp trước

7,00R16-10PR

Lốp sau

7,00R16

Moay ơ trước

5,50Fx16SDC-115

Moay ơ sau

5,50Fx16SDC-115

HỆ THỐNG PHANH
Phanh chính

Thuỷ lực 02 dòng trợ lực chân không
14


Kích thước cơ cấu phanh trước(mm)


Hiệu cơ cấu lái

Mando Hàn Quốc

Loại cơ cấu lái

Ê cu bi, thanh răng - cung răng, trợ lực
thủy lực.

Đường kính vô lăng lái(mm)

410

Hành trình piston cơ cấu lái(mm)

23,6

Tỷ số truyền hệ thống lái

26,5~30

Góc quay bánh trong(độ)

44

Góc quay bánh ngoài(độ)

34

Bán kính quay vòng tối thiểu(m)

15


2.2.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG PHANH CHÍNH .
6

2

3

5

4

A

10

B

1

9

7

8

Hình 2-1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh.
1 Bàn đạp phanh, 2 Van nối giữa khoang A và không khí, 3 Van nối giữa khoang A

6

7

8

9

10

16
15

14

13

12

11

Hình 2-2. Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không.
1 Ống nối, 2 Thân sau trợ lực, 3 Piston trợ lực, 4 Màng trợ lục, 5 Thân trước trợ lực
, 6 Bu lông, 7 Phớt thân van, 8 Phớt điều khiển, 9 Bọc ngoài van điều khiển, 10 Lò
xo van hồi van khí ,11 Thanh điều khiển van không khí , 12 Lọc khí, 13 Thân van ,
14 Piston điều khiển, 15 Cần đẩy, 16 Bu lông điều chỉnh.
*Bầu trợ lực chân không là cơ cấu sử dụng độ chênh lêch giữa chân không và áp
suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh (tăng lực ) tỷ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp
để điều khiển các phanh. Sử dụng chân không trong đường ống nạp.
Bầu trợ lực chân không bố đồng trục với xi lanh chính kép.

3

4

5

7
6
274

Hình 2-3. Xilanh chính.
1 Thân xilanh chính, 2 Piston, 3 cuppen piston, 4Vít chặn, 5 Lò xo, 6 Vít,7 Lổ vào,
8 Lổ bù, 9 Đường dầu đến xilanh bánh xe
*Xi lanh chính.
Khi đạp bàn đạp phanh lực được truyền qua cần đẩy vào xi lanh chính để đẩy piston
trong xi lanh này. Lực của áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính được truyền qua
các đường ống dầu phanh đến từng xi lanh phanh.
Nguyên lý hoạt động.
+Khi không tác dụng vào bàn đạp.
Các phớt của piston 1,2 được đặt giữa cửa vào và cửa bù tạo ra một đường đi giữa
xi lanh chính và bình chứa. Piston số 2 được lò xo hồi vị đẩy sang phải, nhưng
bulong chặn không cho nó đi xa hơn nữa.
+Khi đạp bàn đạp phanh.
Piston số 1 sẽ dịch chuyển sang trái phớt của piston này sẽ bịt kín lỗ bù chặn đường
đi giữa xi lanh và bình chứa. Khi piston bị đẩy thêm nó làm tăng áp suất thuỷ lực
bên trong xi lanh chính. Áp suất này tác động vào xi lanh phía sau, áp suất này củng
đẩy piston sô 2 nên piston này hoạt động giống piston số 1.
+ Khi nhả bàn đạp phanh.
Các piston được đẩy về vị trí ban đầu nhờ áp suất thuỷ lực và lực lò xo hồi vị.Tuy
nhiên do dầu phanh từ xi lanh phanh không chảy về ngay nên áp suất thuỷ lực bên

128

5
4

1

2

3

Hình 2-5. Cơ cấu phanh sau.
1 Mâm phanh, 2 Má phanh, 3 Guốc phanh, 4 Lò xo, 5 Xi lanh bánh xe, 6 Piston, 7
Đinh tán, 8 Chốt định vị.
Cơ cấu phanh sau loại trống–guốc có hai xi lanh phanh, mỗi một xi lanh là hai
piston, cơ cấu điều chỉnh đặt ngược chiều.

40


Phanh tay hệ thống truyền lực.

8
7

1
6
2

3


Mm

120

Độ

Góc ôm má phanh

Khoảng cách từ tâm O đến điểm
tì của guốc
Khoảng cách hai điểm tì cố định

0

20

1

15

2

135

s

136

Mm

b ro

là hệ số biến dạng của lốp, chọn

b=

0,94

r0 là bán kính thiết kế của lốp.
Ký hiệu lốp xe: 7R16,-10PR Với: 7,00 là bề rộng của lốp (insơ).
R- cấu trúc lớp xương lốp.
16- đường kính vành bánh xe (insơ).
ro= ( B

d
).25,4
2

(7

16
).25,4
2

381 (mm).


⇒ rbx = 0,94.381=358,14(mm) = 0,35814(m)
Trường hợp ô tô đầy tải:
Tọa độ trọng tâm của xe a, b, hg.

+ P2 là lực phanh ở bánh xe sau.
+ Pw là lực cản của không khí.
+ Pj là lực quán tính của xe sinh ra khi phanh.
+ L chiều dài cơ sở của ôtô.
+ Hg chiếu cao trọng tâm.
+ a , b toạ độ trọng tâm.
Khi xe đứng yên tức là lúc này lực cản lăn, lực phanh, lực cản không khí đều bằng
0. Viết phương trình cân bằng mômen khi xe đứng yên ta có toạ độ trọng tâm theo
chiều dọc a,b :
L.G1 =
b=

b=

b.Ga
L.G1
Ga

L.G1
Ga

3375.2300
6500

= 1194,23( mm )

Mà ta lại có : L = a + b => a = L – b = 3375 -1194,23= 2180,77(mm)


b. Tính mô men phanh yêu cầu.

L 

p max

.hg 


g

(5.1)



Ga : Trọng lượng toàn bộ của xe.
Z2 : Phản lực pháp tuyến tại bánh xe sau khi phanh.
L : Chiều dài cơ sở của xe.
Jp : Gia tốc chậm dần khi phanh.
g: Gia tốc trọng trường.

Phương trình cân bằng môment đối với điểm O2:
Z1 .L +
+b.Ga= 0
P.hg
-b.Ga
Z1 =
Ga
Pj .hg
=
L
L


(5.4)

Phản lực tiếp tuyến tại bánh xe khi phanh là:
G
(5.5)
Z 2= a a
bx .hg
L
Momen phanh yêu cầu ở mỗi bánh xe trước/sau là :