Giáo trình Cơ khí ô tô, sự phanh ô tô

 ---------------  --------------- 
GIÁO TRÌNH CƠ KHÍ Ô TÔ 
SỰ PHANH Ô TÔ 
SỰ PHANH Ô TÔ 
 Trên ô tô 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 cho động cơ, đồng thời 
phanh để hãm xe lại. Nhờ hệ thống phanh mà người lái có thể nâng cao vận tốc chuyển 
động trung bình của ô tô 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. 
I. LỰC PHANH SINH RA Ở BÁNH XE 
Trên hình (IX – 1) trình bày lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh. Khi 
người lái tác dụng vào bàn đạp phanh thì ở cơ cấu phanh sẽ tạo ra mô men ma sát còn gọi 
là mô men phanh MP. Nhằm hãm bánh xe lại. Lúc đó ở bánh xe xuất hiện phản lực tiếp 
tuyến PP ngược với chiều chuyển động (hình IX -1). Phản lực tiếp tuyến này được gọi là 
lực phanh và xác định theo biểu thức: 
p
p
p r
M
P = (IX - 
1) 
 MP - mô men phanh tác dụng lên bánh xe 
 PP - lực phanh tác dụng tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường 
 rh - bán kính làm việc của bánh xe 
 Lực phanh lớn nhất bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa bánh xe với mặt đường, 
nghĩa là: 
Ppmaz = Pϕ = Zb. ϕ. (IX - 
2) 
 Ở đây: 
 Ppmaz - lực phanh cực đại có thể sinh ra từ khả năng bám của bánh xe với mặt 
đường; 
 Pϕ - lực bám giữa bánh xe với mặt đường; 
 Zb - phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe; 
 ϕ - hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường; 
Hình IX - 1. Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh. 
Khi phanh thì bánh xe chuyển động với gia tốc chậm dần, do đó trên bánh xe sẽ có 
mô men quán tính Mjb tác dụng, mô men này cùng với chiều chuyển động của bánh xe; 
ngoài ra còn có mô men cản lăn Mf tác dụng, mô men này ngược với chiều chuyển động 
và có tác dụng hãm bánh xe lại. Như vậy trong khi phanh bánh xe thì lực hãm tổng cộng 
Ppo sẽ là: 
b
jbf
p
b
jbfp
po r
MM
P
r
MMM
P
−+=−+= 
Trong quá trình phanh ô tô, mô men phanh sinh ra ở cơ cấu phanh tăng lên, đến 
một lúc nào đấy sẽ dẫn đến sự trượt lê bánh xe. Khi bánh xe bị trượt lê hoàn toàn thì hệ 
số bám ϕ có giá trị thấp nhất (xem đồ thị ở hình I - 4d), cho nên khi bánh xe bị trượt le 
hoàn toàn thì lực phanh sinh ra giữa bánh xe và mặt đường là nhỏ nhất, dẫn tới hiệu quả 
phanh thấp nhất. Không những thế, nếu các bánh xe trước bị trượt le sẽ làm mất tính dẫn 
hướng khi phanh, còn nếu các bánh xe sau bị trượt lê sẽ làm mất tính ổn định khi phanh. 
 Vì vậy để tránh hiện tượnh trượt lê hoàn toàn bánh xe (tức là không để bánh xe bị 
hãm cứng khi phanh) thì trên ô tô hiện đại có đặt bộ chống hãm cứng bánh xe khi phanh. 
 Từ biểu thức (XI -2) thấy rằng muốn có lực phanh lớn không những cần có hệ số 
bám ϕ có giá trị cao mà còn phải có phản lực pháp tuyến Zb lớn. Cũng vì vậy để sử dụng 
hết toàn bộ trọng lượng bám của ô tô cần phải bố trí cơ cấu phanh ở tất cả các bánh xe 
của ô tô . 
Trong quá trình phanh xe, động năng hoặc thế năng (khi ô tô chuyển động xuống 
dốc) của xe bị tiêu hao cho ma sát giữa tróng phanh và má phanh, giữa lốp và mặt đường 
cũng như để khắc phục sức cản lăn, sức cản không khí, ma sát trong hệ thống truyền lực, 
ma sát trong động cơ. Năng lượng bị tiêu hao trong quá trình phanh phụ thuộc vào chế độ 
phanh của xe. 
Mô men phanh cành tăng thì cơ năng biến thành nhiệu năng giữa trống phanh và 
má phanh cũng như sự trượt lê giữa lốp và mặt đường càng tăng, còn năng lượng đẻ khắc 
phục các sức cản khác tương đối nhỏ. Khi các bánh xe bị hãm cứng hoàn toàn thì công 
ma sát giữa trống phanh và má phanh cũng như sự cản lăn hoàn toàn không có nữa, tất cả 
năng lượng hầu như biến thành nhiệt ở khu vực tiếp xúc giữa lốp và mặt đường. Sự trượt 
dọc và ản h hưởng xấu đến tính ổn định ngang của xe. 
II. ĐIỀU KIỆN BẢO ĐẢM SỰ PHANH TỐI ƯU 
1. Xây dựng điều kiện 
Hình duới biểu diễn các lực tác dụng lên ô tô khi phanh ở trường hợp xe không 
kéo moóc (P m =0) trên mặt phẳng nằm ngang ( 0=α ).Lực cản lăn P 1f và P 2f ở các bánh 
xe trước và sau, trọng lượng của ô tô G đặt tại trọng tâm , phản lực thẳng góc lên các 
bánh xe trước là Z1 và sau là Z 2 .Lực phanh ở các bánh xe trước là P 1P và ở các bánh sau 
là P 2P lực quán tính P j sinh ra do khi phanh sẽ có gia tốc chậm dần . 
Hình1:Lực tác dụng lên ô tô khi phanh trên đường nằm ngang 
Lực phanh P 1P và P 2P có điểm đặt tại điểm tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường ,có 
phương nằm trên mặt phẳng ngang ,chiều ngược chiều chuyển động . Lực quán tính P j 
của ô tô đặt tại trọng tâm có chiều cùng chiều với chiều chuyển động. 
Lực P j được xác định như sau : 
P j = g
G j P (1) 
Ở đây : 
g : là gia tốc trọng trường (g=9,81 m/s 2 ) 
G: là trọng lượng của xe 
J P : gia tốc chậm dần khi phanh 
Khi thực hiện quá trình phanh thì lực cản không khí PW và lực cản lăn P 1f và P 2f là 
không đáng kể do vậy có thể bỏ qua . Điều đó chỉ gây sai số khoảng 1,5÷2%. 
Phương trình cân bằng mô men tại điểm B là : 
L.Z1 - b.G - P j .h g =0 
Z2
P 2P 
V 
PW 
G
P J 
Z 1
PP 1f P 2f
a b
L
trọng tâm 
A
B
h g 
Z1= 
L
PhbG jg .. + (2) 
Phương trình cân bằng mô men tại điểm A là: 
L.Z 2 - a.G+ P j .h g =0 
Z 2 = L
hPaG gj .. − (3) 
Ở đây : 
a, b, h g : là toạ độ trọng tâm của ô tô; 
L: là chiều dài cơ sở của ôtô 
Thế (1) vào (2) và (3) ta được : 
Z1 = L
G ( b + 
g
hj gp ) (4) 
Z 2 = L
G ( a – 
g
hj gp ) (5) 
Muốn sử dụng hết trọng lượng bám của ô tô thì cơ cấu phanh được bố trí ở tất cả 
các bánh xe trước và sau, khi đó lực phanh lớn nhất đối với toàn bộ xe là : 
p maxp = G.ϕ (6) 
Quá trình phanh có hiệu quả cao nhất là khi lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỷ lệ 
thuận với tải trọng tác dụng lên chúng , mà tải trọng tác dụng lên các bánh xe trong quá 
trình phanh lại thay đổi do lực quán tính P j tác dụng . Khi phanh có hiệu quả cao nhất thì 
ta có tỷ số lực phanh giữa bánh xe trước và bánh xe sau là: 
2
1
P
P
P
P = 
2
1
Z
Z (7) 
Thay biểu thức (2) và(3) vào (7) ta được : 
2
1
P
P
P
P = 
gj
gj
hPGa
hPGb
−
+
 (8) 
Khi phanh các lực cản P 1f và P 2f là không đáng kể, có thể bỏ qua , do vậy : 
P j = P 1j + P 2j 
Và p maxj = P maxP =G. ϕ (9) 
Thay giá trị P maxj từ biểu thức (9) vào biểu thức (8)ta được: 
21
P
P
P
P = 
g
g
ha
hb
.
.
ϕ
ϕ
−
+
 (10) 
Biểu thức (10) là điều kiện để đảm bảo sự phanh có hiệu quả nhất. Trong quá trình 
phanh ngoài quãng đường phanh nhỏ nhất , gia tốc chậm dần lớn nhất, hoặc thời gian 
phanh nhỏ nhất . Thì khi phanh lực phanh p 1P và P 2P phải thoả mãn biểu thức (10). 
Trong khi sử dụng xe thì các giá trị a, b, ϕ , h g luôn thay đổi , kéo theo tỷ số 
2
1
P
P
P
P
cũng thay đổi , muốn thực hiện quá trình phanh có hiệu quả nhất thì phải cần thay đổi lực 
phanh P 1P và P 2P sao cho thoả mãn biểu thức (10). 
™ Nhận xét: Nhược điểm của hệ thống phanh cũ : 
ƒ Do đường ống như nhau( đường ống phanh khí nén và đường ống phanh 
dầu cho cơ cấu phanh trước và phanh sau là như nhau). 
ƒ Xy lanh bánh xe cơ bản gần là như nhau. 
Do vậy áp suất dòng chất lỏng và dòng chất khí cho cơ cấu phanh trước và phanh 
sau là như nhau, dẫn đến lực tác động cũng như nhau cho cơ cấu phanh trước và phanh 
sau mà các giá trị a, b, ϕ , h g luôn thay đổi . Suy ra biểu thức (10) không được thoả mãn 
nên không đảm bảo điều kiện tối ưu. Cần phải có ABS và bộ điều hoà lực phanh. 
Nhìn vào biểu thức (10) thấy các giá trị P 1P , P 2P , a, b, ϕ , h g đều ảnh hưởng đền 
điều kiện sự phanh tối ưu.Không những thế để đạt hiệu quả phanh cao nhất cần phải đạt 
được quãng đường phanh ngắn nhất , gia tốc chậm dần lớn nhất , thời gian phanh ít nhất, 
lực phanh và lực phanh riêng hợp lý. 
2. Các ảnh hưởng đến thông số ϕ 
Hệ số bám ϕ giữa bánh xe chủ động và mặt đường phụ thuộc vào các yếu tố sau: 
Hình2: Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số bám 
1. đường khô 2. đường ướt 
a) áp suất trong lốp ; 
b) Tốc độ chuyển động của ô tô; 
c) Tải trọng thẳng đứng trên bánh xe; 
d) Độ trượt giữa bánh chủ động và mặt đường. 
Nhìn vào các đồ thị trên ta thấy , khi tăng áp suất p trong lốp thì hệ số bám lúc đầu 
tăng lên sau đó lại giảm xuống . Giá trị hệ số bám cực đại sẽ tương ứng với áp suất được 
khuyên để dùng cho lốp đó . Khi tăng tốc độ chuyển động thì hệ số bám giảm từ từ theo 
dạng đường cong . Khi tăng tải trọng thẳng đứng lên bánh xe thì hệ số bám giảm đi một ít 
và đồ thị có dạng tuyến tính . Khi đường ướt thì ảnh hưởng của áp suất trong lốp , của tốc 
độ chuyển động và tải trọng thẳng đứng lên bánh xe đến hệ số bám càng lớn . Đặc biệt là 
độ trượt λ giữa bánh xe chủ động và mặt đường ảnh hưởng rất nhiều đến hệ số bám . Khi 
tăng độ trượt của bánh xe thì hệ số bám lúc đầu tăng lên nhanh chóng và đạt giá trị cực 
đại trong khoảng độ trượt 15÷25%. Nếu độ trượt tiếp tục tăng thì hệ số bám giảm , khi 
độ trượt λ = 100% thì hệ số bám giảm 20 ÷30% so với hệ số bám cực đại . Khi đường 
ướt thì có thể giảm nhiều hơn nữa , đến 50 ÷ 60%. 
Trên đây là sự thay đổi hệ số bámϕ vào các yếu tố . Những yếu tố này luôn luôn 
thay đổi trong quá trình sử dụng xe , như vậy để thoả mãn sự phanh tối ưu cần phải thay 
đổi lực phanh P 1P và P 2P sao cho thoả mãn biểu thức (10). 
3. Xét tỷ số 
2
1
P
P
P
P và đường đặc tính lý tưởng của bộ điều hoà lực phanh 
Việc tạo ra hệ thống phanh đạt hiệu quả phanh cao nhất luôn luôn là mong muốn 
của các nhà sản xuất ô tô . Muốn được như vậy thì lực phanh sinh ra ở các bánh xe trước 
P 1P và lực phanh sinh ra ở các bánh xe sau P 2P phải thoả mãn biểu thức (10). Sự ra đời 
của bộ điều hoà lực phanh đã đáp ứng yêu cầu đó . 
Nếu coi bán kính bánh xe trước r 1b và bánh xe sau r 2b bằng nhau trong quá trình 
phanh ta có thể viết quan hệ mô men phanh M 1P và ở bánh xe sau M 2P như sau: 
2
1
P
P
M
M =
22
11
.
.
bP
bP
rP
rP =
2
1
P
P
P
p (11) 
từ biểu thức (10) và (11) ta có : 
2
1
P
P
M
M =
g
g
ha
hb
.
.
ϕ
ϕ
−
+
 (12) 
Trong đó : 
M 1P - mô men phanh cần sinh ra ở các bánh xe trước ( Nm). 
M 2P - mô men phanh cần sinh ra ở các bánh xe sau ( Nm). 
Như vậy muốn đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất thì mô men sinh ra ở các bánh xe 
trước M 1P và mô men sinh ra ở các bánh xe sau M 2P phải luôn tuân theo biểu thức (10). 
Các giá trị a, b, h g đối với một ô tô nhất định nào đấy có thể thay đổi tuỳ theo mức độ và 
vị trí chất tải lên ô tô . 
Thay j=ϕ .g vào công thức (4) và (5) ta có thể xác định mô men sinh ra ở các bánh 
xe trước M 1P và ở các bánh xe sau M 2P từ điều kiện bám theo biểu thức sau: 
M 1P = ϕ . Z1 .r b = L
rG b ϕ.. (b + ϕ .h g) (13) 
M 2P = ϕ .Z 2 .r b = L
rG b ϕ.. (a – ϕ .h g ) (14) 
Đối với ô tô đã chất tải nhất định , ta có a, b, h g là giá trị có định trong trường hợp 
chất tải như thế . Bằng cách thay đổi giá trị ϕ , dựa trên biểu thức (13) và (14) ta có thể 
vẽ đồ thị M 1P = f1 (ϕ ) v à M 2P = f 2 (ϕ ). Dưới đây là đồ thị trình bày mối quan hệ giữa 
mô men phanh M 1P v à mô men phanh M 2P với hệ số bám ϕ đường nét liền ứng với ô tô 
đầy tải và đường nét dứt ứng với ô tô không tải . 
Hình 3: Đồ thị chỉ quan hệ giữa mô men phanh M 1P và mô men phanh M 2P với 
hệ số bám ϕ . 
Đồ thị sau sẽ thể hiện mối quan hệ giữa mô men phanh M 1P với mô men phanh M
2P .Được gọi là đường đặc tính phanh lý tưởng của ô tô: 
Hình4: 1-chế độ đầy tải 2-chế độ không tải 
Đối với ô tô hiện nay thường dùng dẫn động phanh thuỷ lực hoặc dẫn động phanh 
bằng khí nén , quan hệ giữa mô men phanh sinh ra ở bánh xe và áp suất trong dẫn động 
phanh biểu thị như sau: 
M 1P = k1 .P dd ,1 (15) 
M 2P = k 2 .P dd ,2 (16) 
 Trong đ ó : 
P dd ,1 , P dd ,1 - áp trong dẫn động phanh tương ứng với cơ cấu phanh trước và 
cơ cấu phanh sau; 
k1 và k 2 - hệ số tỷ lệ tương ứng với phanh trước và phanh sau. 
Từ biểu thức (15)và (16) ta có thể xác định quan hệ giữa áp suất trong dẫn động 
phanh trước và phanh sau: 
dd
dd
P
P
,2
,1 =
21
12 .
P
p
Mk
Mk
 (17) 
Đồ thị chỉ quan hệ giữa áp suất trong dẫn động phanh sau(p1) và dẫn động phanh(p
2 )để đảm bảo sự phanh lý tưởng được thể hiện dưới hình sau: 
 Hình 5:Đường đặc tính lý tưởng của bộ điều hoà lực phanh 
 1- đầy tải 2- không tải 
™ Nhận xét : muốn đảm bảo đường đặc tính p 2 = f(p1) theo đúng đồ thị trên thì bộ 
điều hoà lực phanh phải có kết cấu rất phức tạp . Các kết cấu trong thực tế chỉ đảm bảo 
đường đặc tính gần đúng với đường đặc tính lý tưởng. 
Trong đó áp suất sinh ra ở dẫn động phanh trước P dd ,1 v à ở dẫn động phanh sau P
dd ,2 còn được xác định như sau: 
P dd ,1 =
1
2
1. ..
...2
Cdr
Gr
t
b
π
ϕ ( 
L
hb g.ϕ+ ) +p 01 (18) 
 P dd ,2 = 
2
2
2. ..
...2
Cdr
Gr
t
b
π
ϕ ( 
L
hb g.ϕ+ ) +p 02 (19) 
Trong đó : 
 p 01, p 02 - áp suất dư trong dẫn động phanh trước và dẫn động phanh sau 
(thường từ 2÷4 kG/cm 2 ); 
r b - bán kính làm việc của bánh xe; 
G-trọng lượng ô tô; 
ϕ - hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường; 
d1 ,d 2 - đường kính của xy lanh bánh xe ở cơ cấu phanh trước và cơ cấu 
phanh sau; 
C1 ,C 2 - tỷ số truyền cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau; 
r t - bán kính của trống phanh. 
Sau đây là một ví dụ đưòng đặc tính của bộ điều hoà lực phanh loại píttông bậc, đồ 
thị của chúng được thể hiện như sau: 
Hình 6 :Đường đặc tính của bộ điều hoà lực phanh 
1-đầy tải . 2- không tải. 
Trong trường hợp xe đầy tải: ở giai đầu áp suất p1 ở dẫn động ra phanh trước và áp 
suất p 2 ở dẫn động ra phanh sau đều bằng nhau, đường đặc tính đi theo đường OA 
nghiêng với trục hoành một góc 45 0 ,lúc đó bộ điều hoà lực phanh chưa làm việc. Khi áp 
suất trong xi lanh chính đạt giá trị p dch ( áp suất điều chỉnh) thì lúc đó điều hoà lực phanh 
bắt đầu làm việc . Thời điểm đó áp suất p 2 nhỏ hơn áp suất p1 và đường đặc tính điều 
chỉnh đi theo đường thẳng AB gần sát với đường cong lý tưởng. 
Trong trường hợp xe không tải thì ở giai đoạn đầu đường đặc tính đi theo đường 
thẳng OC nghĩa là lúc đó bộ điều hoà lực phanh chưa làm việc, áp suất p 'dch ứng với điểm 
C là áp suất dẫn động phanh trước ở thời điểm mà bộ điều hoà bắt đầu làm việc. Tiếp đó 
đường đặc tính đi theo đường CD. Đường CD là đường đặc tính của bộ điều hoà lực 
phanh khi xe không tải . 
™ Nhận xét : Từ đồ thị hình 6 thấy rằng áp suất trong dẫn động phanh sau p 2 khi đã 
có bộ điều hoà lực phanh sẽ diễn biến theo đường gấp khúc OAB . Đường gấp khúc này 
nằm dưới đường cong lý tưởng 1 nghĩa là áp suất p 2 có giá trị gần với áp suất lý tưởng 
nhưng luôn nhỏ hơn áp suất lý tưởng yêu cầu cho nên không sảy ra hiện tượng bó cứng 
bánh xe sau khi phanh. 
Khi ứng với mỗi tải trọng khác nhau ta có đường đặc tính lý tưởng khác nhau( các 
đường cong khác nhau ) và đường đặc tính của bộ điều hoà lực phanh ở các tải trọng 
khác nhau sẽ là một chùm đường nghiêng được thể hiện dưới hình sau: 
 Hình7:Chùm đường đặc tính của bộ điều hoà lực phanh. 
1- đầy tải . 2- không tải. 
™ Nhận xét chung : bộ điều hoà lực phanh đảm bảo cho áp suất p 2 ở dẫn động phanh 
sau gần với áp suất lý tưởng yêu cầu và có giá trị nhỏ hơn áp suất lý tưởng để tránh bó 
cứng bánh xe sau. Khi bánh xe sau bị bó cứng thì hiệu quả phanh sẽ giảm do hệ số bám 
ϕ giảm bởi bánh xe bị trượt lê, đồng thời làm mất tính ổn định khi phanh. 
4. Nguyên lý cơ cấu điều hoà lực phanh ABS 
 Lực phanh lớn nhất trong quá trình ... x được xác định theo điều kiện bám khi các bánh xe bị 
phanh hoàn toàn và đồng thời theo biểu thức : 
PPmax=ϕ.G 
Từ đó phương trình(IX-14) dược viết như sau: 
δi g
G jPmax = ϕ.G (IX-15) 
ở đây: 
δi - hệ số tính đến ảnh hưởng của các trọng khối quay của ôtô. 
Từ biểu thức (IX-15) có thể xác định gia tốc chậm dần cực đại khi phanh 
jPmax =
i
g
δ
ϕ (IX-16) 
Để tăng gia tốc chậm dần khi phanh cần phải giảm hệ số δi. Vì vậy khi phanh đột 
ngột người lái cần tắt ly hợp để tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực lức đó δi sẽ 
giảm jPmax tăng. 
Gia tốc chậm dần cực đại phụ thuộc vào hệ số bám ϕ giữa lốp và mặt đường mà 
giá trị củahệ số bám lớn nhất ϕmax= 0,75 ÷ 0,8 trên đường nhựa tốt nếu coi δi=1 và gia tốc 
trọng trường g=10m/s2 thì gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh ngặt trên đường 
nhựa tốt, khô, nằm ngang có thể đạt giá trị jPmax = 7,5 ÷ 8 m/s2. 
Thời gian phanh cũng là một trong những chỉ tiêu để đánh giá chất lượng phanh. 
Thời gian phanh càng nhỏ thì phanh càng tốt. Để xác định thời gian phanh cần sử dụng 
công thức (IX-16) viết ở dạng sau: 
j=
i
g
dt
dv
δ
ϕ= (IX-17) 
Từ biểu thức (IX-17) có thể viết : 
dt= dv
g
i
ϕ
δ 
Muốn xác định thời gian phanh nhỏ nhất chỉ cần tích phân dt trong giới hạn từ thời 
điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 tới thời điểm ứng với v2 ở cuối quá trình phanh: 
tmin= ( )211
2
vv
g
dv
g
i
v
v
i −=∫ ϕδϕδ 
Khi phanh ôtô đến khi dừng hẳn thì v2=0 do đó : 
tmin= g
v i
ϕ
δ1 (IX-18) 
ở đây: 
v1- ứng với vận tốc phanh ban đầu. 
Từ biểu thức (IX-18) ta thấy rằng thời gian phanh nhỏ nhất phụ thuộc vào vận tốc 
bắt đầu phanh của ôtô, phụ thuộc vào hệ số δi và hệ số bám ϕ giữa bánh xe với mặt 
đường. Để thời gian phanh nhỏ cần giảm δi, vì vậy người lá xe cần cát ly hợp khi phanh. 
Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đành giá chất lượng phanh của 
ôtô, cũng vì vậy mà trong tính năng kỹ thuất của ôtô, các nhà máy chế tạo thường cho 
biết quãng đường phanh vủa ôtô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định. 
Để xác định quãng đường phanh nhỏ nhất có thể sử dụng biểu thức (IX-17) bằng 
cách nhân hai vế với dS ta có: 
dSgdS
dt
dv
iδ
ϕ= 
hay là: vdv= dSg
iδ
ϕ (IX-19) 
Quãng đường phanh nhỏ nhất được xác định bằng cách tích phân d Strong giới 
hạn từ thời điểm vận tốc bắt đầu phanh v1 dền v2 ta có: 
smin = ∫∫ = 1
2
1
2
v
v
i
v
v
i vdv
g
dvv
g ϕ
δ
ϕ
δ 
Smin= ( )22122 vvgi −ϕδ (IX-20) 
Khi phanh đền lúc ôtô dừng hẳn v2=0 
Smin= g
vi
ϕ
δ
2
2
1 (IX-21) 
Những công thức IX-16, (IX-18), (IX-21) được chứng minh ở trên để xác định gia 
tốc chậm dần thời gian phanh và chất lượng phanh mang tính chất lý thuyết, tức là trong 
điều kiện lý tưởng 
Để xác định được quãng đường phanh thực tế cần nghiên cứu quá trình phanh qua 
các đồ thị thực nghiệm thể hiện quan hệ giữa lực phanh Pp sinh ra ở bánh xe với thời gian 
t. Đồ thị này được gọi là giản đồ phanh (IX-12). 
Giản đồ phanh nhận được bằng thực nghiệm và qua giản đồ phanh có thể phân tích 
và thấy được bản chất của quá trình phanh. 
Cần phải hiểu giản đồ phanh là quan hệ của lực phanh Pp với thời gian t hay cũng 
là quan hệ của gia tốc chậm dần j với thời gian t 
Điểm O trên hình IX-12 ứng với lúc người lái nhìn thấy chướng ngại ở phía trước. 
Và nhận thức được cần phải phanh. 
t1 - thời gian phản xạ của người lái tức là lúc thấy được chướng ngại vật cho đến 
tác dụng vào bàn đạp phanh, thời gian này phụ thuộc vào trình độ người lái. Thời gian t1 
thường nằm trong giới hạn t1= 0,3 - 0,8 s 
t2 - thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh tức là lúc người lái tác dụng vào 
bàn đạp phanh cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh. Thời gian này đối với 
phanh dầu t2= 0,03s đối với phanh khí t2=0,3 s. 
t3 - thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần. Thời gian này đối với 
phanh dầu t3 = 0,2 s đối với phanh khí là từ 0,5-1s 
t4 - thời gian phanh hoàn toàn, ứng với lực phanh giảm. thời gian này được xác 
định theo công thức IX-18. Trong thời gian này lực phanh Pp hoặc gia tốc chậm dần j có 
giá trị không đổi. 
t5 - thời gian nhả phanh lực phanh giảm đến 0. Thơi gian này có giá trị t5 = 0,2s 
đối với phanh dầu và t5 = 1,5- 2s đối với phanh khí. 
Khi ôtô dừng hoàn toàn rồi mới nhả phanh thì thời gian t5 không ảnh hưởng gì đến 
quãng đường phanh nhỏ nhất. Như vậy quá trình phanh kể từ khi người lái nhận được tín 
hiệu cho đến khi dừng lại kéo dài thời gian t như sau: 
t= t1+ t2+ t3+ t4 (IX-33) 
Từ giản đồ phanh IX-12 thấy rằng ở thời gian t1 và t2 lực phanh hoặc gia tốc chậm 
dần bằng không. Lực phanh và gia tốc chậm dần bắt đầu tăng lên từ thời điểm A là điểm 
khởi đầu của thời gian t3 cuối thời gian t3 lực phanh và gia tốc chậm dần có giá trị cực đại 
và giữ không đổi trong suốt thời gian t1, cuối thời gian t4 thì lực phanh và gia tốc chậm 
dần và hết thời gian t5 thì chúng có giá trị bằng 0. 
Nếu kể đến thời gian chậm tác dụng t2 của dẫn động phanh thì quãng đường phanh 
thực tế tính từ khi tác dụng lên bàn đạp phanh cho đến khi ôtô dừng hẳn được xác định 
theo công thức sau: 
S = v1t2+ ϕg
vks
2
2
1 (IX-34) 
ở đây: 
ks - hệ số hiệu đính quãng đường phanh, xác định bằng thực nghiệm; đối với xe du 
lịch ks= 1,1÷1,2 đối với xe tải và xe khách ks = 1,4 ÷ 1,6 
s - quãng đường phanh thực tế. 
Trong quá trình sử dụng thực tế do má phanh bị mòn do điều chỉnh phanh không 
đúng sẽ làm cho quãng đường phanh lớn và gia tốc chậm dần khi gia tốc giảm 10÷ 15% 
so với khi phanh còn mới và điều chỉnh đúng. 
Bảng IX-2. Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ôtô lưu hành trên đường (Bộ 
GTVT Việt Nam qui định,2000) 
Loại ôtô Quãng đường phanh Gia tốc chậm dần 
m, không lớn hơn cực đại, m/s2 
không nhỏ hơn 
Ôtô con và các loại ôtô khác thiết kế 
trên cơ sở ôtô con. 
Ôtô tải trọng lượng toàn bộ nhỏ hơn 
80 KN và ôtô khách có chiều dài toàn 
bộ dưới 7,5m 
Ôtô tải hoặc đoàn ôtô có trọng lượng 
toàn bộ lớn hơn 80 KN và ôtô khách 
có chiều lớn 7,5m 
7,2 
9,5 
11 
5,8 
5,0 
4,2 
Tiêu chuẩn trình bày ở bảng IX-2 là ứng với chế độ thử phanh khi ôtô chạy trên 
đường nhựa khô nằm ngang ở vận tốc bắt đầu phanh là 8,33m/s (30Km/h) 
Vấn đề thử phanh ở vận tốc cao là rất nguy hiểm nhất là khi kiểm tra định kỳ đại 
trà mà chưa có những bãi thử chuyên dùng. Vì vậy ở nước ta hiện nay vẫn đang dùng vận 
tốc thử 8,33m/s (30Km/h) 
Ngoài việc đảm bảo hiệu quả phanh như trong bảng IX-2 thì yêu cầu về độ ổn định 
khi phanh tức là khi phanh ôtô không bi xoay ngang là điều rất cần thiết. 
Tiêu chuẩn của châu Âu và liên hợp quốc về vấn đề thử phanh và chế tạo phải đảm bảo 
các nội dung và chi tiêt sau đây. 
Về chế độ thử phải tiến hành ở loại O, I, II. 
Thử phanh loại O: dùng để xác định hiệu quả của hệ thống phanh khi cơ cấu 
phanh nguội (nhiệt độ trống phanh < 1000) 
Thử phanh loại I: dùng để xác định hiệu quả của hệ thống phanh khi cơ cấu phanh 
nóng 
Thử phanh loại II: dùng để xác định hiệu quả của hệ thống phanh khi chuyển động 
trên dốc dài. 
Bảng IX-3 
Loại ôtô 
Tốc độ bắt 
đầu phanh 
m/s 
(Km/h) 
Lực trên 
bàn đạp 
phanh N 
Gia tốc 
chậm dần 
ổn định 
khi phanh 
không nhỏ 
hơn m/s2 
Quãng 
đường 
phanh 
không lớn 
hơn m 
Ôtô du lịch 
Ôtô khách với trọng lượng toàn bộ 
đến trọng lượng 50KN 
Ôtô khách với trọng lượng toàn bộ 
trên 50 KN 
Ôtô tải với trọng lượng toàn bộ 
đến: 35KN 
Từ 35 - 120KN 
Trên 120 KN 
22,22(80) 
16,66(60) 
16,66(60) 
19,44(70) 
13,88(50) 
11,11(40) 
500 
700 
700 
700 
700 
700 
7,0 
7,0 
6,0 
5,5 
5,5 
5,5 
43,2 
25,8 
32,1 
44,8 
25,0 
17,2 
Đoàn xe với trọng lượng toàn bộ : 
Đến 35 KN 
Từ 35 - 120 KN 
Trên 125KN 
19,44 (70) 
13,88 (50) 
11,11(40) 
700 
700 
700 
5,5 
5,5 
5,5 
46,9 
26,5 
18,4 
Trên bảng IX-3 trình bày tiêu chuẩn thử phanh loại O (ứng với ôtô đầy tải) 
Khi thử theo loại I thì tiêu chuẩn về quãng đường phanh tăng lên 25% và khi thử theo 
loại II thì tằng lên 33% 
Trên hình IX-13 trình bày giản đồ phanh khi cơ cấu phanh bị ướt. ở lần đạp phanh 
đầu tiên giản đồ phanh có dạng như đường I, ở lần đạp phanh thứ hai thì giản đồ phanh 
có dạng như đường II .. . và phải đến lần đạp phanh thứ 5 giản đồ phanh mới trở lại bình 
thường như của cơ cấu phanh (đường V) 
Số lần đạp phanh để giản đồ phanh trở lại bình thường như của cơ cấư phanh khô 
tuỳ thuộc ở mớc độ ướt cua má phanh và trống phanh (của đôi bề mặt ma sát) 
Từ giản đồ phanh ở hình IX-13 ta thấy rằng ở hiệu quả phanh lần đạp phanh lần 
thứ nhất rất thấp tức là quãng đường phanh sẽ rất dài, so lực phanh hoặc gia tốc chậm dần 
rất nhỏ. ở lần đạp phanh lần đầu tiên quãng đường phanh có thể dài gấp 1,6 - 1,8 lần 
quãng đường phanh khi cơ cấu phanh khô. 
Đây là điều cần chú ý khi sử dụng ôtô ở vùng nhiệt đới, mưa nhiều để đảm bảo an 
toàn trong chuyển động. 
Để đánh giá sự giảm hiệu quả phanh khi cơ cấu phanh bị ướt chúng ta sẽ dùng hệ 
số tăng quãng đường phanh KP, hệ số này được biểu thị bằng biểu thức sau: 
kP = 
pkhoS
pkhopuot S -S , % (IX-35) 
ở đây: 
SP ướt - quãng đường phanh của ôtô khi cơ cấu phanh ướt 
SP khô - quãng đường phanh của ôtô khi cơ cấu phanh khô 
Hệ số KP chỉ phần trăm tăng quãng đường phanh khi cơ cấu phanh bị ướt so với 
khi cơ cấu phanh khô. 
Ji (m/s2) 
V 
IV III 
II 
I tj (s) 
0 
Giản đồ phanh khi cơ cấu phanh bị uớt 
I, IIV –Th tự lần lượt khi đạp phanh 
Sự thay đổi hệ số tăng quãng đường phanh kP 
Số lần đạp phanh 
VI. PHANH ĐOÀN XE 
Khi nghiên cứu sự phanh của đoàn xe (ô tô có moóc kéo) chúng ta cần xác định 
quãng đường phanh, số moóc kéo theo cầm đặt phanh. Nếu gọi : 
 G – trọng lượng toàn bộ của ô tô khi tải đầy; 
 Q – trọng lượng của một moóc khi tải đầy. 
 n - số moóc kéo theo . 
 Thì động năng của đoàn xe khi bắt đầu phanh được xác định theo biểu thức : 
 M = 
g
nQG
2
+ v 21 (IV-36) 
 Ở đây : v1 - vận tốc của đoàn xe khi bắt đầu phanh. 
 Giả sử rằng trong số n moóc kéo theo có n1 moóc được đặt phanh, hệ số bám giữa 
các bánh xe với mặt đường của ô tô kéo và moóc kéo là như nhau và bỏ qua lực cản 
không khí, chúng ta nhận được phương trình chuyển động của đoàn xe khi phanh như 
sau : 
 P p = (G + n1 m , Q ϕ )ϕ + (G + nQ)i (IX-37) 
Ở đây : 
 Q ϕ - trọng lượng mà moóc tác dụng lên các bánh xe có đặt phanh 
 của moóc đó: 
 m , - hệ số thay đổi tải trọng phân bố lên các bánh xe có đặt phanh 
 của moóc; 
 i - độ dốc của mặt đường. 
 Công do lực phanh sinh ra trên quãng đường phanh S p được biểu thị theo công 
thức : 
L = P p S p = [ ]inQGQmnG )()( ,1 +++ ϕϕ S p (IX-38) 
Kết hợp biểu thức (IX-36) và (IX-38) ta được : 
g
nQQ
2
+ v 21 = [ ]inQGQmnG )()( ,1 +++ ϕϕ S p (IX-39) 
Từ biểu thức (IX-39) chúng ta xác định được quãng đường phanh S p như sau: 
S p = g
v
2
2
1 .
i
nQG
QmnG ±+
+ ϕϕ )(
1
,
1
 (IX- 40) 
Số moóc cần đặt phanh sẽ là : 
 n1 = ϕϕ
ϕ
Qm
GigSv
gS
nQG
p
p
,
2
1 )2(2
−±+
 (IX-41) 
 Nếu tất cả các bánh xe của các moóc đều có phanh nghĩa là : m , Q ϕ = Q và n = n
1 thì ta có : 
S p = )(2
2
1
ig
v
±ϕ . 
Khi phanh đoàn xe có phanh bố trí ở tất cả các bánh xe của moóc trên mặt đường 
nằm ngang ta sẽ có biểu thức để xác định quãng đường phanh giống như các biểu thức 
(IX-21). 
 Như vậy chúng ta nhận thấy rằng : vế lý thuyết quãng đường phanh của đoàn 
xekhi các bánh xe đều đặt phanh chỉ phụ thuộc vào vận tốc ban đầu khi phanh và hệ số 
bám mà không phụ thuộc vào số moóc kéo theo. Trong thực tế quãn đường phanh của 
đoàn xe có phụ thuộc vào số moóc kéo theo, nghĩa là vào trọng lượng của đoàn xe. 
VII. PHANH ÔTÔ KHÔNG MỞ LY HỢP. 
 Mục đích của hệ thống phanh là để thay đổi vận tốc của ôtô theo điều kiện cụ thể 
trên đường mà người lái cần phải xử lý .Trong quá trình phanh cần mở ly hợp để ngắt mô 
men truyền từ động cơ đến bánh xe nhằn tăng hiệu quả phanh .Tuy nhiên một số trường 
hợp khi phanh ôtô không cần mở ly hợp . 
 Trong trường hợp ôtô chuyển động chậm dần với gia tốc nhỏ chỉ cần giảm nhiên 
liệu cung cấp vào xylanh ( để động cơ chạy ở chế độ không tải ). Khi xe chạy trên đường 
trơn , ôtô có khả năng bị lệch bên hoặc ở đường đồi núi với dốc dài thì hệ số bám của mặt 
đường là nhỏ . Nếu ngắt ly hợp thì vận tốc xe thay đổi đột ngột ,xe dễ bị lật hoặc trượt lê. 
Trường hợp này ta có thể kết hợp với việc phanh bằng động cơ .Tức là để số truyền của 
hộp số ở tỉ số truyền nhỏ.Khi đó trục khuỷu của động cơ là bị động ,bánh xe là chủ 
động.Ở số truyền này thì số vòng quay của trục khuỷu nhiều hơn số vòng quay của bánh 
xe, do đó sự ma sát trong động cơ tăng lên góp phền tăng thêm lực phanh. 
Tóm lại khi phanh ôtô không mở ly hợp thì do nhiên liệu đã cung cấp ít không đủ 
để động cơ giữ vai trò chủ động ma bánh xe chở thành chủ động còn trục khuỷu trở lên bị 
động .Do đó ma sát của các chi tiết trong động cơ sẽ tạo thành sức cản và phụ thêm vào 
lực phanh. 
Lực cản do ma sát trong động cơ :Pmsđ có hướng ngược với lực quán tính của động 
cơ khi phanh xe mà không mở ly hợp. Lực cản do ma sát trong động cơ có tác dụng làm 
cho ôtô chuyển động chậm dần với nhịp độ cao so với trường hợp khi mở ly hợp tức là 
phanh sẽ êm hơn và an toàn hơn. 
 Khi phanh không mỏ ly hợp thì phương trình cân bằng lực là: 
PP + Pf + Pi +Pw + Pmsđ + Pmst - Pj = 0 ( IX.43). 
Trong đó Pmsđ là lực ma sát của các chi tiết trong động cơ quy dẫn về bánh xe chủ 
động. 
Pmsđ = η
⋅
⋅
®
ms t
t b
M i
r
. 
 ®msM - Mô men ma sát của các chi tiết trong động cơ khi phanh. 
ϕη = +
®
®
ms
t
ms ms
N
N N
Trong đó : ®msN , tmsN - công suất tiêu hao do ma sát trong động cơ và hệ thống 
truyền lực khi phanh xe. 
 Mô men ma sát ®msM ở động cơ bốn kì có thể tính gần đúng theo công thức : 
®
msM = 0,8 p. v . i. 
 Trong đó : 
p: áp suất tổn thất cơ khí trung bình . 
v: thể tích công tác của xylanh động cơ. 
i: số xylanh của động cơ 
Pmst : Lực ma sát trong hệ thống truyền lực .Khi động cơ làm việc không tải lực 
này 
bao gồm lực tiêu hao cho khuấy dầu, cho ma sát giữa các các bánh răng ăn khớp 
v.v. 
Pmst = 1tmsP + 2
t
msP 
Trong đó: 1tmsP - Lực tiêu hao cho khuấy dầu. 
 2tmsP - Lực tiêu hao cho ma sát giữa các bánh răng ăn khớp , các ổ bi 
v.v. 
Lực Pmst có thể tính gần đúng đối với ôtô loại 4× 2 khi động cơ làm việc không 
tải theo công thức thực nghiệm sau: 
Pmst = ( 2+ 0,09. v) G. −310 ; N. 
 Ở đây: v – vận tốc của ôtô , m/s. 
Đối với ôtô loại 4×4 thì Pmst cao hơn 1,5 đến 2 lần , loại 6×6 cao hơn 2 đến 3 lần so với 
loại ôtô cơ sở là 4×2. 
Từ phương trình IX-43, ta xác định được gia tốc chậm dần của ôtô như sau: 
/
pJ = δ /j
g ⋅ + + + + +
® t
p f i w ms msP P P P P P
G
 Ở đây: δ /j : Hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng của các chi tiết quay trong 
động cơ và hệ truyền lực khi phanh mà không mở ly hợp. 
Như vậy khi phanh ôtô không mở ly hợp , muốn hiệu quả phanh tốt hơn so với khi 
mở ly hợp cần phải thoả mãn điều kiện : /pJ 〉 pJ , nghĩa là: 
δ
+ + + + +®
/
t
p f i w ms ms
j
P P P P P P 〉 δ
+ + + + tp f i w ms
j
P P P P P
 ( IX- 45). 
 δ j Là hệ số tính đến ảnh hưởng khối lượng của các chi tiết quay trong hệ thống 
truyền lực khi phanh có mở ly hợp . 
Muốn dùng phanh một cách hợp lý tức là có mở ly hợp hay không , phải chú ý đến 
các lực cản trong quá trình ôtô chuyển động như fP ; iP ; wP ; ®msP ; tmsP cũng như giá trị của 
lực phanh pP và hệ số δ /j ;δ j .