Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
MỞ ĐẦU
Mục tiêu chọn đề tài :
Ngày nay, nền kinh tế xã hội phát triển mạnh mẽ, nhu cầu di chuyển đi lại tăng cao,
Ôtô là phương tiện tham gia lưu thông trên đường bộ có số luợng lớn. Khi đời sống ngày
một nâng cao thì yêu cầu về an toàn cho người và phuơng tiện cũng phải nâng cao và một
trong những cơ cấu đảm bảo sự an toàn trên ôtô là hệ thống phanh.
Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho
nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn cần phải quan
tâm. Ở nước ta những năm gần đây số vụ tai nạn và số người chết do tai nạn là rất lớn.
Theo thống kê của các nước thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60-70% do con người
gây ra, 10-15% do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật và 20-30% do đường xá xấu.
Trong nguyên nhân hư hỏng do máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì tỷ lệ tai nạn do các cụm
của ôtô gây nên được thống kê như sau: Phanh chân 52,2-74,4%, phanh tay 4,9-16,1%, lái
4,9-19,2%, chiếu sáng 2,3-8,7%, bánh xe 2,5-10%, các hư hỏng khác 2-18,2%.
Từ các số liệu nêu trên thấy rằng, tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất
trong các tai nạn do kỹ thuật gây lên. Chính vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng
được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm
ngặt và chặt chẽ.
Trên ôtô có trang bị hệ thống phanh nhằm mục đích giảm vận tốc hoặc dừng hẳn khi
cần thiết. Lúc đó người lái giảm lượng nhiên liệu cung cấp vào động cơ, đồng thời phanh
để hãm xe lại. Nhờ có hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển động
trung bình của ôtô và đảm bảo an toàn khi chuyển động. Do vận tốc chuyển động ngày
càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh
nhằm đảm bảo an toàn chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết.
Chính vì thế, em đã chọn đề tài “Thiết kế tính toán hệ thống phanh” để tìm hiểu
nghiên cứu về kết cấu cơ bản của hệ thống phanh, thiết kế tính toán hệ thống phanh cho
một loại xe cụ thể. Đây chính là cách để em có thể áp dụng những kiến thức từ môn học
“Thiết kế tính toán ôtô” vào thực tế.
Ý nghĩa của đề tài
Đề tài sau khi hoàn thành sẽ giúp cho sinh viên củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng

hẳn sự chuyển dộng của ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động,
ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ
thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống
hãm ôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được những tai nạn xảy ra
trên đường.
1.1.2. Yêu cầu
Hệ thống phanh là một bộ phân quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ
động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp đó là.
+ Quãng đường phanh ngắn
+ Thời gian phanh ít nhất.
+ Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh.
- Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái.
- Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng
hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
- Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết.
- Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt.
- Có hệ số ma sát cao và ổn định.
- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ
cấu phanh.
- Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
- Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng.
- Phanh chân và phanh taylàm việc độc lập không ảnh hưởng lẫn nhau. Phanh
tay có thể thay thế phanh chân khi phanh chân có sự cố, đảm bảo chức năng dự
phòng.
Đoàn Huy Thưởng 4
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
1.1.3. Phân loại

Lò xo hồi vị
1
2
4
3
5
6
7
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Cơ cấu phanh trống gồm có trống phanh quay cùng với các bánh xe, các guốc phanh
lắp với phần không quay là mâm phanh, trên guốc có lắp các má phanh, một đầu của guốc
phanh quay quanh chốt tựa, đầu còn lại tỳ vào piston của xilanh công tác nếu là dẫn động
thuỷ lực, hoặc là cam ép nếu là dẫn động khí nén. Trong trường hợp dẫn động thuỷ lực áp
suất chất lỏng trong xilanh tác dụng lên các piston và đẩy các guốc phanh ép vào tang
trống thực hiện quá trình phanh. Đối với dẫn động khí nén, áp suất khí tạo nên lực trên ty
đẩy và thông qua đòn dẫn động làm quay cam đẩy các guốc phanh ép vào tang trống. Khe
hở giữa các guốc phanh được điều chỉnh thường xuyên trong quá trình sử dụng.Các cơ cấu
điều chỉnh sử dụng hiện nay rất phong phú, trong đó có các phương pháp điều chỉnh tự
động.
Phanh trống có nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào sự kết hợp của hai guốc phanh và
mục đích sử dụng.
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục: Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này bao gồm
một mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu. Trên mâm phanh có lắp hai chốt cố định
để lắp ráp đầu dưới của hai guốc phanh.Hai chốt cố định này có thể có bố trí bạc lệch tâm
để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh phía dưới. Đầu trên của hai guốc
phanh được lò xo guốc phanh kéo vào ép sát với cam ép hoặc với piston xilanh. Khe hở
phía trên của má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng trục cam ép hoặc bằng hai
cam lệch tâm. Trên hai guốc phanh có tán các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên tục
hoặc phân thành một số đoạn.
Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm: Trên mâm phanh bố trí guốc phanh, hai xilanh bánh

đĩa vẫn tồn tại nhược điểm là cơ cấu phanh khó có thể tránh bụi bẩn và đất cát vì phanh đĩa
không che chắn kín hoàn toàn do vậy ở các xe có tính việt dã cao không dùng cơ cấu loại
này.
Hình 1.2: Cấu tạo phanh đĩa
Đoàn Huy Thưởng 7
Má phanh.
Giá đỡ xilanh.
Bu lông.
Vít xả.
Giá đỡ má phanh
Lò xo chống rít.
1
2
4
5
3
6
5
1
2
4
3
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Nguyên lý hoạt động: Phanh đĩa đẩy piston bằng áp suất thuỷ lực truyền qua đường
dẫn dầu phanh từ xilanh chính làm cho các má phanh đĩa kẹp cả hai bên rôto phanh đĩa làm
cho bãnh xe dừng lại.
Trong quá trình phanh do má phanh và rôto phanh ma sát phát sinh nhiệt nhưng do
rôto phanh và than phanh để hở lên nhiệt dễ dàng triệt tiêu.
Phân loại càng phanh đĩa
Loại càng phanh cố định ( loại đĩa quay - loại hở ): gồm hai xilanh công tác đặt hai

1.2.2. Dẫn động phanh
1.2.2.1. Dẫn động cơ khí
Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động
cơ khí ít khi được dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó khó đảm bảo
phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không
như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu. Do những đặc
điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ
thống phanh dừng.
Đoàn Huy Thưởng 9
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Hình 1.4: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.
1. Tay phanh 5. Trục 8,9. Dây cáp dẫn động phanh
2. Thanh dẫn 6. Thanh kéo 10. Giá
3. Con lăn dây cáp 7. Thanh cân bằng 11,13. Mâm phanh
4. Dây cáp 12. Xilanh phanh bánh xe
Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 được truyền qua dây
cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc phanh, vị trí
của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2.
- Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn
động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài.
- Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lực không cao, thời
gian phanh lớn.
1.2.2.2. Phanh dẫn động thuỷ lực
Dẫn động phanh thuỷ lực được áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các
loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình. Dẫn động phanh là một hệ thống các
chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra
nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng được sử dụng để truyền dẫn lực tác
dụng nêu trên. Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe được phanh
cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào
các trống phanh.

kéo guốc phanh vào vị trí cũ.
b. Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng:
Đoàn Huy Thưởng 11
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Hình 1.6: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng.
1. Bàn đạp phanh 4. ống dẫn dầu
2. Bình đầu phanh 5. Cơ cấu phanh bánh sau
3. Xilanh phanh chính 6. Cơ cấu phanh bánh trước
Do hai dòng hoạt động độc lập nên xilanh chính phải có hai ngăn độc lập do đó khi
một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn còn tác dụng. Vì vậy phanh hai dòng có độ an toàn
cao, nên được sử dụng nhiều trong thực tế.
c. Xi lanh chính loại kép
Hình 1.7.Xi lanh phanh chính loại kép
1.Thanh đẩy 2.Piston số 1 3.Lò xo hồi vị
Đoàn Huy Thưởng 12
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
4.Buồng áp suất số1 5.Piston số 2 6.Lò xo hồi vị
7.Buồng áp suất số 2 8.Cửa bù số 1 9.Của bù số 2.
10.Bình dầu phanh 21. Van ra sau piston 1
22. Van ra sau piston 2
Nguyên lý làm việc :
Quá trình phanh : Khi đạp bàn đạp phanh, thanh đẩy cảu bàn đạp tác dụng trực tiếp
vào piston số 1, do áp suất dầu ở hai buồng áp suất cân bằng nên áp lực dầu phía truớc
piston số 1 sẽ tạo áp lực đẩy piston số 2 cùng chuyển động. Khi cuppen của piston số 1 và
2 bắt đầu đóng các của bù thì áp suất phía truớc chúng tăng dần và áp suất phía sau chúng
giảm dần . Phía truớc dầu được nén còn phía sau chúng dầu được điền đầy theo cửa nạp.
Khi tới một áp suất nhất định thì áp suất dầu sẽ thắng sức căng của lò xo van hai chiều bố
trí ở hai đầu ra của hai van và đi đến các xilanh phanh bánh xe thông qua các đường ống
dẫn bằng kim loại đẻ thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh : do tác dụng của lò xo hồi vị piston sẽ đẩy chúng ngược chở lại, lúc

dẫn và mở đường ống của bầu phanh thông với không khí bên ngoài, khí nén thoát ra ngoài
và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung.
- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn.
Đoàn Huy Thưởng 14
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô.
- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận như hệ thống treo loại khí.
* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén.
- Số lượng các cụm nhiều, kích thước,trọng lượng của chúng khá lớn, giá thành cao.
- Thời gian tác động trễ lớn.
1.2.2.3. Dẫn động phanh liên hợp
Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phần thuỷ lực
có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độ nhậy của hệ thống cao,
phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng và
khả năng huy động, điều khiển phanh rơmoóc.
Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn và áp
dụng cho xe nhiều cầu như: Xe URAL, 375 D, URAL - 4320….
Hình 1.10: Phanh khí nén thuỷ lực ôtô URAL-4320
1: Máy nén khí 2: Bộ điều chỉnh áp suất 3: Van bảo vệ 2 ngả
4: Van bảo vệ 1 ngả 5: Bình chứa khí nén 6: Phanh tay
7: Khoá điều khiển phanh rơ moóc 8: Van tách
9: Đầu nối 10: Đồng hồ áp suất 11: Tổng van phanh
12: Xy lanh khí nén 13: Cơ cấu xy lanh piston bánh xe
14: Đầu nối phân nhánh 15: Xy lanh cung cấp nhiên liệu 16: Bàn đạp phanh
Đoàn Huy Thưởng 15
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
* Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp
phanh 16 để mở van phanh lúc này khí nén từ bình chứa 5 đi vào hệ thống qua tổng van
phanh vào cơ cấu.

Đoàn Huy Thưởng 16
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
- Bộ trợ lực thuỷ lực dùng một bơm có môtơ để tạo ra một áp suất thuỷ lực đủ lớn để
giảm lực đạp phanh cần thiết.
a, Bộ trợ lực chân không
Cấu tạo.
Hoạt động :Hầu hết bộ trợ lực chân không có ba trạng thái hoạt động là: nhả phanh,
đạp phanh và duy trì phanh. Những trạng thái này được xác định bởi độ lớn của áp suất
trên thanh đẩy.
Khi không phanh:
Đoàn Huy Thưởng 17
Thanh đẩy xilanh.
Van chân không.
Màngngănn
Piston trợ lực.
Van điều khiển.
Lọc khí nạp.
Thanh đẩy bàn đạp.
Chân không.
Hình 1.11: Sơ đồ cấu tạo bộ trợ lực chân không
Cửa chân không
(mở)
Cửa khí quyển
(đóng)
Hình 1.12: Hoạt động của bộ trợ lực chân không (khi không phanh)
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Khi không đạp phanh, cửa chân không mở và cửa không khí đóng. Áp suất giữa hai
buông A và B cân bằng nhau, lò xo hồi vị đẩy piston về bên phải, không có áp suất trên
thanh đẩy.
Khi đạp phanh:

Bình tích năng.
Môtơ bơm và bơm.
Bộ chấp hành.
3
2
1
Cần đẩy
Piston xilanh
chínhVan trung tâm
Phần bộ trợ lực phanh, 2. Phần của xi lanh chính, 3. Phần của bộ điều chỉnh
Hình 1.16: Xilanh chính và bộ trợ lực phanh
Piston tăng lực
Piston bộ điều
chỉnh
Đĩa phản lực
Cần phản lực
Lò xo phản hồi
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
- Phần của bộ trợ lực phanh gồm có một cần điều khiển, piston lực và buồng của bộ
trợ lực.
- Phần của xi lanh chính gồm piston của xilanh chính, lò xo phản hồi và van trung
tâm.
- Phần của bộ điều chỉnh gồm có piston của bộ điều chỉnh, lò xo phản hồi, van trượt
kiểu piston, cần phản lực và đĩa phản lực bằng cao su.
Đoàn Huy Thưởng 20
Khoa c¬ khÝ ®éng lùc-Trêng §HSPKT Hng Yªn
Chương II : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ :
Cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng: Phanh guốc và phanh đĩa. Phanh
guốc chủ yếu sử dụng trên các ôtô có tải trọng lớn: ôtô tải, ôtô chở khách và một số
loại ôtô con. Phanh đĩa được sử dụng nhiều trên các loại ôtô con, trong đó chủ yếu là

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH
3.1.Các thông số cơ bản cho trước của xe.
a. Thông số đã cho của xe
Bảng.các thông số đã cho
TT Các thông số xe Giá trị
1 Công suất lớn nhất/ số vòng quay 75kW/3200(vòng/phút)
2 Chiều dài - chiều rộng cơ sở của xe 3390 - 1650(mm)
3 Tốc độ tối đa của ôtô V
max
= 100(km/h)
4 Hệ thống phanh Trống – trống
5 Kích thước lốp ,B-d 7-16 PR
6 Tự trọng củaxe G
o
= 2800 (KG)
7 Trọng lượng đầy tải G = 5995 (KG)
8 Tải trọng của xe G
t
= 3195 (KG)
b, Tính chọn thông số
Theo tài liệu [III] Trang139:
Đối với ô tô tải thông thường tải trọng phân bố ra các cầu như sau :
Cầu trước : =(0,25-0,3)G
Cầu sau : =(0,7-0,75)G
- Tải trọng phân bố ra các cầu của ôtô
+ Tải trọng phân ra cầu trước bằng 30% tải trọng đầy tải của xe.
G
1
= 0,30.G = 0,3. 5995 = 1798 (KG)
+ Tải trọng phân ra cầu sau bằng 70% tải trọng đầy tải của xe.

g
= 500 (mm)
- Bán kính thiết kế của bánh xe.
r
o
= 25,4.(B +
2
d
) = 25,4.(7 +
2
16
) = 381(mm)
- Bán kính làm việc trung bình của bánh xe.
r
bx
= r
o
.
λ
= 381.0,935 = 356 (mm)
3.2. Xác định các thông số cơ bản
3.2.1. Xác định mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh
a. Cơ cấu phanh trước
Mô men sinh ra trên mỗi cơ cấu phanh ở bánh xe cầu trước:
Theo tài liệu [II]Trang 4:
M
’
p
=
bx

r
bx
= 0,368(m) – bán kính làm việc trung bình của bánh xe
Thay các thông số vào công thức ta được:
M
’
p
=
bx
g
r
g
hj
b
L
G
.).
.
(
.2
max
ϕ
+
=
368,0.7,0).
81,9
5,0.6
017,1(
39,3.2
5995

M
’’
p
=
368,0.7,0).
81,9
5,0.6
373,2(
39,3.2
5995
−
= 470(KG.m)
3.2.2 Xác định lực phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh
Lực phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh của cầu trước và cầu sau:
Theo tài liệu [III]Trang 270:
P
p
=
bx
p
r
M
Suy ra:
+ Lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh trước:
P
’
1
=
bx
p

= 2.818 + 2.1277= 4190(KG)
• Kiểm nghiệm phanh theo điều kiện bám
Xét theo điều kiện bám thì lực phanh phải nhỏ hơn hoặc bằng lực bám tức là ta có:
P
p
≤
ϕ
P
= G.
ϕ
= 5995.0,7 = 4196,5 KG
Suy ra: P
p
= 4190 (KG) < 4196.5 (KG). vậy lực phanh sinh ra trên toàn bộ xe thỏa mãn
điều kiện bám.
3.2.3 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống phanh
a. Xác định góc tạo bởi lực hướng tâm N với trục X-X (góc
δ
)
- Góc
δ
là góc tạo bởi lực hướng tâm N với trục X-X :
Theo tài liệu [II] Trang 6 :
tg
δ
=
21
21
2sin2sin2
2cos2cos

β
= 14
0

o
β
= 120
0

2
β
=
1
β
+
o
β
= 120
0
+ 14
0
= 134
0
Thay các thông số vào công thức (3) ta được:
tg
1
δ
=
21
21

= 16
0
'o
β
= 100
0
'2
β
=
'1
β
+
'o
β
= 100
0
+ 16
0
= 116
0
Thay các thông số vào công thức (3) ta được:
tg
2
δ
=
'2'1'
'2'1
2sin2sin2
2cos2cos
βββ

22
0
21
sin).cos( 2sin
)cos.(cos.2
ββββββ
ββ
+−+
−
t
r
(4)
Đoàn Huy Thưởng 26