Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn
MỤC LỤC

Lớp: 65DLOT21

1
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

LỜI NÓI ĐẦU
Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt
là đối với các nước có nền kinh tế phát triển.Có thể nói rằng mạng lưới giao thông vận
tải là mạch máu của một quốc gia,một quốc gia muốn phát triển nhất thiết phải phát
triển mạng lưới giao thông vận tải.
Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thông đường bộ đóng
vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vận chuyển trong nội địa bằng
ôtô.
Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành ôtô ngày càng phát triển
hơn.Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ hiện nay ngành công nghiệp ôtô đã có sự phát
triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu của con người.Những chiếc ôtô ngày càng
trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toàn hơn, tiện nghi hơn để theo kịp với xu thế của thời
đại.
Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và
xe càng trở nên cần thiết. Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều cơ cấu bảo đảm an
toàn như: cải tiến cơ cấu phanh,dây đai an toàn,túi khí trong đó cơ cấu phanh đóng vai


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 thủy lực trợ lực khí nén.

-

Yêu cầu của hệ thống phanh.
Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô đảm nhận chức năng an toàn chủ

động nên nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Có hiệu quả phanh cao nhất trong mọi trường hơp mà bánh xe không bị trượt.
- Hoạt động êm dịu, không giật để đảm bảo êm dịu khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm nhẹ cường độ lao động của người lái xe.
- Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
- Đảm bảo phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn
toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
- Không có hiện tượng tự xiết, thoát nhiệt tốt, có hệ số ma sát cao và ổn định. Giữ được
tỉ lệ thuận giữa lực đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh.
- Có độ tin cậy cao, độ bền, tuổi thọ cao, giá thành hạ.


Ngoài ra trên các xe hiện đại ngày nay còn được bố trí các hệ thống đảm bảo an

toàn như hệ thống chống bó cứng ABS, phanh khẩn cấp BA, phân bố lực phanh điện tử
EBD và một số hệ thống hỗ trợ khác.
Sau đây ta sẽ đi vào tìm hiểu cụ thể kết cấu,nguyên lý hoạt động cũng như ưu khuyết
điểm của từng bộ phận.
4.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp giảm tốc độ góc của bánh xe ô tô.
Quá trình phanh được thực hiện nhờ cơ cấu ma sát giữa phần quay và phần cố
định. Phần quay có thể dạng trống hoặc đĩa.Phần cố định được liên kết cứng với dầm
cầu hoặc đặt ở vỏ xe.
Trên xe có hai loại cơ cấu phanh là cơ cấu phanh đĩa và cơ cấu phanh tang
trống.Cơ cấu phanh đặt trong lòng bánh xe có ưu điểm là phanh trực tiếp bánh xe,
không ảnh hưởng đến khoảng sáng gầm xe dễ bảo dưỡng,điều chỉnh.
4.1.1. Cơ cấu phanh tang trống
* Cơ cấu phanh tang trống bao gồm:

Lớp: 65DLOT21

4
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Tang trống quay,bên trong tang trống là guốc phanh,lò xo hồi vị và xi lanh công
tác.Guốc phanh làm bằng kim loại trên bề mặt được tán hoặc dán với má phanh,guốc


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

• Có hai loại cơ cấu phanh đĩa:Loại có giá đỡ cố định và loại có giá đỡ di động.
• Nguyên lý hoạt động:
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 con 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.Do đĩa phanh quay làm cho các má phanh di
chuyển ra xa đĩa phanh và đẩy các piston về vị trí ban đầu.
Quá trình phanh kết thúc.
Phanh đĩa ngày càng được dùng phổ biến trên các loại ô tô con có vận tốc cao cả ở
cầu trước và cầu sau.Đó là do cơ cấu phanh đĩa có ưu điểm so với cơ cấu phanh tang
trống:
-

Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi hơn
phanh tang trống.Giúp cho bánh xe làm việc ổn định nhất là ở nhiệt độ cao.

-

Khối lượng các chi tiết nhỏ gọn,nên khối lượng các chi tiết không treo nhỏ. Nâng
cao sự êm dịu và sự bám đường của ô tô.

-

Khả năng thoát nhiệt tốt.


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 1.5 Cơ cấu phanh dừng
1. Nút ấn 2. Tay điều khiển 3. Cam phanh 4. Chốt 5. Lò xo 6 . Tang trống
7. Vít điều khiển 8. Guốc phanh
4.2. Dẫn động phanh
•
-

Dẫn động phanh bao gồm:
Dẫn động phanh bằng cơ khí.
Dẫn động phanh bằng thủy lực.
Dẫn động phanh bằng khí nén.
Dẫn động phanh bằng thủy khí kết hợp.

• Yêu cầu của dẫn động phanh:
-

Đảm bảo lực đẩy cần thiết tác dụng lên guốc phanh của tất cả các cơ cấu phanh.
Đảm bảo có tác động tùy động.Nghĩa là đảm bảo tỉ lệ giữa các lực tác dụng lên
bàn đạp phanh và mômen phanh tác dụng lên bánh xe.
- Thời gian chậm tác dụng phải nhỏ.
- Đảm bảo độ tin cậy khi làm việc.
- Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện.
4.2.1. Dẫn động phanh bằng cơ khí
Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo
được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển người lái.Dẫn động phanh loại này
chủ yếu dùng ở cơ cấu phanh dừng (phanh đỗ).

8
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 1.8 Kết cấu xi lanh chính
1. Phao 2. Bình cân bằng 3. Buồng trợ lực chân không 4. Đũa ép piston
5. Piston 6. Lỗ dầu 7. Bàn đạp
-

Xi lanh bánh xe (Xi lanh công tác):

Hình 1.9 Xi lanh công tác ( xi lanh bánh xe )
1. Xi lanh 2. Piston 3. Phớt chắn dầu 4 Vòng chắn bụi 5. Tấm ma sát
• Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực có hai loại là dẫn động phanh
một dòng và dẫn động phanh hai dòng.

Hình 1.10 Dẫn động phanh một dòng và hai dòng

Lớp: 65DLOT21

9
SV:Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp


 Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
 Khi bị rò rỉ thì hệ thống mất tác dụng.
-

Phạm vi ứng dụng: Dùng trên xe con và xe vận tải nhỏ.

4.2.3. Dẫn động phanh khí nén

• Bố trí dẫn động phanh khí nén trên ô tô:

Hình 1.11 Dẫn động phanh khí nén
1 Máy nén không khí, 2 Bình chứa không khí nén , 3. Bầu phanh ,
4. Cơ cấu phanh sau, 5. ống dẫn không khí , 6. Van phanh , 7. Bàn đạp phanh, 8. Cơ
cấu phanh trước

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 10
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Để giảm lực điều khiển bàn đạp đối với ô tô tải trung bình và lớn người ta sử
dụng dẫn động phanh bằng khí nén.Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển
bàn đạp chủ yếu là dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cõ cấu phanh
là do áp suất khí nén tác ðộng lên bầu phanh thực hiện.
• Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng:


Phần dẫn động khí nén:Bao gồm từ máy nén khí bình chứa khí,van phân phối khí
và các xi lanh khí nén.

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 11
Trung


Đồ án tốt nghiệp
-

GVHD: Đào Văn Toàn

Phần máy nén khí van phân phối có cấu tạo và nguyên lý làm việc như trong hệ
thống dẫn động bằng khí nén.

-

Phần xi lanh chính,xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý làm việc như trong hệ
thống dẫn động thủy lực.

• Loại dẫn động này thường dùng trên ô tô tải trung bình và lớn.

4.3. Trợ lực phanh
-

Để người lái không phải tác dụng lớn vào bàn đạp phanh người ta bố trí thêm bộ
trợ lực phanh.


Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 12
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

1. Lọc 2 Van thấp áp 3. Lò xo 4. Thanh đẩy 5. ống áp thấp
6. Màng cao su 7. Piston van 8. Piston trợ lực
-

Bộ cường hóa bằng chân không gồm ba cụm cơ bản sau: Nguồn chân không,
cụm van điều khiển,xi lanh cường hóa.

-

Nguồn chân không với động cơ xăng có chế hòa khí có thể tạo nên độ chênh áp
với khí quyển là 0,4 – 0,5 KG/cm 2.Trên đường ống nối với xi lanh cường hóa có
một van một chiều không cho phép không khí từ động cơ chạy vào xi lanh cường
hóa.Van một chiều có thể đặt trên đường ống nạp hoặc ngay xi lanh lực.Trên động
cơ phun xăng hoặc động cơ diesel nguồn chân không là một bơm chân không.

4.4. Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh và chống bó cứng ABS
4.4.1. Hệ thống phanh có bộ điều hòa lực phanh
Van điều hoà lực phanh(van P) được đặt giữa xi lanh chính của đường dẫn dầu
và xilanh phanh của bánh sau.Cơ cấu này tạo ra lực phanh thích hợp để rút ngắn quãng

+ Nguyên lý làm việc:Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, nếu bánh
xe đạt tới giá trị gần bó cứng,tín hiệu của cảm biến chuyển về bộ điều khiển trung
tâm.Máy tính lựa chọn chế độ, đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất,cắt
đường dầu từ xi lanh chính tới xi lanh bánh xe.Do đó lực phanh ở cơ cấu phanh không
tăng được nữa,bánh xe có xu hướng lăn với tốc độ cao,tín hiệu từ cảm biến lại đưa về
bộ điều khiển trung tâm,bộ điều khiển trung tâm điều khiển van điều chỉnh áp suất để
mở đường dầu tăng thêm áp suất dẫn ra xi lanh bánh xe, thực hiện tăng lực phanh cho
cơ cấu phanh, nhờ đó bánh xe lại bị phanh và giảm tốc độ quay đến khi gần bó
cứng.Quá trình xảy ra được lặp lại theo một chu kỳ liên tục đến khi dừng hẳn.Khoảng
15 lần mỗi giây.
II. Phân tích hệ thống phanh trên xe Toyota camry 2004
1. Bố trí hệ thống phanh trên xe camry 2004
Xe ô tô CAMRY là một trong những ô tô hiện đại của TOYOTA Việt Nam hiện nay
với nhiều tính năng vượt trội và được trang bị nhiều hệ thống hiện đại. Trong số các hệ

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 14
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

thống hiện đại trên xe phải kể đến hệ thống phanh được tích hợp các hệ thống như: Hệ
thống chống bó cứng bánh xe ABS ( Anti-lock Brake System); Hệ thống hỗ trợ phanh
gấp BA( Brake Assist);
Hệ thống bao gồm:
- Một xi lanh chính loại "tăng đem";

Dẫn động phanh cần phải đảm bảo nhẹ nhàng, nhanh chóng và tính đồng thời làm
việc của các cơ cấu phanh. Đồng thời đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các
bánh xe. Mặt khác dẫn động phanh còn phải đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực tác dụng lên bàn
đạp phanh và các lực dẫn động cho các cơ cấu phanh làm việc, đảm bả hiệu suất làm
việc cao.
Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm : bàn đạp phanh, bộ trợ lực chân
không, xi lanh phanh chính, cơ cấu tín hiệu, các đường ống dẫn và các ống mềm nối
ghép giữa xi lanh phanh chính và các xi lanh bánh xe.
Dẫn động phanh dầu có ưu điểm phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao (do dầu
không bị nén). Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫn động dầu
không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh.
Dẫn động của xe là dẫn động hai dòng độc lập. Dẫn động hai dòng có nghĩa là từ
đầu ra của xi lanh chính có hai đường dầu độc lập dẫn đến các bánh xe của ôtô. Để có
hai đầu ra độc lập người ta sử dụng xi lanh chính kép (loại "tăng đem"). Ở sơ đồ hình a
thì một dòng được dẫn động ra hai bánh xe cầu trước còn một dòng được dẫn động ra
hai bánh xe cầu sau. Với cách bố trí này một trong hai dòng bị rò rỉ dòng còn lại vẫn có
tác dụng. Ví dụ trên hình vẽ khi dòng dầu ra cầu trước bị rò rỉ thì dòng dẫn ra cầu sau
vẫn có tác dụng và lực phanh vẫn xuất hiện ở hai bánh sau khi phanh.
ở sơ đồ hình b thì một dòng được dẫn tới một bánh xe phía trước và một bánh xe phía
sau so le nhau, còn một dòng được dẫn tới hai bánh xe so le còn lại.
Trong trường hợp này khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng và
lực phanh vẫn sinh ra ở hai bánh xe so le trước và sau.

Hình 2.2 Sơ đồ dẫn động phanh
a Xi lanh phanh chính :
Nhiệm vụ : Nhiệm vụ của xi lanh phanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu
có áp suất cao đồng thời vào cả hai đường dẫn động thủy lực truyền đến các xi lanh
công tác ở các banh xe. Các buồng của xi lanh phanh chính được cung cấp dầu phanh từ
bình dầu riêng biệt bố trí trên thân xi lanh.


thông với các khoang trước và sau của mỗi pittông.

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 17
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

Hình 2.4 : Trạng thái đạp phanh
Khi đạp phanh, trước hết pittông số 1 dịch chuyển sang trái khi đó đi qua lỗ bù dầu thì
áp suất dầu ở khoang phía trước của pittông số 1 sẽ tăng để cùng lò xo hồi vị số 1 tác
dụng lên pittông thứ cấp số 2 cùng dịch chuyển sang trái. Khi pittông số 2 đi qua lỗ bù
dầu thì khoang phía trước của pittông số 2 cũng được làm kín nên áp suất bắt đầu tăng.
Từ hai cửa ra của xi lanh chính, dầu được dẫn tới các xi lanh bánh xe. Sau khi các
pittông trong các xi lanh bánh xe đã đẩy các má phanh khắc phục khe hở để áp sát vào
dĩa phanh thì áp suất dầu trong hệ thống bắt đầu tăng để tạo ra lực phanh ở các má
phanh.
Hình 2.5 :
Trạng thái
nhả phanh

Khi nhả bàn đạp phanh dưới tác dụng của các lò xo hồi vị ở cơ cấu phanh, ở bàn
đạp phanh và các lò xo hồi vị pittông trong xi lanh chính thì các pittông 1 và 2 được đẩy

Lớp: 65DLOT21


5. Thân trước trợ lực 6.Thân van 7.Bu lông 8.Đế van
9.Lò xo van khí 10.Chắn bụi 11.Lò xo van điều khiển 12.Lọc khí
13.Cần van điều khiển 14. Giá đỡ lò xo 15.Van van ĐK 16.Van khí

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 19
Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Đào Văn Toàn

17. Tấm chặn 18. Cần đẩy trợ lực 19.Bu lông 20.Vít điều chỉnh
21.Piston xy lanh chính 22.Xy lanh chính
A.buồng áp suất không đổi

B.Buồng áp suất thay đổi

Nguyên lý làm việc
*Trạng thái không đạp phanh :

Hình 2.7 Trạng thái không đạp phanh

Lớp: 65DLOT21

SV:Phạm Văn 20
Trung


21

SV: Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD:Đào Văn Toàn

Hình 2.9 Trạng thái giữ chân phanh.
Nếu chỉ đạp một nửa hành trình bàn đạp phanh thì cần điều khiển van 13 và van
khí 16 sẽ dừng lại nhưng piston (màng trợ lực 4). tiếp tục dịch chuyển sang trái do sự
chênh áp. Van điều khiển 15 vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điều khiển
11 nhưng nó di chuyển cùng với piston (màng trợ lực 4). Do van điều khiển 13 dịch
chuyển sang trái và tiếp xúc với van khí 16 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng
áp suất thay đổi B vì vậy áp suất trong buồng áp suất thay đổi B được giữ ổn định. Kết
quả là có sự chênh áp không đổi giữa buồng áp suất không đổi A và và buồng áp suất
thay đổi B. Vì vậy màng trợ lực 4 không dịch chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện
tại.
* Trạng thái trợ lực tối đa:

Hình 2.10 Trạng thái trợ lực tối đa.
Nếu đạp bàn đạp phanh hết hành trình, van khí 16 sẽ tách hoàn toàn ra khỏi van
điều khiển 15. Trong điều kiện này, buồng áp suất thay đổi B được điền đầy không khí và
sự chênh áp giữu buồng áp suất không đổi A và buồng áp suất thay đổi B đạt mức cực
đại. Vì vậy tạo ra kết quả trợ lực lớn nhất tác dụng lên màng trợ lực

Lớp:65DLOT21

22

Như vậy phanh vẫn có tác dụng ngay cả khi không có chân không tác dụng lên trợ
lực phanh. Tuy nhiên do trợ lực phanh không hoạt động nên chân phanh cảm thấy nặng.
* Ưu điểm của trợ lực chân không là khả năng dùng nó như một cụm phụ cùng với
việc sử dụng những bộ phận thông thường của dẫn động thủy lực.

Lớp:65DLOT21

23

SV: Phạm Văn Trung


Đồ án tốt nghiệp

GVHD:Đào Văn Toàn

* Nhược điểm là kết cấu phức tạp không gọn.
c Xi lanh công tác :
Cụm xi lanh công tác bao gồm : xi lanh được chế tạo liền khối với giá đỡ hoặc chế tạo
rời , pittông ,vòng cao su làm kín, vòng chắn bụi.
Dầu phanh được cấp vào xi lanh nhờ đường dầu khoan trên vỏ đồng thời có lỗ xả
không khí cho xi lanh. Khi phanh chất lỏng đẩy pittông ra phía ngoài tạo lên lực ép lên
các tấm má phanh. Khi thôi phanh do khe hở cho phép của các ổ bi bánh xe tạo nên rung
lắc đĩa phanh theo phương dọc trục, đẩy tấm ma sát và pittông chuyển động ngược lại.
Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh rất nhỏ ( 0,05 đến 0,1 mm).
1.1.2. Phân tích đặc điểm cơ cấu phanh xe
a Cơ cấu phanh bánh trước :
Cơ cấu phanh bánh trước ô tô Toyota RAV4 ơ cấu phanh đĩa có giá di động có khả năng
điều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín.Trong kiểu này ,xi lanh công
tác được lắp đặt di động trên một hoặc hai chốt dẫn hướng có bạc lót bằng cao su ,nhờ


Hình 2.13 đồ nguyên lý hoạt động cơ cấu phanh đĩa
Hoạt động :

Lớp:65DLOT21

25

SV: Phạm Văn Trung