..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG

KHẢO SÁT VÀ TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HÊ THỐNG
PHANH TRÊN XE Ô TÔ MAZDA CX – 7 2007

Sinh viên thực hiện: LÊ ANH KIỆT

Đà Nẵng – Năm 2018


Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007

TĨM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát và tính tốn kiểm nghiệm hệ thống phanh trên xe ơ tô Mazda cx-7
2007
Sinh viên thực hiện: LÊ ANH KIỆT
Số thẻ SV: 10310039 Lớp: 13C4A
Tóm tắt trình bày đồ án:
Ngày nay, ô tô đã trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng cho hành khách
và hàng hoá đối với các ngành kinh tế nước nhà, đồng thời đã trở thành phương tiện
giao thơng tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển.
Đối sinh viên ngành cơ khí động lực em nhận thấy nghiên cứu tính tốn và thiết
kế hệ thống phanh là việc rất bổ ích cho kiến thức sau này. Nhằm đi sâu tìm hiểu kết
cấu, nguyên lý làm việc, các đặc tính làm việc và tính tốn thiết kế để đi đến phương
án tối ưu của hệ thống phanh. Từ đó, đề ra những phương án thiết kế, cải tiến hệ thống
phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính năng ổn định và tính năng dẫn hướng khi
phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng

3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Trọng lượng toàn tải :

Ga = 2300 (kg).

- Động cơ :

Xăng

- Công suất cực đại :

244 hp

- Mô men xoắn cực đại :

350 N.m

- Chiều rộng cơ sở :

B = 1612 (mm).

- Chiều dài cơ sở :

L0 = 2750 (mm).

- Ký hiệu lốp :

235/60 R18

Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:

Trưởng Bộ môn……………………….

tháng

Người hướng dẫn

iv

năm 2018


Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007

LỜI NĨI ĐẦU

Trong chương trình đào tạo kỹ sư ngành động lực thì đồ án tốt nghiệp là phần
không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà đối với mỗi sinh viên cần phải
hoàn thành và qua đó hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững về ơ tơ. Sau q trình
học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát tính tốn kiểm nghiệm một bộ
phận, một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là công việc cần thiết. Điều này củng cố
kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu các vấn đề cơ bản và cũng là sự vận dụng
lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý, nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của
một cán bộ kỹ thuật.
Hệ thống phanh là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ơ tơ chạy
an tồn, do đó đảm bảo được năng suất vận chuyển. Nên hệ thống phanh trên xe đòi
hỏi phải bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định
của xe.
Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ: “KHẢO SÁT VÀ
TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ MAZDA CX-7
2007”.

cáo và danh mục tài liệu tham khảo.
Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tơi xin hồn tồn chịu
trách nhiệm.

vi


Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007

MỤC LỤC
TĨM TẮT .......................................................................................................................i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .......................................................................... iii
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................ v
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................vi
MỤC LỤC ................................................................................................................... vii
DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ ................................................................................ x
DANH SÁCH KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. xii
MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 1
Chương 1:

TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH .................................................... 2

1.1 Công dụng yêu cầu phân loại hệ thống phanh ......................................................2
1.1.1 Công dụng...............................................................................................................2
1.1.2 Yêu cầu ...................................................................................................................2
1.1.3

Phân loại .............................................................................................................3

1.2 Phân tích các loại phanh và cơ cấu phanh ............................................................ 4


KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE .................... 23

Ô TÔ MAZDA CX-7 ................................................................................................... 23
3.1. Phân tích đặc điểm kết cấu hệ thống phanh xe Mazda CX-7 .........................23
3.1.1. Giới thiệu chung hệ thống phanh trên xe Mazda CX-7......................................23
3.1.2. Nguyên lý làm việc. ............................................................................................. 24
3.2. Kết cấu và các bộ phận chính. .............................................................................28
3.2.1. Cơ cấu phanh. ......................................................................................................28
3.2.2. Xy lanh chính. .....................................................................................................30
3.2.3. Các cảm biến. ......................................................................................................31
3.2.4. Khối điều khiển điện tử ECU ..............................................................................32
3.2.5. Khối điều khiển điện tử .......................................................................................33
3.2.6. Khối thuỷ lực- điện tử (Electric-hydraulic Unit). ................................................36
3.2.7. Bộ phân phối lực phanh điện tử (EBD) ............................................................... 37
3.2.8. Trợ lực phanh ......................................................................................................37
3.2.9. Hệ thống phanh khẩn cấp Brake Assist (BA)......................................................39
Chương 4: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô
TÔ MAZDA CX-7 2007 .............................................................................................. 41
4.1. Các thơng số dùng để tính tốn ...........................................................................41
Khi xe đầy tải:................................................................................................................41
4.2. Mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau ........................................41
4.3. Xác định mô men phanh do các cơ cấu phanh sinh ra .....................................45
4.3.1. Đối với cơ cấu phanh trước .................................................................................45
4.3.2. Đối với cơ cấu phanh sau ...................................................................................47

viii


Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tô mazda cx-7 2007

HÌNH 1.4 Sơ đồ dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp
HÌNH 1.5 Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng
HÌNH 1.6 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén
HÌNH 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén xe ơ tơ đơn khơng có rơ mooc
HÌNH 1.8 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương
đối λ của bánh xe.
HÌNH 1.9 Quá trình phanh có và khơng có ABS trên đoạn đường cong.
HÌNH 2.1 Hình ảnh thực tế của xe ơ tơ Mazda CX-7
HÌNH 2.2 Hình vẽ tổng thể của xe Mazda CX-7
HÌNH 2.3 Sơ đồ kết cấu hệ thống lái trên ô tô Mazda CX-7
HÌNH 3.1 Hê thống phanh trên xe mazda cx-7 2007
HÌNH 3.2 Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh ABS
HÌNH 3.3 Giai đọan tăng áp suất
HÌNH 3.4 Giai đoạn giảm áp suất
HÌNH 3.5 Giai đoạn giữ áp suất
HÌNH 3.6 Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo
HÌNH 3.7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tùy động sử dụng trên xe

x


Khảo sát tính tốn hệ thống phanh trên xe ơ tơ mazda cx-7 2007

HÌNH 3.8 Kết cấu xy lanh chính
HÌNH 3.9 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe
HÌNH 3.10 Khối điều khiển điện tử của ABS
HÌNH 3.11 Lược đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của khối điều khiển điện tử
HÌNH 3.12 Bầu trợ lực
HÌNH 3.12 Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh khuẩn cấp BA
HÌNH 4.1 Sơ đồ lực tác dụng lên ơtơ khi phanh

nguyên lý hoạt đông của hệ thống phanh có ABS
IV. Ý nghĩa của đề tài
Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ
bản hơn để cải tạo. Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý
có thể khai thác tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể.
Giúp cho người sử dung có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi
trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô. Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời
nhanh chống phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và
biện pháp khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống phanh ô tô.
.

Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt

Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt

1


Chương 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1 Công dụng yêu cầu phân loại hệ thống phanh
1.1.1 Công dụng
- Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi đừng hẳn hoặc đến
một tốc độ cần thiết nào đó
- Ngồi ra hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô đứng yên tại chỗ trên
các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường
- Hệ thống phanh đảm bảo cho ơ tơ chuyển động an tồn ở mọi chế độ làm việc.
nhờ thế ơ tơ mới có thể phát huy hết khả năng động lực,nâng cao tốc độ và năng suất
vận chuyển
1.1.2 Yêu cầu

- Lực phanh trên các bánh xe trái và phải của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai
lệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất.
- Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: các bánh
xe trước trượt sẽ làm cho ơ tơ bị trược ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm cho ơ tơ
mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngồi ra các bánh xe bị trượt cịn gây mòn lốp, giảm
hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.
Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô hiện đại người ta sử dụng các bộ điều chỉnh
lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (antilock braking system-ABS)
1.1.3 Phân loại
a. Cơng dụng gồm có:
+ Hệ thống phanh chính (phanh chân)
+ Hệ thống phanh dừng (phanh tay)
+ Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ)
b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh gồm có:
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa
+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dã
c.Theo dẫn động phanh gồm có:
+ Hệ thống phanh dẫn động cơ khí
+ Hệ thống phanh dẫn dộng thủy lực

Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt

Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt

3


+ Hệ thống phanh dẫn động trợ lực khí nén
+ Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén thủy lực

+ Hiệu quả phanh không phụ thuộc vào chiều quay
+ Điều kiện làm mát tốt
+ Lực quay ly tâm của rơto làm chất bẩn khơng bám được
+ Phanh đĩa cịn có ưu điểm là có khả năng thốt nước tốt, do nước bám vào đĩa
phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly tâm nên tính năng phanh được phục hồi nhanh
trong thời gian ngắn
+ Kết hợp với hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) rất tốt

Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt

Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt

5


+ Cơ cấu phanh đĩa có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với phanh tang trống nên
việc kiểm tra, bảo đưỡng và thay thế má phanh đặc biệt đễ dàng
Nhược điểm:
+ Nhạy cảm với bụi bẩn, khó làm kín nên dễ bị oxy hóa và làm cho các má phanh
mòn nhanh
+ Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt, xước
+ Công nghệ chế tạo cao, giá thành cao
Phạm vi ứng dụng: thường được sử dụng chủ yếu trên ô tô du lịch
1.2.2 Loại phanh guốc trống
Nhược điểm:
+ Do kết cấu kín nên khả năng tản nhiệt cơ cấu nhanh rất kém
+ Áp lực phân bố không điều trên bề mặt má phanh, nên làm cho má phanh
khơng mịn điều
+ Độ nhạy của cơ cấu phanh kém, do khe hở giữa má phanh và trống phanh lớn,
khoảng (0,2-0.4)mm

+ Lực điều khiển lớn, vì áp suất sinh ra trong hệ thống chỉ do lực người điều
khiển tạo ra
+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp
+ Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có 1 chỗ nào bị rị rỉ thì dẫn dộng khơng làm việc
được
Phạm vi sử dụng: chỉ dung chô ô tô tải trọng nhỏ
b. Dẫn động thủy lực tác động gián tiếp: cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ
lực người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt

Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt

7


Dẫn động thủy lực tác động gián tiếp có hai loại: dẫn động thủy lực trợ lực chân
không và đẫn động thủy lực trợ lực khí nén
*Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân khơng.

Hình 1.5. Dẫn động thủy lực trợ lực chân khơng
1.Xylanh chính; 2. Piston; 3.Bình dầu phụ; 4.Bầu trợ lực;5.Màng cao su; 6.Màng
cao su ở cơ cấu tỷ lệ; 7.Van khơng khí; 8.Phần tử lọc; 9.Bàn đạp; 11.Van chân không;
12.Đường ống nạp13.Van một chiều; 14,15.Đường dầu đi đến các cơ cấu phanh
trước/sau
Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ bộ trợ
lực chân không lắp song song với bàn đạp
Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường
nạp của động cơ xăng có tốc độ lớn hoặc do bơm chân khơng tạo ra để tạo lực phụ cho
người lái

Ưu điểm:
+ Hiệu suất làm việc cao
+ Độ nhạy cao
+ Tạo phản lực lớn
+ Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe
+ Lực điều khiển nhỏ
Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt

Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt

9


Nhược điểm:
+ Kết cấu phực tạp
+ Phải tiêu tốn công suất cho máy nén khí
+ Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp
+ Sự dao động áp suất của chất lỏng, có thể làm cho các đường ống bị rung động
và mô men phanh không ổn định
+ Yêu cầu độ kín khít cao
+ Giá thành cao
Phạm vi sử dụng: được dùng nhiều trên ô tô tải trọng lớn
1.3.2 Dẫn động khí nén

Hình 1.7 Sơ đồ dẫn động phanh khí nén xe ơ tơ đơn khơng có rơ mooc
1.Máy nén khí; 2.Bộ điều chỉnh áp suất; 3.Bộ lọc nước và làm khơ khí;4.Cụm van chia
và bảo vệ; 5,6.Các bình chứa khí nén; 7.van phân phối hai dòng; 8.Bầu phanh và cơ
cấu phanh trước; 9.Bộ tích năng và cơ cấu phanh sau.
a.ưu điểm:dẫn động khí nén có các ưu điểm quang trọng là:
- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

biệt lớn
1.3.4 Sơ đồ phân dịng chính
Theo hình thức dẫn động phanh thủy lực có thể chia ra làm hai loại:

Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt

Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt

11


+ Truyền động phanh một dòng: truyền động phanh một dịng được sử dụng rộng
rãi trên một số ơ tơ trước đây vì kết cấu của nó đơn giản
+ Truyền động phanh nhiều dòng: dẫn động hệ thống phanh làm việc nhằm mục
đích tang độ tin cậy, cần phải có ít nhất hai dịng dẫn động độc lập có cơ cấu điều
khiển chung là bàn đạp phanh. Trong trường hợp một dịng bị hỏng thì các dịng cịn
lại vẫn phanh được ơ tơ với một hiệu quả phanh nào đó
Hiên nay phổ biến nhất là đẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng.Để dẫn động
phanh làm việc với độ tin cậy cao, thì cần có ít nhất là hai dòng dẫn động độc lập.
trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dịng cịn lại vẫn làm được việc với một
hiệu quả nhất định nào đó
Để phân chia các dịng có thể sử dụng một bộ phận điều khiển kép như: xylanh
kép hay một bộ chia
Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng. Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dịng
phải tính tốn lựa chọn kỹ dựa vào ba yếu tố chính:
+ Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng
+ Mức độ bất đối xứng lực phanh khi một dòng bị hỏng
+ Mức dộ phức tạp của dòng dẫn động
1.4. Sơ lượt về hệ thống phanh ABS
1.4.1. Đặt vấn đề

ωb

Tốc độ góc của bánh xe.

rb

Bán kính lăn của bánh xe.

Hình 1.8 Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối
λ của bánh xe.
Cịn ơ tơ khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mịn
đi một lớp dày tới 6[mm].
Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, mất khả năng tiếp nhận lực ngang và khong
thể thực hiện quay vòng khi phan trên một đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh
ngại vật, đặc biệt trên mặt đường có hệ só bám thấp. Do đó dễ gây ra tai nạn nguy
hiểm khi phanh.

Sinh viên thực hiện: Lê Anh Kiệt

Giáo viên hướng dẫn: Ts. Nguyễn Hoàng Việt

13