Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS 2018

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ
************

ĐỒ ÁN TỐT NGHỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên xe TOYOTA
VIOS 2018

Giáo viên hướng dẫn

: TS. Nguyễn Anh Ngọc

Sinh viên thực hiện

: Phạm Văn Chung

Mã sinh viên

: 2018602203

Lớp

: ĐHKTOT02-K13

Hà Nội 2022

i

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH.................................................................................... iii
LỜI NĨI ĐẦU ....................................................................................................... iv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ .................... 1
1.1 Tổng quan về hệ thống phanh .............................................................. 1
1.2 Công dụng, yêu cầu hệ thống phanh .................................................... 1
1.2.1 Công dụng .......................................................................................................................... 1
1.2.2 Yêu cầu ............................................................................................................................... 2

1.3 Phân loại hệ thống phanh ...................................................................... 5
1.3.1 Theo bố trí phanh ............................................................................................................... 5
1.3.2 Theo cơ cấu phanh (phần tử ma sát) phanh chia ra .......................................................... 5
1.3.3 Theo loại dẫn động............................................................................................................. 8
1.3.4 Phanh dừng( phanh tay) .................................................................................................... 9

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG PHANH
ABS TRÊN XE VIOS 2018................................................................................... 12
2.1. Cấu tạo ................................................................................................. 12
2.1.1. Chức năng nhiệm vụ ABS. ............................................................................................... 13
2.1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc.................................................................................................. 17

2.2 Nguyên lý làm việc ............................................................................... 18
2.2.1 Khi không phanh. ............................................................................................................. 18
2.2.2 Khi phanh ABS chưa làm việc.......................................................................................... 18
2.2.3 Khi phanh ABS làm việc. ................................................................................................... 19

2.3 Kết cấu bộ phận chính ......................................................................... 22

2.3.1 Cơ cấu phanh. .................................................................................................................. 22
2.3.2. Xy lanh chính ................................................................................................................... 26
2.3.3 Các cảm biến .................................................................................................................... 27
2.3.4 Khối điều khiển điện tử (ECU) .......................................................................................... 29
2.3.5 Khối thủy lực- điện tử ..................................................................................................... 31
2.3.6 Trợ lực phanh ................................................................................................................... 32

CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG
PHANH CHÍNH XE TOYOTA VIOS ................................................................. 34


ii

3.1. Những công việc bảo dưỡng cần thiết ............................................... 34
3.2 Các hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục trên hệ thống
phanh ABS .................................................................................................. 34
3.3 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính ............................. 38
3.4 Kiểm tra hệ thống ABS........................................................................ 39
3.5 Kiểm tra hệ thống chẩn đoán.............................................................. 41
3.6 Kiểm tra hệ thống chấp hành ............................................................. 48
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 53


iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục ................................................. 6
Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm ................................................. 7
Hình 1.3: Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động ..................................................... 7

Hình 1.4: Phanh dẫn động thủy lực ...................................................................... 8
Hình 1.5: Phanh dẫn động khí nén ........................................................................ 8
Hình 1.6: Sơ đồ tổng quan của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.................... 10
Hình 1.7: Sơ đồ ABS kênh một cảm biến ............................................................ 11
Hình 2. 1: Sơ đồ phân loại hệ thống ABS. ........................................................... 16
Hình 2. 2: Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe. .................. 17
Hình 2. 3: Khi phanh bình thường. ....................................................................... 19
Hình 2. 4: Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất. ............................................................ 20
Hình 2.5: Giai đoạn giảm áp. ................................................................................ 21
Hình 2.6: Giai đoạn tăng áp................................................................................... 21
Hình 2.7: Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thơng gió............................................... 22
Hình 2.8: Cơ cấu phanh trước ............................................................................... 23
Hình 2.9: Biến dạng đàn hồi của vịng làm kín.................................................... 24
Hình 2.10: Kết cấu xy lanh chính. ........................................................................ 26
Hình 2.11: Cảm biến tốc độ bánh xe trước .......................................................... 27
Hình 2.12: Cảm biến tốc độ bánh xe sau .............................................................. 28
Hình 2.13: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cảm biến tốc độ bánh xe. 29
Hình 2.14: Bầu trợ lực. .......................................................................................... 32
Hình 3. 1: Đèn báo ABS ........................................................................................ 42
Hình 3. 2: Giắc kiểm tra. ....................................................................................... 43


iv

LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo
theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại
hóa nên địi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do
đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì cơng nghệ ơtơ cũng có
sự thay đổi khá lớn. Nhu cầu của con người dần dần được đáp ứng về các mặt

tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, … trong đó vấn đề an tồn
được đặt lên hang đầu. Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các
nhà sản xuất bắt tay vào nghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh ABS với những
tính năng ưu việt: Chống bó cứng bánh xe khi phanh, ổn định hướng, … nhằm
hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra.
Qua thực tập tại các doanh nghiệp và dưới sự hướng dẫn của các thầy cô
trong bộ môn nên trong tập đồ án tốt nghiệp này em chọn đề tài “Khảo sát hệ
thống phanh ABS trên xe TOYOTA VIOS 2018”. Nội dung của đề tài này
giúp em hệ thống được kiến thức đã học, nâng cao tìm hiểu về các hệ thống của
ơ tơ nói chung và hệ thống phanh ABS của xe TOYOTA VIOS 2018 nói riêng.
Nội dung đề tài bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô
Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS trên xe
TOYOTA Vios 2018
Chương 3: Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh chính xe
TOYOTA Vios 2018
Được sự hướng dẫn rất tận tình của các thầy trong khoa, cùng với sự nỗ
lực của bản thân, em đã hoàn thành nhiệm vụ của đề tài này. Vì thời gian với
kiến thức có hạn nên trong tập đồ án lần này khơng thể tránh khỏi những sai
sót nhất định.Vì vậy em mong các thầy, cơ trong bộ mơn đóng góp ý kiến để
đề tài của em được hoàn thiện hơn.


v

Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ ô
tô đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức quý báu trong quá trình học tập ở
trường và thời gian làm đồ án tốt nghiệp.
Sinh viên thực hiện

Phạm Văn Chung


1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ
1.1 Tổng quan về hệ thống phanh
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp về mọi mặt, đặc biệt là
về mặt kĩ thuật. Ngành ơ tơ cũng có những bước phát triển rõ nét và có tính đặc
trưng riêng. Ngày nay ô tô không chỉ đơn thuần là mục đích phục vụ đi lại
nhanh, chuyên chở nhiều, tuổi thọ cao... mà các loại ô tô đời mới trong thời
gian gần đây còn đáp ứng nhu cầu càng cao và khắt khe của con người như:
tính kinh tế, tính hiệu quả, tính cơng nghệ, tính tiện nghi, nồng độ khí xả đối
với môi trường và đặc biệt là vấn đề an toàn cho người và tài sản
Một trong những bộ phận có tính quyết định đến khả năng an tồn khi
chuyển động của ô tô là hệ thống phanh. Vì nó đảm bảo cho ơ tơ chạy an tồn
và làm chủ với tốc độ phanh, chậm và đến khi dừng hẳn khi cần thiết. Nó góp
phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm có thể xẩy ra khi vận dàng nhờ điều
khiển quá trình phanh làm chủ tốc độ, nhanh, chậm và dừng hẳn khi cần thiết.
Ngày nay việc ứng dụng tiến bộ kỹ thuật vào hệ thống an toàn ngày càng
hiện đại, với hệ thống chống bó cứng bánh xe (ABS) làm cho người sử dụng
cảm thấy yên tâm hơn khi vận hành. Phanh sử dụng ABS là một trong hai công
nghệ bổ sung cho hệ thống phanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ô tô
trong thời gian gần đây. Vai trò chủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng
kiểm sốt xe trong những tình huống phanh gấp.
Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn
và thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt
chẽ, và cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh, tăng tính ổn định
hướng và tính dẫn hướng khi phanh, tăng độ tin cậy làm việc với mục đích đảm
bảo an tồn chuyển động và tăng hiệu quả chuyển động của ô tô.

1.2 Công dụng, yêu cầu hệ thống phanh
1.2.1 Công dụng
Hệ thống phanh dùng để:


2

Giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ
cần thiết nào đó
Ngồi ra hệ thống phanh cịn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên
tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang
Với công dụng như vậy hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan
trọng. Nó đảm bảo cho ơ tơ, máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm
việc. Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực và năng suất vận
chuyển của xe.
Hệ thống phanh trên ơ tơ gồm có các bộ phận chính: cơ cấu phanh, dẫn
động phanh. Ngày nay trên cơ sở của các bộ phận kể trên, hệ thống phanh cịn
được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh như ABS(cơng nghệ
chống bó cứng phanh), EBD(cơng nghệ phân bố lực phanh điện tử)...
Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ
cấu ma sát nhằm tạo ra mô men hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh.
Dẫn động phanh: bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển(bàn
đạp phanh, cơ cấu phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu
phanh. Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấu
điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh.
1.2.2 Yêu cầu
Hệ thống phanh cần đảm bảo yêu cầu chính sau:
- Làm việc bền vững, tin cậy.
- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường
hợp nguy hiểm.

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an
tồn cho hành khách và hàng hố
- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn
chế.


3

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh
- Không có hiện tượng tự phanh khi khi các bánh xe dịch chuyển thẳng
đứng và khi quay vòng
- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọi
điều kiện sử dụng:
-Có khả năng thốt nhiệt tốt
-Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực tác dụng cần thiết lên bàn đạp hay
địn điều khiển nhỏ
Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp,
hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh
là:
Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở
tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bản đạp nên còn
gọi là phanh chân.
Phanh dự trữ: dùng để phanh ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chính
hỏng.
Phanh dừng: cịn gọi là phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng
yên tại chỗ khi xe dừng hoặc khi không làm việc, phanh này thường được điều
khiển bằng tay đòn nên gọi là phanh tay.
Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn(như xe tải, trọng
lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng
đồi núi, thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài cịn phải có loại

phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:
+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ động cơ không tăng quá giới hạn cho phép
khi xuống dốc
+ Để giảm dần tốc độ của ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn


4

Các loại phanh trên có thể có bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng
của nhau. Nhưng chúng phải có ít nhất hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc
lập.
Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính cịn được phân
thành các dịng độc lập để nếu một dịng nào đó bị hỏng thì các dịng cịn lại
vẫn làm việc bình thường.
Để có hiệu quả phanh cao:
+ Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao
+ Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được
toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh
Hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính là: gia tốc chậm dần
và quãng đường phanh. Ngồi ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác như: lực
phanh hay thời gian phanh.
Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay
từng hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố như: nguồn gốc và chủng
loại các ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ
thuật, các trang thiết bị kiểm tra...
Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức
năng của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s 2 đối với ô tô khách và 2,8m/s 2
đối với ô tô tải.
Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng
lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều:

đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô, máy kéo
chở dầy tải và động cơ tách hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ
nghiêng không nhỏ hơn 25%.
Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho tô tô máy kéo khi chuyển
động xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá


5

30±2𝑘𝑚/ℎ mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi phanh gia
tốc của ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6 ÷ 2,0 m/𝑠 2 .
Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển
đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan hệ tỷ
lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo
ra ở bánh xe. Đồng thời khơng có hiện tượng tự siết khi phanh.
Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ơ tơ máy kéo khi phanh, sự
phân bố lực phanh giữa các bánh xe phảỉ hợp lí, cụ thể phải thỏa mãn các điều
kiện sau:
Lực phanh trên các bánh xe phải và trái 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 tô máy kéo bị trượt ngang, các bánh
xe sau trượt có thể làm ơ tơ máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe. Ngoài
ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số
bám. Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các
bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock
Braking System – ABS).
1.3 Phân loại hệ thống phanh
1.3.1 Theo bố trí phanh
Chia ra các loại:

+ phanh bánh xe
+ phanh truyền lực
1.3.2 Theo cơ cấu phanh (phần tử ma sát) phanh chia ra
- Phanh guốc:


6

+ Lọai cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục (gồm hai guốc phanh đối
xứng qua trục thẳng đứng). Cấu tạo chung của loại này là hai chốt định vị có
bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía
dưới, khe hở ở phía trên được bố trí bằng trục cam ép hoặc cam lệch tâm.

Hình 1.1: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục
1- Guốc phanh , 2- má phanh , 3- tang trống , 4- chốt phanh , 5- xy lanh
phanh sau
+ Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm: Thể hiện ở trên mâm phanh bố
trí hai chốt guốc phanh và hai xylanh, hai guốc phanh và chúng hoàn toàn giống
nhau, đối xứng nhau qua tâm. Mỗi guốc phanh được lắp đặt cố định ở mâm
phanh và có chốt bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh
với trống phanh. Một phía của piston ln tỳ vào xy lanh bánh xe nhờ lò xo
guốc phanh. Khe hở phía trên giữa guốc phanh và trống phanh được điều chỉnh
bằng cơ cấu tự điều chỉnh khe hở lắp trong piston của xylanh bánh xe.


7

Hình 1.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
1- Guốc phanh , 2- má phanh , 3- tang trống , 4- chốt phanh , 5- xy lanh
phanh sau

- Phanh đĩa:

Hình 1.3: Cơ cấu phanh đĩa có giá đỡ di động
Kết cấu của phanh rất đa dạng, các chức năng hoàn thiện nhiều, chẳng
hạn: Trong các phanh đĩa nằm trên bánh xe sau thường có cơ cấu liên động điều
khiển với phanh tay, cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh và phanh đĩa,
cảm biến do tốc độ quay của bánh xe... Do đó các hư hỏng xảy ra có thể là các
biểu hiện khơng rõ ràng. Việc phân tích các hư hỏng và chẩn đốn kỹ thuật cần
nắm chắc kết cấu cụ thể của chúng. Bao gồm có một đĩa phanh được lắp với
moay ơ bánh xe và quay cùng bánh xe. Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong


8

đó có đặt các xylanh bánh xe. Hai má phanh dạng phẳng và được đặt ở hai bên
đĩa phanh và được dẫn động bởi các xylanh bánh xe. Có hai loại giá đỡ: giá đỡ
di động và giã đỡ cố định.
1.3.3 Theo loại dẫn động
Theo dẫn động phanh chia ra:
+ Phanh cơ khí
+ Phanh thủy lực: dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm phanh êm dịu, dễ
bố trí độ nhạy cao (do dầu không chịu nén) tuy nhiên tỷ số truyền của dẫn động
dầu thấp nên thường gặp trên ô tô con, ô tô tải nhẹ. Phanh thủy lực đơn giản
gồm có bàn đạp, xy lanh phanh chính, xy lanh bánh xe gồm: (phanh dẫn động
thủy lực khơng có trợ lực, phanh dẫn động thủy lực có trợ lực)

Hình 1.4: Phanh dẫn động thủy lực
1- Xylanh tổng , 2- bàn đạp phanh , 3 – phanh tang trống , 4 – đĩa phanh
+ Phanh khí nén

Hình 1.5: Phanh dẫn động khí nén


9

1- Máy nén khí , 2- Bầu lọc khí , 3- Bộ điều chỉnh áp suất , 4 – đồng hồ đo
áp suất , 5 – bàn đạp phanh , 6 – Van an tồn , 7 – Bình chứa khí , 8 – Van
phân phối , 9 – Bầu phanh , 10 – cam phanh , 11 – lò xo cơ cấu phanh , 12 –
guốc phanh
1.3.4 Phanh dừng( phanh tay)
Hầu hết công dụng của phanh tay hiện nay là để đảm bảo rằng một chiếc
xe đỗ vẫn ở đúng vị trí, đặc biệt là trên các đoạn đường dốc. Khi hoạt động, nó
khóa bánh xe đúng vị trí để đảm bảo rằng xe không lăn.
Ở xe số tự động, để cần số ở vị trí P, một chốt hãm sẽ được cài vào hộp số
để khóa các bánh răng lại. Nhiều lái xe vẫn đỗ xe trên đường nghiêng chỉ bằng
chế độ P mà không kéo phanh tay, việc này khiến cho toàn bộ trọng lượng của
xe sẽ đè lên chốt hãm ở hộp số và có nguy cơ làm hỏng hộp số nếu như xe chịu
một lực tác động mạnh. Lúc này, phanh tay cịn đóng vai trị giúp bảo vệ hộp
số. Vì thế hãy tập thói quen đạp phanh chân - kéo thắng tay rồi mới về số P.
Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng khi xe đứng yên khi người
lái rời khỏi xe. Về cấu tạo phanh dừng gồm có hai bộ phận chính là cơ cấu dẫn
động phanh và cơ cấu phanh. Về cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu
các bánh xe 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 điều khiển bằng tay, vì vậy cịn gọi là phanh tay.
Mỗi loại phanh tay lại có nguyên lý hoạt động khác nhau. Đối với phanh
tay cơ khí nó hoạt động bằng cách kéo sợi dây cáp được kết nối với 2 bánh sau
của xe ô tô. Nếu bánh sau của xe dùng phanh đĩa, phanh tay thường áp dụng
ln cơ cấu này để nó hoạt động linh hoạt hơn.
Nhưng phanh tay cơ khí thường xảy ra tình trạng kéo phanh nhưng khơng

ăn. Ngun nhân chính do hay khe hở phanh quá lơn so với quy định hay cơ
cấu phanh bị bào mịn trong q trình sử dụng. Loại phanh cớ khí thướng có
hiện tượng bị kẹt khi đã nhả phanh ra.


10

Cịn phanh tay điện tử gọn và an tồn hơn khi sử dụng. Ở phanh điện tử có
gắn bộ chấp hành mô-tơ điện một chiều ở 2 bánh sau. Hộp điều khiển phanh
của xe sẽ xử lý các tín hiệu nhận được từ người tài xế rồi truyền xuống mô-tơ
điện hoạt động.
1.3.5 Một số sơ đồ điển hình hệ thống phanh ABS
- Bộ phận cảm biến (1) có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông
số được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của
bánh xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển (2). Bộ
phận (2) sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện (3) để tiến hành giảm
hoặc tăng áp suất trong dẫn động phanh.
- Chất lỏng được truyền từ xi lanh chính (hay tổng van khí nén) (5) qua
(3) đến các xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) (6) để ép các guốc phanh và thực
hiện quá trình phanh.
- Sơ đồ nguyên lý làm việc
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh
lực phanh có mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng
như sau:

Hình 1.6: Sơ đồ tổng quan của hệ thống chống hãm cứng bánh xe
1- Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4Nguồn năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh
bánh xe hoặc bầu phanh.

11

- Một số sơ đồ điển hình
Sau đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ ABS phổ biến dùng với dẫn động thủy
lực, điều khiển bằng điện tử.

Hình 1.7: Sơ đồ ABS kênh một cảm biến
1- Cảm biến tốc độ; 2- Xy lanh chính; 3- Khối thủy lực; 4- Cơ cấu cung
cấp năng lượng; 5- Bơm cao áp; 6- Rơle điện ; 7- Xy lanh bánh xe.
Sơ đồ hình 1.7 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm
biến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau. Sơ đồ này hai bánh sau
được điều khiển chung theo môdun chọn thấp (select low mode), tức là bánh
xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cả cầu sau.
ABS một kênh – RWAL (Rear Wheel Antilock) hay RABS ( Rear
Antilock Braking System) là những hệ thống chống hãm cứng hai bánh sau,
điều khiển áp suất dòng dẫn động đi đến đồng thời cả hai phanh bánh sau, nó
chỉ là những hệ thống đơn giản được thiết kế cho các loại xe thể thao, xe tải
nặng, vì các loại xe này rất dễ bị hãm cứng bánh sau khi phanh trong trường
hợp non hoặc không tải.


12

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC HỆ THỐNG
PHANH ABS TRÊN XE VIOS 2018
2.1. Cấu tạo
- Phanh chân: là hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực có trợ lực chân
không. Cơ cấu phanh ở cả bánh trước và sau là cơ cấu phanh đĩa.
- Phanh tay: dẫn động cơ khí tác dụng lên bánh sau.
- Hệ thống chống bó cứng phanh bằng điện tử ABS.

- Các chi tiết trong hệ thống: bàn đạp (phanh chân ), cần phanh ( phanh tay),
bộ trợ lực chân không, xi lanh phanh chính, van phân phối dầu phanh, bơm dầu,
đường ống dẫn dầu, cơ cấu phanh đĩa, ECU điều khiển ABS, các cảm biến tốc
độ bánh xe, roto cảm biến, dây cáp ( dẫn động phanh tay )…
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật xe Toyota Vios 2018
STT

Tên thông số

Chỉ số

1

Loại động cơ

2NR - FE (1.5L)

2

Dung tích xi lanh

1496 cm3

3

Cơng suất cực đại

107 mã lực tại 6000 vịng/phút

4

Mơ men xoắn cực đại (N.m)

140 Nm tại 4200 vịng/phút

5

Ly hợp

Đĩa khơ, đơn

6

Hộp số

CVT

7

Hệ thống phanh

Trước: Đĩa thơng gió
Sau: Đĩa đặc


13

Trước: Độc lập Macpherson

8

Hệ thống treo

Sau: Dầm xoắn

2.1.1. Chức năng nhiệm vụ ABS.
ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu quả
nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp - nhả pê-đan liên tục, cảm nhận
dấu hiệu rê bánh để xử lý. Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơn giản mà
các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu ABS bao
gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); bộ xử lý
điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong piston phanh).
Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có
tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh cịn lại, thơng qua
bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình
nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng (hay cịn gọi là "bó").
Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động
tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm. Để thực hiện được điều này, hệ
thống sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lần
mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết" như
trên các xe khơng có ABS.
Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất
trong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:
- Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng
bám và tránh quay xe khi phanh).
- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định).
Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và
an toàn nhất vì:
- Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc. Các
bánh xe trượt lết trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám.

14

- Các bánh xe bị trượt dọc hồn tồn, cịn mất khả năng tiếp tục nhận lực
ngang và không thể thực hiên quay vòng khi phanh trên đoạn đường cong hoặc
đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường có hệ số
bám thấp. Do đó dễ gây ra những tai nạn khi phanh.
Vì vậy mục tiêu của hệ thống phanh ABS là giữ cho bánh xe trong quá
trình phanh có độ trượt thay đổi trong giới hạn hẹp, khi đó hiệu quả phanh cao
nhất (lực phanh đạt giá trị cực đại) đồng thời tính ổn định và tính dẫn hướng
của xe là tốt nhất (đạt giá trị cao), thỏa mãn các yêu cầu cơ bản của hệ thống
phanh là rút ngắn quảng đường phanh, cải thiện tính ổn định và khả năng điều
khiển lái của xe trong khi phanh.
Tính ổn định chuyển động và tính ổn định hướng: Duy trì khả năng bám
ngang trong vùng có giá trị đủ lớn nhờ vậy làm tăng tính ổn định chuyển động
và ổn định quay vòng khi phanh “xét theo quan điểm về độ trượt”. Tuy nhiên
do sự khác biệt thường xuyên của tải trọng và hệ số bám trên các bánh xe và
các bánh xe được điều khiển một cách độc lập với cùng một ngưỡng gia tốc
nên lực phanh trên các bánh xe sẽ khác nhau. Sự khác biệt lực phanh trên các
bánh xe trái phải sẽ tạo ra mơ men quay vịng cưỡng bức quanh trục thẳng đứng
(trục thẳng đứng đi qua trọng tâm xe nếu tổng lực phanh của các bánh xe bên
trái khác tổng lực phanh của các bánh xe bên phải).
Mô men quay vòng cưỡng bức sẽ làm lệch hướng chuyển động của xe khi
phanh, làm giảm ổn định chuyển động. Đối với xe du lịch mơ men qn tính
của khối lượng nhỏ, vận tốc đâm xe lớn có thể gây nguy hiểm khi phanh. Ngoài
ra trạng thái trượt của các bánh xe ở các cầu khác nhau cũng làm thay đổi đặc
tính quay vịng của xe khi phanh, nếu độ trượt của bánh xe cầu trước lớn hơn
cầu sau dẫn đến góc lệch hướng trước lớn hơn góc lệch hướng sau thì xe có xu
hướng quay vịng thiếu, nếu độ trượt của bánh xe sau lớn hơn bánh xe trước thì
xe có xu hướng quay vịng thừa.

Mối quan hệ giữa lực phanh và tỉ số trượt được biểu diễn bởi đồ thị. Bằng
đồ thị ta có thể dễ dàng hiểu được mối liên hệ giữa lực phanh và hệ số trượt.


15

Lực phanh không nhất thiết cân đối với tỷ số trượt. Vì vậy để đảm bảo lực
phanh lớn nhất thì tỷ số trượt nằm trong vùng dung sai trượt ABS.
Từ những kết quả phân tích lý thuyết và thực nghiệm cho thấy rằng đối
với ABS thì hiệu quả phanh và ổn định phanh phụ thuộc chủ yếu vào việc lựa
chọn sơ đồ phân phối các mạch điều khiển và mức độ độc lập hay phụ thuộc
của việc điều khiển lực phanh tại các bánh xe. Sự thỏa mãn đồng thời hai chỉ
tiêu hiệu quả phanh và ổn định khi phanh là khá phức tạp và là vấn đề đã và
đang nghiên cứu của các nhà chuyên môn.
Các hệ thống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều
chỉnh sau đây:
- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh.
- Theo giá trị độ trượt cho trước.
- Theo giá trị của tỷ số vận tốc góc của bánh xe với gia tốc chậm dần của nó.
Ở các loại đường nhựa khô, hệ số bám dọc vẫn tương đối cao. Tuy nhiên
hệ số bám ngang nhỏ, do đó khơng đảm bảo được lực bám ngang, làm cho xe
mất tính ổn định hướng khi phanh. Vì vậy trang bị ABS trên xe sẽ vẫn rất cần
thiết để đảm bảo hiệu quả phanh tốt nhất. Qua thực nghiệm người ta thấy rằng
khi có trang bị hệ thống ABS:
● Đường nhựa khô: hiệu quả phanh đạt khoảng 115% (tăng 15% so với
khơng có ABS).
● Đường đóng băng: hiệu quả phanh đạt khoảng 150% (tăng 50% so với
khơng có ABS).
Tóm lại khi có trang bị hệ thống ABS:
- Lợi về hiệu quả phanh (lực phanh lớn hơn do hệ số bám ln ở phạm vi

giá trị φmax).
- Lợi về tính ổn định ngang do φy còn đủ lớn giúp cho xe ổn định ngang
2.1.2 Phân loại ABS


16

Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được
thiết kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau. Hệ
thống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:
-Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn:
điều khiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử.

Hình 2.1: Sơ đồ phân loại hệ thống ABS.
- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:


17

•Loại dùng kết hợp với xi lanh chính của hệ thống phanh cổ điển (cịn gọi
là loại khơng tích hợp).
•Loại bán tích hợp.
•Loại tích hơp.
- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:
•Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu.
•Dùng van xả dầu về bình chứa.
•Dùng piston đối áp.
- Ngồi ra các ABS cịn có thể phân loại theo số lượng cảm biến và số dòng
dẫn động điều khiển riêng rẽ.
2.1.3 Sơ đồ nguyên lý làm việc

2.2.3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc
Hệ thống chống hãm cứng bánh xe ABS thực chất là một bộ điều chỉnh lực
phanh có mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng gồm:

Hình 2.2: Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.


18

1-Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện; 4- Nguồn
năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén; 6- Xilanh bánh xe hoặc
bầu phanh.
- Bộ phận cảm biến (1), bộ phận điều khiển (2), bộ phận chấp hành hay cơ
cấu thực hiện (3) và nguồn năng lượng (4).
- Bộ phận cảm biến (1) có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số
được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh
xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ phận điều khiển (2). Bộ phận
(2) sẽ xử lý tín hiệu và truyền đến cơ cấu thực hiện (3) để tiến hành giảm hoặc
tăng áp suất trong dẫn động phanh.
- Chất lỏng được truyền từ xy lanh chính (hay tổng van khí nén) (5) qua (3)
đến các xi lanh bánh xe (hay bầu phanh) (6) để ép các guốc phanh và thực hiện
q trình phanh.
2.2 Ngun lý làm việc
2.2.1 Khi khơng phanh.
Khi khơng phanh, khơng có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm
biến tốc độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt
động.
2.2.2 Khi phanh ABS chưa làm việc.
Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện
tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽ đi từ

tổng phanh đến lỗ nạp thường mở của van nạp để đi vào và sau đó đi ra khỏi
cụm thủy lực mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong cụm thủy
lực. Dầu phanh sẽ được đi đến các xilanh bánh xe hoàn toàn giống với hoạt
động của phanh thường khơng có ABS.
Khi phanh các xilanh bánh xe sẽ ép các má phanh vào đĩa phanh hay đĩa phanh
tạo ra lực ma sát phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe. Ở chế độ này


19

bộ điều khiển ECU khơng gửi tín hiệu đến bộ chấp hành cụm thủy lực, mặc dù
cảm biến tốc độ vẫn ln hoạt động và gửi tín hiệu đến ECU.

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống phanh ABS.
1,5-Đĩa phanh; 2-Xi lanh chính; 3-Bầu trợ lực; 4-Bàn đạp; 6,9-Các cảm biến;
7-Dịng dẫn dầu phanh sau; 8-Dòng dẫn dầu phanh trước
2.2.3 Khi phanh ABS làm việc.
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn sẽ gây nên hiện tượng
trượt. Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định (10  30%) thì ABS sẽ bắt đầu
làm việc và chế độ làm việc của ABS gồm các giai đoạn sau:
a. Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất:
Khi phát hiện thấy sự giảm nhanh tốc độ của bánh xe từ tín hiệu của cảm
biến tốc độ và cảm biến gia tốc gửi đến, bộ điều khiển ECU sẽ xác định xem
bánh xe nào bị trượt quá giới hạn quy định.