Đồ án tốt nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Trong bất kỳ thời đại nào, dù là nước phát triển hay chưa phát triển thì giao thông
vận tải luôn có tầm quan trọng hàng đầu đối với nhiều lĩnh vực, nhất là lĩnh vực kinh tế,
ngày nay các phương tiện giao thông không ngừng đổi mới, phát triển theo hướng ngày
càng hiện đại để thoả mãn nhu cầu sử dụng ngày càng cao của con người. Trong các loại
phương tiện giao thông hiện có trên thế giới ô tô luôn có tầm quan trọng hàng đầu và thu hút
được nhiều nhà khoa học đầu tư nghiên cứu. Việc nghiên cứu được thực hiện với tất cả các
hệ thống trên ô tô. Trong phạm vi đề tài được giao, bài viết này chỉ đề cập đến việc tính toán
hệ thống phanh ô tô có trọng lượng khi đầy tải là 17000 kg.
Trên ôtô hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng nhất. Phanh có đảm bảo thì người
lái mới có thể an toàn khi đi ở tốc độ cao, điều đó góp phần nâng cao hiệu quả khai thác ô
tô, nâng cao được an toàn cho người lái và các phương tiện khai thác khi xe chuyển động
trên đường.Do tầm quan trọng của hệ thống phanh cho nên mục đích của việc tính toán
kiểm tra hệ thống phanh ô tô sau cải tạo là nhằm giải quyết các vấn đề trên.
Do trình độ cũng như điều kiện và thời gian còn hạn chế, mặt khác đây là lần đầu tiên
tiếp xúc với một khối lượng kiến thức tương đối sâu và rộng nên chắc chắn không tránh
khỏi sai sót: Em kính mong nhận được sự chỉ bảo cũng như sự phê bình của các thầy cô giáo
trong ngành và các bạn đồng nghiệp để em được mở rộng kiến thức và hiểu sâu hơn về đề
bài này.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên
Trần Xuân Tiến
1 Trần Xuân Tiến
Đồ án tốt nghiệp
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU
Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển
động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định.
Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo
đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển.

với bộ điều hòa lực phanh.
e. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ
chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS).
Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:
Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
Muốn có quãng đường ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại;
Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh;
Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không
lớn;
Dẫn động phanh có độ nhạy cao;
Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng
hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào;
Không có hiện tượng tự xiết khi phanh;
Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;
3 Trần Xuân Tiến
Đồ án tốt nghiệp
Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên
bánh xe;
Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng;
Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.
2. KẾT CẤU CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH
Hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính (phanh bánh xe hay thường gọi là
phanh chân) và phanh dừng (phanh truyền lực hay thường gọi là phanh tay). Sở dĩ phải làm
cả phanh chính và phanh dừng là để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động.Phanh chính và
phanh dừng có thể có cơ cấu phanh và truyền động phanh hoàn toàn riêng rẽ hoặc có thể có
chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe) nhưng truyền động hoàn toàn riêng rẽ. Truyền động
phanh của phanh dừng thường dùng là loại cơ khí.
Phanh chính thường dùng truyền động thuỷ lực – gọi là phanh dầu hoặc truyền động
loại khí nén – gọi là phanh khí. Khi dùng phanh dầu thì lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ

Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại guốc và gần đây sử dụng nhiều loại đĩa.
4.2. Cơ cấu phanh guốc (phanh trống)
a. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua
đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ đồ hình 1.2.a là loại sử
dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh; sơ đồ hình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh
thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh.
Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để
điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều
chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.2.b).
b. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
6 Trần Xuân Tiến
a b
Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
Đồ án tốt nghiệp
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự đối xứng qua
tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh
xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm.
Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch
tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông
luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống
phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh
bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố
trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
c. Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên
mặt tựa di trượt.
Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.4.a); loại hai
mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b).

Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe;
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe;
9 Trần Xuân Tiến
a) loại giá đỡ cố định
b) loại giá đỡ di động
Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa
Đồ án tốt nghiệp
- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi
các pittông của các xi lanh bánh xe;
Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
- Loại giá đỡ cố định (hình 1.6.a):
Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe
ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các má
phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe.
- Loại giá đỡ di động (hình 1.6.b):
Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt
bắt cố định trên dầm cầu.Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với
một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ.
4.4. Cơ cấu phanh dừng
Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng. Nói chung
hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không di chuyển trên các
loại đường khác nhau. Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh
và dẫn động phanh.
- Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc
bố trí trên trục ra của hộp số.
- Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí và
hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là
phanh tay.
10 Trần Xuân Tiến

Hình1.9 Sơ đồ hệ thống dẫn động khí nén
Qua sơ đồ cấu tạo của dẫn động phanh khí nén chúng ta thấy hệ thống bao gồm các phần
tử chính sau:
- Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung cấp nguồn khí nén có áp
suất cao (6-7 KG/cm
2
) để hệ thống phanh hoạt động;
- Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến các bầu phanh để
tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánh xe;
- Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, nó là cơ cấu chấp hành biến áp
suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam ép để thực hiện quá trình phanh.
5.3 Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp
13 Trần Xuân Tiến
Bình khí
Van phanh
Trống phanh
Guốc phanh
Máy nén khí
Xả ra ngoài
Xi lanh
chính
Bình chứa
dầu
Xi lanh bánh
xe
Đồ án tốt nghiệp
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:
- Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xe phía
trước và phía sau;
- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xi

1 2
Hình 2.1.Sơ đồ các lực tác dụng lên ôtô khi phanh
15 Trần Xuân Tiến
Đồ án tốt nghiệp
Lực phanh tại bánh xe đạt được giá trị lớn nhất khi bánh xe bắt đầu trượt lết, trong
qúa trình trượt mô men phanh không tăng được nữa mà thậm chí còn có xu hướng giảm do
hệ số bám giảm đi đáng kể khi hiện tượng này xảy ra. Vì vậy, người ta thường tính toán mô
men phanh cần thiết tại các bánh xe sao cho tận dụng được tối đa khả năng bám của bánh xe
với mặt đường.
Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần
sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở cầu trước là:
bx
g
p
r
bg
hj
L
bG
M .
.
1
2
.
max
'
ϕ






−=

Với: G – trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải, G = 170000 (KG);
a, b, h
g
– toạ độ trọng tâm của ôtô (mm);

''
.
G
L
bG
=
- trọng lượng tĩnh trên cầu trước;

''
.
G
L
aG
=
- trọng lượng tĩnh lên cầu sau;
.
''
G b
G
L
=

r
bx
: bán kính làm việc trung bình của bánh xe
Với cỡ lốp xe: 10.00-20 ta có:
H: chiều cao lốp: H = B
B: Chiều rộng của lốp: B = 10.25,4 = 254 (mm). Vậy ta có:
16 Trần Xuân Tiến
Đồ án tốt nghiệp
r
bx
= λ .r
0
= λ . (H+d⁄2) = 0,93.( 254 +
20.25,4
2
) = 472 (mm)
(λ = 0,93 là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp)
Nếu trường hợp đã biết trọng lượng của ôtô khi đầy tải phân ra trục truớc là G’ và
trục sau là G’’ thì ta có thể tính toán ngay mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở một
bánh xe trước là:
bx
p
r
Gm
M .
2
'
1
'
ϕ

=>
1
5,5 1,0
1 1,28
6,0 5500
9,81
17000
m
×
= + ≈
×
=>
'
1,28 5500
0,6 0,472 996,9( . ) 9969( ).
2
p
M kG m Nm
×
= × ≈ =
m
2
_là hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau khi phanh:
max max
2
2
5,5 1,0
1 1 1 0,845
6,0 11500
9,81

210
21
2sin2sin2
2cos2cos
βββ
ββ
δ
−−
−
=tg
Với:
õ
1
- góc tính từ tâm chốt quay guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát;
õ
0
- góc ôm của tấm ma sát;
õ
2
= õ
1
+ õ
0
.
Bán kính ρ của lực tổng hợp R (phản lực của trống phanh tác dụng lên má phanh)
hay khoảng cách từ tâm O đến điểm đặt lực R được xác định theo công thức:

( )
( )
02100

139
)(058,2118
21
'
0
'
1
'
2
'
0
'
1
βββ
β
β
rad
°≈⇒
=
°−°+
°−°
=
6
105,0
139.2sin21.2sin058,2.2
139.2cos21.2cos
'
'
t
t

'
0
'
1
'
2
'
0
'
1
βββ
β
β
rad
18 Trần Xuân Tiến
Đồ án tốt nghiệp
°≈⇒
=
°−°+
°−°
=
11
194,0
115.2sin39.2sin326,1.2
115.2cos39.2cos
'
'
s
s
tg

'
0
'
1
''
2
''
0
''
1
βββ
β
β
rad
'505
102,0
140.2sin20.2sin093,2.2
140.2cos20.2cos
''
''
°≈⇒
=
°−°+
°−°
=
t
t
tg
δ
δ

1
''
2
''
0
''
1
βββ
β
β
rad
'4510
19,0
125.2sin25.2sin744,1.2
125.2cos25.2cos
''
''
°≈⇒
=
°−°+
°−°
=
s
s
tg
δ
δ
( )
( )
).(82,223

2
, õ
0
, r
1
) chúng ta tính được góc ọ và bán
kính ủ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N
1
(lực N
1
hướng vào tâm 0).
Lực R
1
là lực tổng hợp của N
1
, và T
1
.
Góc ử
1
được xác định như sau:
µϕ
==
1
1
N
T
tg
.
Với ỡ là hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống, thường µ = 0,3. Như thế là

µ
ρ
µ
=
+
• Đối với cơ cấu phanh cầu trước:
. Đối với má trước:
).(79,66
3,01
3,0
.44,232
2
'
0
mmr
t
=
+
=
. Đối với má sau:
).(58,61
3,01
3,0
.29,214
2
'
0
mmr
s
≈

Phanh dẫn động bằng thủy lực với một xi lanh công tác chung cho cả hai píttông dẫn
động các guốc phanh trước và sau thì các lực tác động bằng nhau:
P
t
= P
s
= P
Họa đồ được xây dựng cho từng guốc phanh.Các bước gồm có:
a. Xác định các thông số hình học của cơ cấu phanh và vẽ sơ đồ theo đúng tỷ lệ,
vẽ các lực P.
b. Tính góc ọ và bán kính ủ, từ đó xác định điểm đặt của lực R.
c. Tính góc ử và vẽ phương của lực R. Kéo dài phương của R
t
và P cắt nhau tại
O
t
, kéo dài phương của P và R
s
cắt nhau tại O
s
.
21 Trần Xuân Tiến
Đồ án tốt nghiệp
d. Để xác định phương của U cần lưu ý rằng, ở trạng thái cân bằng tổng các lực
tác dụng lên guốc phanh bằng 0:
0=++ URP
Vì vậy 3 lực này phải tạo thành 1 tam giác khép kín. Tức là, nếu kéo dài 3 lực này
thì chúng phải cắt nhau tại 1 điểm, đó chính là các điểm O
t
và O

c (mm) 151 151 151 151
δ
0
6
0
11
0
5
0
50’ 10
0
45’
ρ (mm)
232,44 214,29 233,37 223,82
r
0
(mm) 66,79 61,58 67,06 64,32
 Cơ cấu phanh cầu trước
22 Trần Xuân Tiến
Y'
Y'
X'
X'
X'
X'
Y'
Y'
T'
N'
R'

t
t
t
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
s
Hình 2.2 Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh cầu trước
Đồ án tốt nghiệp
Đo trực tiếp các hình trên đoạn R
t
’ và R
s
’ và tính tỷ lệ:
Kết hợp ta có hệ phương trình:





=−

Trên họa đồ ta đo được giá trị của R
t
’ = 375,24 vậy ta có tỷ lệ xích:
( )
mmN /254
24,375
95308
≈=
µ
Từ họa đồ lực phanh ta đo được:
P = 100 (mm) ; U
t
’= 288,41 (mm) ; U
s
’= 65 (mm).
Ta tính được các lực còn lại:
P = 100ì254 = 25400 (N);
U
t
’= 288,41ì254 ≈ 73256 (N);
23 Trần Xuân Tiến
37,2
22,158
24,375
'
'
≈==
s
t
R





=−
=+
0

''''
''''
0
''''
0
''
st
psstt
kRR
MrRrR

Giải hệ phương trình ta được:





≈
≈
)(56907
)(136576
''


=−
=+
⇒
04,2
1281906432,006706,0
''''
''''
st
st
RR
RR
Đồ án tốt nghiệp
Từ họa đồ lực phanh ta đo được:
P = 100 (mm) ; U
t
”= 290,2 (mm) ; U
s
”= 63,7 (mm).
Ta tính được các lực còn lại:
P = 100.362,4 = 36240 (N);
U
t
”= 290,2ì362,4 ≈ 105168 (N);
U
s
”= 63,7ì 362,4 ≈ 23085 (N).
2.4. Kiểm tra hiện tượng tự xiết
a. Đối với guốc trước của cơ cấu phanh, quan hệ giữa lực P
t

lớn, đây chính là hiện tượng tự xiết. Với điều kiện để xảy ra hiện tượng tự xiết là:
25 Trần Xuân Tiến
O"
O"
P
P
U"
R"
O
U"
1
O
2
O
T"
N"
R"
N"
T"
Y"
Y"
X"
X"
X"
X"
Y"
Y"
U"
P"
R"

Trích đoạn Giảm hiệu quả phanh, kéo dài thời gian tác dụng.

---