Đồ án chuyên ngành bản chuẩn

LỜI NĨI ĐẦU
Sản xuất ơ tơ trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở
thành phương tiện quan trọng về hành khách và hàng hóa cho
các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời trở thành phương tiện tư
nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển. ngay ở nước ta số ô
tô tư nhân cùng phát triển cùng với sự tăng trưởng kinh tế, mật
độ xe trên đường ngày càng tăng.
Mỹ và Nhật là hai nước sản xuất ô tô nhiều nhất thế giới
hàng năm mỗi nước sản xuất khoảng 12 đến 13 triệu chiếc.
Do mật độ ô tô trên đường ngày càng tăng và tốc độ
chuyển động ngày càng cao cho lên vấn đề tai nạn giao thông
trên đường là vấn đề cấp thiết hàng đầu luôn phải quan tâm. ở
nước ta chỉ trong hai năm 1998 đến 2000 mỗi năm có 20.000
vụ tai nạn giao thông làm 7100 người chết và 30772 người bị
thương. Năm 2002 xẩy ra 27420 vụ tai nạn giao thông, làm
12998 người bị chết và hơn 30.000 người bị thương. Đến năm
2006 có 42000 vụ tai nạn giao thơng làm hơn 20.000 người
chết. Nó khơng những gây thiệt hại lớn về người mà còn gây
thiệt hại lớn về tài sản của nhà nước và của công dân. Một trong
những nguyên nhân đó là do con người gây ra ( như lái xe say
riệu, mệt mỏi, buồn ngủ....). Do hư hỏng máy móc trục trặc về
kỹ thuật và đương xá qúa xấu.
Trong nguyên nhân hư hỏng máy móc trục trặc kỹ thuật thì
tỉ lệ tai nạn giao thơng do hệ thống phanh là 52.2 % đến 74.4%.
Từ số liệu trên thấy rằng tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỉ lệ
lớn nhất vì thế mà hiện nay hệ thống phanh càng được cải tiến,
tiêu chuẩn về thiết kế, chế tạo và sử dụng nghiêm ngặt và chặt
chẽ nhằm tăng hiệu quả phanh tính ổn định hướng, tăng độ tin
cậy làm việc với mục đích đảm bảo an tồn chuyển động của ơ
tơ.
Trong những cải tiến đó thì có hệ thống phanh trang bị ABS.

Nó cịn được gọi là hệ thống phanh chống bó cứng bánh, là một
trong những hệ thống phanh có ưu điển vượt trội nhất hiện nay.


Nó đảm bảo cho người và phương tiện trên các loại đường làm
cho người lái chủ động được tốc độ.
Trong đồ án này của em tìm hiểu về hệ thống phanh, để
hiểu rõ về công dụng và cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ
thống từ đó tìm ra cách sử dụng tốt nhất, cách bảo dưỡng và
chuẩn đoán hư hỏng và đưa ra biện pháp sử lý. Do hệ thống
ABS mới được biết đến tại việt nam nên trong q trình làm đồ
án gặp một số khó khăn về tiếp xúc thực tế và tài liệu tham
khảo. Cùng với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn Hoàng Quang
Tuấn và các thầy trong khoa cơ khí ơ tơ. Mặc dù vậy trong đồ án
khơng tránh khỏi những thiếu sót chưa thể hồn chỉnh được.
Mong các thầy và các bạn góp ý để đồ án được hoàn thiện tốt
hơn.
Hà Nội ,
…….ngày…..tháng….. năm 2023
Sinh viên thực
hiện


GIỚI THIỆU CHUNG
1. Lý do chọn đề tài
Cơ cấu phanh là cơ cấu an tồn chủ động của ơ tơ, dùng để
giảm tốc độ hay dừng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần
thiết.
Nền công nghiệp ô tô đang ngày càng phát triển mạnh, số
lượng ô tô tăng nhanh, mật độ lưu thông trên đường ngày càng

lớn. Các xe ngày càng được thiết kế với công suất cao hơn, tốc độ
chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh cũng
càng cao và nghiêm ngặt hơn. Một ô tô có cơ cấu phanh tốt, có
độ tin cậy cao thì mới có khả năng phát huy hết cơng suất, xe
mới có khả năng chạy ở tốc độ cao, tăng tính kinh tế nhiên liệu,
tính an tồn và hiệu quả vận chuyển của ô tô.
Năm

2005

2006

2007

2008

Số vụ tai nạn

15000

15500

16060

16700

Số người chết

11200

12300

14600

15740

Số người bị
thương

11840

12140

12410

12780

10% số vụ tai nạn xảy ra trong trường hợp cần dừng khẩn
cấp, tài xế đạp phanh mạnh đột ngột làm xe bị rê bánh và
trượt đi, dẫn đến mất lái. Hệ thống ABS giúp khắc phục tình
trạng này không phụ thuộc vào kỹ thuật phanh của người lái.
Ở VN tai nạn giao thông ngày một gia tăng cả về số vụ và tính
chất nguy hiểm.
Trên thế giới cũng có nhiều diễn biến hết sức phức tạp,số vụ
tai nạn ngày càng tăng nên tính cấp thiết là phải nâng cao kỹ
thuật cho xe cơ giới nói chung và cho ơ tơ nói riêng.
Báo cáo năm 2004 của WHO cho biết mỗi ngày trên thế giới,
hơn 3000 người chết do tai nạn giao thông. Trong số này, cá c

nước có thu nhập thấp và trung bình chiếm đến 85% số ca tử
vong. Do tầm quan trọng của hệ thống phanh trên ơ tơ về sự an
tồn giao thơng trong quá trình hoạt động mà việc nghiên cứu để
nâng cao kỹ thuật sử lí cho hệ thống phanh.mà nhà trường đã
giao cho em tìm hiểu về hệ thống phanh ABS.
2. Bố cục của đồ án.
*Đồ án gồm 4 chương :
- Chương I. Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô.
- Chương II. Cơ sở lý thuyết, phân tích đặc điểm và cấu tạo
của hệ thống phanh ABS, xây dựng thuật toán điều khiển bangbang controller cho hệ thống ABS trên ô tô.
- Chương III. Ứng dụng matlab simulink vào mơ phỏng và
phân tích hệ thống ABS trên ơ tô.


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................2
GIỚI THIỆU CHUNG.......................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ...............1
1.1: Sự phát triển chung của công nghệ ô tô trên thế giới và Việt Nam.........1
1.2: Quá trình phát triển của hệ thống phanh trên ô tô....................................5
1.3: Hệ thống phanh........................................................................................7
1.4: Sơ đồ cấu tạo cơ bản của hệ thống phanh................................................7
1.5: Phân loại hệ thống phanh ô tô..................................................................8
1.5.1: Phanh đĩa...........................................................................................8
1.5.2: Phanh tang trống..............................................................................11
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT, PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM VÀ CẤU TẠO
CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS, XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN
BANG-BANG CONTROLLER........................................................................14
2.1: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng phanh.................................................14
2.1.1: Gia tốc chậm dần khi phanh............................................................14

2.1.2: Thời gian phanh...............................................................................15
2.1.3: Quãng đường phanh........................................................................16
2.1.4: Ta có đồ Lực phanh và lực phanh riêng.......................................18
2.2: Phân tích đặc điểm và cấu tạo hệ thống phanh ABS.............................19
2.2.1: Lịch sử hình hệ thống phanh ABS..................................................19
2.2.2: Cấu tạo hệ thống chống bó cứng phanh ABS................................22
2.2.3: Sơ đồ chung các cụm chức năng cơ cấu ABS.................................23
2.3: Quá trình điều khiển của ABS................................................................26
2.3.1: Yêu cầu của cơ cấu ABS.................................................................26


2.3.2: Phạm vi điều khiển của ABS........................................................27
2.3.3: Chu trình điều khiển của ABS......................................................28
2.3.4: Tín hiệu điều khiển ABS...............................................................29
2.4: Nguyên lý làm việc hệ thống phanh ABS................................................30
2.4.1: Trạng thái phanh bình thường (ABS không hoạt động)................30
2.4.2: Trạng thái phanh gấp (ABS hoạt động)........................................31
2.5: Xây dựng thuật toán điều khiển bang-bang controller cho hệ thống ABS
trên ô tô............................................................................................................33
2.5.1: Cơ sở lý thuyết mô phỏng ABS....................................................33
2.5.2: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh..................34
2.5.3: Tỷ lệ trượt......................................................................................34
2.5.4: Hệ số ma sát..................................................................................35
2.5.5: Mơ men bánh xe............................................................................37
2.5.6: Thuật tốn điều khiển Bang Bang -controler................................37
2.5.7: Thiết lập thuật toán điều khiển Bang Bang cho hệ thống chống bó
cứng phanh ABS.....................................................................................38
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MATLAB SIMULINK VÀO MƠ PHỎNG VÀ
PHÂN TÍCH HÊ THỐNG ABS TRÊN Ô TÔ................................................40
3.1: Giới thiệu về phần mềm Matlab-Simulink...............................................40

3.1.1: Phần mềm Matlab.........................................................................40
3.1.2: Matlab-Simulink...........................................................................41
3.1.3: Lựa chọn thông số đầu vào cho mơ hình tốn...............................42
3.2: Mơ phỏng hệ thống ABS sử dụng thuật toán Bang Bang control trên phần
mềm Mathlab Simulink...................................................................................43
3.2.1: Lựa chọn độ trượt mong muốn kích hoạt hệ thống ABS..............43
3.2.2: Khối điều khiển.............................................................................43


3.2.3: Thiết lập bảng thể hiện mối quan hệ giữa hệ số ma sát và độ trượt44
3.2.4: Thiết lập các khối tính tốn tốc độ bánh xe, tốc độ xe, qng đường
phanh, tính tốn độ trượt thực tế.............................................................44
3.2.5: Sơ đồ mơ phỏng hệ thống ABS sử dụng mơ hình ¼.....................45
3.2.6: Kết quả mô phỏng.........................................................................46
3.3: Kết luận và hướng phát triển....................................................................51
3.3.1: Kết luận chung..............................................................................51
3.3.2: Hướng phát triển...........................................................................52


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo phanh ô tô.......................................................................8
Hình 1.2: Cấu tạo phanh đĩa ô tô...........................................................................9
Hình 1.3: Các loại phanh đĩa ơ tơ...............................................................10
Hình 1.4: Cấu tạo phanh tang trống ơ tơ.............................................................11
Hình 1.5: Hình ảnh phanh tang trống..................................................................12
Hình 2.1: Đồ thị thay đổi quãng đường phanh nhỏ nhất theo tốc độ bắt đầu
phanh v và hệ số bám..........................................................................................18
Hình 2.2: Hệ thống chống bó cứng DUNLOP Maxaret........................20
Hình 2.3: BOSCH ABS 2 và ECU..................................................................21
Hình 2.4: MERCEDES-BENZ 350SE............................................................21

Hình 2.5: Sự thay đổi về kích thước và khối lượng của một hệ
thống ABS........................................................................................................22
Hình 2.6: Sơ đồ khối các cụm chức năng của cơ cấu ABS.................................22
Hình 2.7: Cảm biến tốc độ bánh xe.....................................................................23
Hình 2.8: Hệ thống cảm biến tốc độ xe...................................................23
Hình 2.9: Vị trí và cấu tạo cảm biến giảm tốc.......................................24
Hình 2.10: Hộp ECU...........................................................................................24
Hình 2.11: Bộ phận chấp hành....................................................................25
Hình 2.12: Bộ chấp hành thủy lực..............................................................25
Hình 2.13: Phạm vi điều chỉnh của cơ cấu ABS.................................................27
Hình 2.14: Phạm vi điều khiển ABS theo góc trượt bánh xe..............................28
Hình 2.15: Chu trình điều khiển kín của ABS....................................................29
Hình 2.16: Chế độ phanh thường (ABS khơng hoạt động).................................30
Hình 2.17: Chế độ tăng áp...................................................................................31
Hình 2.18: Chế độ giữ áp....................................................................................32
Hình 2.19: Chế độ giảm áp..................................................................................33
Hình 2.20: Sơ đồ lực và mơ-men tác dụng lên bánh xe khi phanh.....................34
Hình 2.21: Vùng ổn định của hệ số ma sát..........................................................35


Hình 3.1: Matlab-Matrix laboratory...........................................................40
Hình 3.2: Lựa chọn độ trượt mong muốn kích hoạt ABS...................43
Hình 3.3: Khối điều khiển BANG BANG controller................................43
Hình 3.4: Khối Look-up table.......................................................................44
Hình 3.5: Sơ đồ tính tốn tốc độ bánh xe...............................................44
Hình 3.6: Sơ đồ tính tốn tốc độ xe..........................................................44
Hình 3.7: Sơ đồ tính tốn độ trượt thực tế.............................................45
Hình 3.8: Sơ đồ mơ phỏng hệ thống ABS sử dụng mơ hình ¼ trên
Simulink............................................................................................................45
Hình 3.9: Sơ đồ mơ phỏng tốc độ bánh xe.............................................46

Hình 3.10: Kết quả mơ phỏng tốc độ xe trên xe có trang bị ABS. .47
Hình 3.11: Sơ đồ quãng đường phanh của xe có trang bị ABS.......48
Hình 3.12: Sơ đồ biểu thị độ trượt thực tế của xe................................48
Hình 3.13: Sơ đồ biểu thị gia tốc chậm dần khi phanh......................49
Hình 3.14: Sơ đồ biểu thị lực phanh tác động trong quá trình
phanh................................................................................................................50


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TƠ
1.1: Sự phát triển chung của cơng nghệ ơ tơ trên thế giới và Việt Nam
Chiếc xe ô tô chạy bằng động cơ xăng (động cơ Otto) được
Karl Benz phát minh ra ở Đức năm 1885. Mặc dù Karl Benz được
công nhận là người sáng tạo ra chiếc ô tô hiện đại, nhiều kỹ sư
người Đức khác cũng đã làm việc để chế tạo ra những chiếc ô tô
khác trong cùng thời gian. Các nhà phát minh đó là: Karl Benz,
người được cấp một bằng sáng chế ngày 29 tháng 1 năm 1886
ở Mannheim cho chiếc ô tô ông chế tạo năm 1885, Gottlieb
Daimler và Wilhelm Maybach ở Stuttgart năm 1886 (cũng là
những nhà phát minh ra chiếc xe mô tô đầu tiên), và năm
1888/89 nhà phát minh người Đức-Áo Siegfried Marcus ở Viên,
mặc dù Marcus không đạt tới giai đoạn thực nghiệm.
Hoạt hình của động cơ đốt trong bốn kỳ. Năm 1806 Fransois
Isaac de Rivaz, một người Thuỵ Sỹ, đã thiết kế ra chiếc động cơ
đốt trong (hiện nay thỉnh thoảng được viết tắt là "ICE") đầu tiên.
Sau đó, ông dùng nó để phát triển ra loại phương tiện đầu tiên
trên thế giới chạy bằng động cơ sử dụng một hỗn hợp hydro và
oxy để phát ra năng lượng. Thiết kế này không thành công lắm,
cũng giống như trường hợp nhà phát minh người Anh Samuel
Brown, và nhà phát minh người Mỹ, Samuel Morey, những người
đã chế tạo ra những phương tiện có động lực từ các động cơ đốt

trong kềnh càng vào khoảng năm 1826.
Etienne Lenoir đã chế tạo thành công một động cơ đốt
trong đứng yên năm 1860, và trong vòng vài năm, khoảng bốn
trăm chiếc như vậy đã hoạt động ở Paris. Khoảng tới năm 1863,
Lenoir đã lắp cái động cơ của ông lên một chiếc xe. Có lẽ động
cơ của nó dùng nhiên liệu từ các bình gas thắp đèn thành phố,
và Lenoir đã nói rằng nó “chạy chậm hơn một người đi bộ, và
ln luôn gặp trục trặc”. Trong bằng sáng chế năm 1860 của
mình, Lenoir đã thêm vào một cái chế hồ khí (carburettor), nhờ
thế nhiên liệu lịng có thể được dùng để thay thế cho khí gas,
đặc biệt cho các mục đích chuyển động của phương tiện. Lenoir
1


được cho rằng đã thử nghiệm nhiên liệu lỏng, như cồn, vào các
động cơ đứng n của mình; nhưng khơng có vẻ rằng ơng đã
dùng các động cơ đó để lắp lên xe của mình. Nếu ơng làm thế,
chắc chắn ơng khơng dùng xăng, bởi vì nó chưa tiện dụng vào
lúc ấy và bị coi là một sản phẩm phụ bỏ đi.
Cải tiến tiếp sau xảy ra cuối thập kỷ 1860, với Siegfried
Marcus, một người Đức làm việc ở Viên, Áo. Ông đã phát triển ý
tưởng sử dụng xăng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong hai
kỳ. Năm 1870, sử dụng một xe đẩy tay đơn giản, ông đã chế tạo
một phương tiện thơ khơng có chỗ ngồi, thiết bị lái, hay phanh,
nhưng nó rất đáng chú ý ở một điểm: nó là phương tiện lắp
động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới sử dụng nhiên liệu
xăng. Nó được đem ra thử nghiệm ở Viên tháng 9, 1870 và bị
xếp xó. Năm 1888 hay 1889, ơng chế tạo một cái ơ tơ thứ hai,
cái này có ghế ngồi, phanh và thiết bị lái và được lắp một động
cơ đốt trong bốn kỳ do chính ơng thiết kế. Thiết kế này có thể

đã được đem ra thử nghiệm năm 1890. Mặc dù ơng có được các
bằng sáng chế cho nhiều phát minh của mình, ơng khơng bao
giờ xin cấp bằng phát minh cho các thiết kế ở thể loại này.
Động cơ đốt trong bốn thì đã được thu thập tài liệu và đưa
ra xin cấp bằng phát minh vào năm 1862 bởi một người Pháp là
Beau de Rochas trong một cuốn sách mỏng và dài dịng. Ơng đã
in khoảng ba trăm bản sách đó và chúng được đem phân phát ở
Paris, nhưng khơng mang lại điều gì, và bằng sáng chế này
cũng nhanh chóng hết hạn sau đó – cịn cuốn sách thì hồn
tồn bị lãng qn. Trên thực tế, sự hiện diện của nó khơng được
biết tới và Beau de Rochas không bao giờ chế tạo một động cơ
riêng biệt.
Đa số các nhà sử học đồng ý rằng Nikolaus Otto người Đức
đã chế tạo ra chiếc động cơ bốn thì đầu tiên dù bằng sáng chế
của ơng bị bác bỏ. Ơng khơng hề biết gì về bằng sáng chế hay ý
tưởng của Beau de Rochas và hoàn toàn tự mình nghĩ ra ý
tưởng đó. Thực tế ơng đã bắt đầu suy nghĩ về khái niệm này
năm 1861, nhưng đã bỏ rơi nó cho tới giữa thập kỷ 1870.
2


Có một số bằng chứng, dù chưa được xác định, rằng
Christian Reithmann, một người Áo sống ở Đức, đã chế tạo ra
một chiếc động cơ bốn thì hồn tồn dựa trên ý tưởng của mình
năm 1873. Reithmann đã thực nghiệm các động cơ đốt trong
ngay từ đầu năm 1852.
Năm 1883, Edouard Delamare-Deboutteville và Leon
Malandin nước Pháp đã lắp một động cơ đốt trong dùng nhiên
liệu là một bình khí gas đốt đèn thành phố lên một chiếc xe ba
bánh. Khi họ thử nghiệm thiết bị này, chiếc vịi bình gas bị hở,

gây ra một vụ nổ. Năm 1884, Delamare-Deboutteville và
Malandin chế tạo và xin cấp bằng sáng chế cho một phương
tiện thứ hai. Chiếc xe này gồm một động cơ bốn thì dùng nhiên
liệu lỏng lắp trên một cái xe ngựa bốn bánh cũ. Bằng sáng chế,
và có lẽ cả chiếc xe, chứa nhiều cải tiến, và một số cải tiến đó
cịn được ứng dụng trong nhiều thập kỷ tiếp theo. Tuy nhiên,
trong lần thử nghiệm đầu tiên, cái khung rời ra, và chiếc xe
“rung lắc và rời ra từng mảnh” theo đúng nghĩa đen, theo lời
thuật lại của Malandin. Hai người này không chế tạo tiếp các xe
khác nữa. Dự án kinh doanh của họ hồn tồn khơng được nhắc
tới và bằng sáng chế cũng không được sử dụng. Những kinh
nghiệm và kết quả thực nghiệm của họ bị lãng quên trong nhiều
năm sau.
Có lẽ, cuối thập kỷ 1870, một người Italia tên là Murnigotti
đã xin cấp bằng phát minh cho ý tưởng lắp đặt một đông cơ đốt
trong lên trên một loại phương tiện, dù khơng có bằng chứng là
đã từng chế tạo được một thứ như thế. Năm 1884, Enrico
Bernardi, một người Italia khác đã lắp một động cơ đốt trong lên
chiếc xe ba bánh của con ông. Dù nó đơn giản chỉ là một thứ đồ
chơi, có thể nói rằng về mặt nào đó nó đã hoạt động khá thành
công, nhưng một số người cho rằng động cơ quá yếu để có thể
làm chiếc xe di chuyển được.
Năm 1890, Emile Levassor và Armand Peugeot nước Pháp
bắt đầu sản xuất hàng loạt các phương tiện gắn động cơ của
Daimler, và từ đó mở ra nền tảng ban đầu cho công nghiệp ô tô
3


ở Pháp. Chúng đều bị ảnh hưởng từ chiếc Stahlradwagen của
Daimler năm 1889, từng được triển lãm ở Paris năm 1889.

Chiếc ô tô Hoa Kỳ đầu tiên bằng động cơ đốt trong chạy
nhiên liệu gas có lẽ đã được thiết kế năm 1877 bởi George
Baldwin Selden ở Rochester, New York, ông đã xin cấp một
bằng sáng chế cho một chiếc ô tô năm 1879. Selden không hề
chế tạo một chiếc ô tô riêng biệt cho tới tận năm 1905, khi ông
bị bắt buộc phải làm thế, theo luật. Selden nhận được bằng
phát minh của mình và sau đó kiện Ford Motor Company vì vi
phạm bằng phát minh của mình. Henry Ford hiển nhiên là
chống đội lại hệ thống cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ và trường hợp
của Selden kiện Ford đã phải đưa lên Toà án tối cao, toà phán
quyết rằng Ford, và bất kỳ người nào khác, tự do chế tạo ô tô
mà không cần trả tiền cho Selden, bởi vì cơng nghệ ơ tơ đã phát
triển mạnh từ khi Selden được cấp bằng và khơng ai cịn chế tạo
ô tô theo thiết kế của ông ta nữa.
Trong lúc ấy, những cải tiến quan trọng trong lĩnh vực năng
lượng hơi nước ở Birmingham, England bởi Lunar Society đã xảy
ra. Cũng chính ở nước Anh, thuật ngữ sức ngựa được đem ra sử
dụng lần đầu tiên. Và cũng chính ở Birmingham những chiếc xe
ô tô bốn bánh chạy bằng dầu được chế tạo lần đầu năm 1895
bởi Frederick William Lanchester. Lanchester cũng được cấp
bằng phát minh ra phanh đĩa tại thành phố này. Các phương
tiện chạy điện được một số nhỏ những công ty chế tạo.
Ford Model T, 1927Bằng sáng chế ô tô đầu tiên ở Hoa Kỳ
được trao cho Oliver Evans năm 1789 cho chiếc "Amphibious
Digger" (Máy xúc chạy trên cạn và dưới nước) của ơng. Nó là
một chiếc xà lan dùng động cơ hơi nước được lắp thêm bánh.
Năm Evans trưng bày phương tiện tự hành thành công đầu tiên
của mình, nó khơng chỉ là chiếc xe hơi đầu tiên ở Mỹ mà còn là
chiếc xe lội nước đầu tiên, vì khi nó dùng bánh xe để chạy trên
mặt đất, và bánh guồng trên mặt nước. Chiếc xe không mang

lại thành công và bị dỡ ra bán.
4


Chiếc Benz Motorwagen, chế tạo năm 1885, được trao bằng
sáng chế ngày 29 tháng 1, 1886 của Karl Benz là chiếc xe đầu
tiên sử dụng động cơ đốt trong. Năm 1888, diễn ra một đột phá
mới trong lĩnh vực xe hơn với lần lái xe lịch sử của Bertha Benz.
Bà đã lái chiếc xe do chồng mình chế tạo vượt khoảng cách hơn
106 km hay năm mươi dặm. Sự kiện này chứng tỏ khả năng áp
dụng vào thực tế của ô tô và gây được tiếng vang trong dư luận,
bà cho rằng đây là sự quảng cáo cần thiết cho phát để thúc đẩy
thêm các phát minh. Chiếc xe của Benz là ôtô đầu tiên được
đưa vào sản xuất và bán thương mại. Lần lái xe lịch sử của
Bertha Benz hàng năm vẫn được coi là ngày lễ tại Đức, với các
cuộc diễu hành xe hơi cổ.
Ngày 5 tháng 11, 1895, George B. Selden được trao bằng
ságn chế của Hoa Kỳ cho một động cơ ơ tơ hai thì (Bằng sáng
chế Hoa Kỳ số 549160). Bằng sáng chế này gây trở ngại nhiều
hơn là góp phần phát triển ơtơ ở Mỹ. Các ôtô dùng động cơ hơi
nước, điện và xăng đã cạnh tranh với nhau trong nhiều thập kỷ,
cuối cùng động cơ xăng đốt trong đã giành ưu thế áp đảo trong
thập niên 1910.
Ransom E. Olds, người sáng tạo ra Dây chuyền lắp ráp dây
chuyền sản xuất ô tô lớn bắt đầu được Oldsmobile đưa ra năm
1902, sau này được Henry Ford phát triển thêm trong thập kỷ
1910. Kỹ thuật ô tô phát triển nhanh chóng, một phần nhờ sự
cạnh tranh lẫn nhau giữa hàng trăm nhà sản xuất nhỏ nhằm
giành được sự quan tâm của thế giới. Những phát triển quan
trọng gồm hệ thống đánh lửa và tự khởi động điện (cả hai đều

của Charles Kettering, cho loại xe củaCadillac Motor Company
năm 1910-1911), bộ treo độc lập và phanh bốn bánh.
Xe hơi không chỉ đơn thuần là một công cụ cơ khí được hồn
thiện; kể từ những năm 1920 gần như tất cả đã được sản xuất
hàng loạt để đáp ứng nhu cầu thị trường, do vậy các dự án tiếp
thị và sản xuất đáp ứng thị trường thường thống lĩnh việc thiết
kế xe hơi. Chính Alfred P. Sloan là người thiết lập ý tưởng nhiều
kiểu xe được sản xuất bởi một hãng, để người mua có thể "vươn
5


lên" khi họ trở nên giàu lên. Những kiểu khác nhau này dùng
chung một số linh kiện do vậy số lượng sản xuất nhiều sẽ làm
giảm giá thành cho từng mệnh giá khác nhau. Ví dụ, vào năm
1950s, Chevrolet dùng chung phần trước xe, của, mái xe và của
sổ với Pontiac; LaSalle của những năm 1930, bán ra bởi
Cadillac, sử dụng những linh kiện cơ khí rẻ hơn được sản xuất
bởi phân xưởng của Oldsmobile.[10]
Tình hình nghiên cứu chống bó cứng bánh xe ở Việt
Nam.
Những kết quả nghiên cứu về về hệ thống chống bó cứng
bánh xe trên ơ tơ ở việt nam đến nay cịn rất nhiều hạn chế,chưa
có cơng trình chun sâu nghiên cứu tổng thể về hệ thống .Một
số cơng trình đã được thực hiện ở Việt Nam hoặc ở nước ngoài
của các tác giả Việt Nam chủ yếu đi sâu vào nghiên cứu một
phần trong hệ thống như hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi
phanh như:
Đề tài: Nghiên cứu hệ thống phanh ABS trên cơ sở hệ thống
thử nghiệm tương đương, thực hiện năm 2005; Đề tài : Mô
phỏng hệ dẫn động phanh dầu sử dụng trợ lực chân không, thực

hiện năm 2005; Đề tài: Thiết kế chế tạo mơ hình hệ thống phanh
chống hãm cứng bánh xe, thực hiện năm 2006; Đề tài “Tổng hợp
bộ điều khiển điện tử và mô phỏng hệ thống phanh có ABS trên
ơ tơ du lịch” của tác giả anh Vũ. v.v.
Nhìn chung với các hiểu biết chưa nhiều ở nước ta, đề tài
mong muốn tham gia một phần trong mảng nghiên cứu chống
trượt quay bánh xe giúp ô tô tăng khả năng tăng tốc trên đường
đặc biệt là đường có hệ số bám thấp. Đây là vấn đề liên quan
đến an tồn giao thơng khi điều kiện đường xá nước ta còn chưa
phát triển và tạo điều kiện cho xe có khả năng tăng tốc tốt khi
điều kiện thời tiết xấu.
Để khắc phục những hiện tượng đó, phần lớn các ô tô con
sang trọng hiện nay đều được trang bị hệ thống chống trượt
quay bánh xe, gọi tắt là ASR (Traction Control System). Tại thị
6


trường ơ tơ Việt Nam rất ít hãng trang bị hệ thống này trên ơtơ
chỉ có vài hãng như: BMW, GM Daewoo,Toyota. [11]
1.2: Quá trình phát triển của hệ thống phanh trên ô tô.
Với sự hiểu biết đơn giản và kinh nghiệm, tránh hiện tượng
các bánh xe bị hãm cứng trong quá trình phanh khi lái xe trên
đường trơn trượt, người lái xe đạp phanh bằng cách nhấn liên
tục lên bàn đạp phanh để duy trì lực bám ngăn khơng cho bánh
xe bị trượt lết và đồng thời có thể điều khiển được hướng
chuyển động của xe. Về cơ bản chức năng của cơ cấu phanh
ABS cũng giống như vậy nhưng hiệu quả, độ chính xác và an
tồn cao hơn.
Cơ cấu ABS được sử dụng lần đầu tiên trên các máy bay
thương mại vào năm 1949, chống hiện tượng trượt ra khỏi đường

băng khi máy bay hạ cánh. Với công nghệ thời đó, kết cấu của
cơ cấu ABS cịn cồng kềnh, hoạt động không tin cậy và không
tác động đủ nhanh trong mọi tình huống. Trong quá trình phát
triển ABS đã được cải tiến từ loại cơ khí sang loại điện và hiện nay
là loại điện tử.
Vào thập niên 60, nhờ kỹ thuật điện tử phát triển, các vi
mạch điện tử ra đời, giúp cơ cấu ABS lần đầu tiên được lắp trên ơ
tơ vào năm 1969, sau đó cơ cấu ABS được nh iều công ty sản
suất ô tô nghiên cứu và đưa vào ứng dụng vào năm 1970. Công
ty toyota sử dụng lần đầu tiên cho các xe tại Nhật Bản vào năm
1971 đây là cơ cấu ABS một kênh điều khiển đồng thời hai bánh
sau. Nhưng phải đến thập niên 80 cơ cấu này mới được phát triển
mạnh nhờ cơ cấu điều khiển kĩ thuật số, vi xử lý thay cho các cơ
cấu điều khiển tương tự đơn giản trước đó.
Lúc đầu cơ cấu ABS chỉ được lắp ráp trên các xe du lịch mới,
đắt tiền, được trang bị theo yêu cầu và theo thị trường. Dần dần
cơ cấu này được đưa vào sử dụng rộng rãi hơn, đến nay ABS gần
như trở thành tiêu chuẩn bắt buộc cho tất cả các loại xe du lịch
và cho phần lớn các loại xe hoạt động ở những vùng có đường
băng, tuyết dễ trơn trượt, ngày nay cơ cấu ABS không chỉ được
7


thiết kế trên các cơ cấu phanh thuỷ lực mà cịn ứng dụng rộng rãi
trên các cơ cấu phanh khí nén của các xe tải và xe khách lớn. [1]
Nhằm nâng cao tính ổn định và tính an tồn của xe trong
mọi chế độ hoạt động như khi xe khởi hành hay tăng tốc đột
ngột, khi đi vào đường vòng với t ốc độ cao,khi phanh trong
những trường hợp khẩn cấp … Cơ cấu ABS còn được thiết kế kết
hợp với nhiều cơ cấu khác.

Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu kiểm soát lực kéo Traction
Control (hay ASR) làm giảm bớt công suất động cơ và phanh các
bánh xe để tránh hiện tượng các bánh xe bị trượt lăn tại chỗ khi
xe khởi hành hay tăng tốc đột ngột, bởi điều này làm tổn hao vơ
ích một phần cơng suất của động cơ và mất tính ổn định chuyển
động của ô tô. Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu phân phối lực
phanh bằng điện tử EBD (Electronic Break force Distribution)
nhằm phân phối áp suất dầu phanh đến các bánh xe phù hợp với
các chế độ tải trọng và các chế độ chạy của xe. [1]
Cơ cấu ABS kết hợp với cơ cấu BAS ( Break Assist System)
làm tăng thêm lực phanh ở các bánh xe để quãng đường phanh
là ngắn nhất trong trường hợp phanh khẩn cấp. Cơ cấu ABS kết
hợp với cơ cấu ổn định ô tô bằng điện tử (ESP) khơng chỉ có tác
dụng trong khi dừng xe, mà cịn can thiệp vào cả q trình tăng
tốc và chuyển động quay vịng của ơ tơ, giúp nâng cao hiệu quả
chuyển động của ô tô trong mọi trường hợp.
Ngày nay với sự phát triển vượt bậc và hỗ trợ rất lớn của kĩ
thuật điện tử của ngành điều khiển tự động và các phần mềm
tính tốn, lập trình đã cho phép nghiên cứu và đưa vào ứng dụng
các phương pháp điều khiển mới trong ABS như điều khiển mờ,
điều khiển thơng minh, tối ưu hố q trình điều khiển ABS.
1.3: Hệ thống phanh
Hệ thống phanh là hệ thống an tồn vơ cùng quan trọng
trên xe ơ tơ. Cùng với hệ thống lái giúp điều hướng khi di
chuyển, hệ thống phanh giúp đảm bảo an toàn cho người lái và
8


xe khi gắp bất cứ chướng ngại nào trên đường. Hệ thống phanh
đa dạng và vô cùng quan trọng nên cần phải được quan tâm và

kiểm tra đều đặn .
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng làm việc của hệ thống
phanh là chỉ tiêu hiệu quả ổn định hướng chuyển động của ô tô
khi phanh. Chỉ tiêu hiệu quả yêu cầu quãng đường phanh xe,
giảm tốc phanh, thời gian phanh không quá giới hạn qui định
nhằm làm cho xe giảm tốc nhanh, dừng xe với quãng đường
ngắn nhất. Chỉ tiêu ổn định hướng yêu cầu góc lệch hướng
chuyển động của ô tô trong quá trình phanh cũng như hành
lang chiếm chỗ của ơ tơ trong q trình phanh khơng được vượt
quá giới hạn qui định. [1]
Phân loại hệ thống phanh:
Hệ thống phanh cơ bản gồm hai loại:
+Phanh đĩa
+Phanh tang trống
1.4: Sơ đồ cấu tạo cơ bản của hệ thống phanh
Cấu tạo hệ thống phanh ô tô gồm:
*Bàn đạp phanh: Nơi tiếp nhận sự điều khiển từ người lái.
*Bầu trợ lực phanh: Bộ phận giúp khuếch đại lực đạp phanh
của người lái, nhờ đó mà người lái khơng cần dùng nhiều sức để
đạp phanh.
*Bình chứa dầu phanh, xy lanh chính, van điều áp: Bộ phận
giúp chuyển đổi lực tác động từ bàn đạp phanh thành áp suất
dầu phanh và phân phối đến từng hệ thống phanh ở bánh xe
*Phanh ở từng bánh xe: Bộ phận chịu trách nhiệm hãm tốc
độ quay của bánh xe, giúp xe giảm tốc hay dừng lại…

9


Hình 1.1: Sơ đồ cấu tạo phanh ơ tơ

Ngun lý hoạt động phanh ô tô: Khi đạp phanh, lực sẽ
truyền từ bàn đạp đến bầu trợ lực phanh. Bầu trợ giúp khuếch
đại lực đạp phanh. Từ lực đạp phanh, xy lanh chính tạo ra áp
suất dầu phanh. Sau đó truyền áp suất này qua van điều áp đến
từng xy lanh con ở hệ thống phanh của mỗi bánh xe. Cuối cùng
hệ thống phanh ở mỗi bánh xe sẽ tiến hành hãm tốc độ quay
của bánh xe.[CITATION ThS17 \l 1033 ]
1.5: Phân loại hệ thống phanh ô tô
1.5.1: Phanh đĩa
1.5.1.1:

Cấu tạo phanh đĩa

Cấu tạo phanh đĩa gồm: càng phanh, má phanh, đĩa phanh
(rôto đĩa), piston…

10


Hình 1.2: Cấu tạo phanh đĩa ơ tơ
1.5.1.2: Ngun lý hoạt động phanh đĩa
Khi người lái đạp phanh, áp suất dầu sẽ truyền từ xy lanh
chính xuống piston ở phanh làm cho má phanh ở 2 bên mặt đĩa
kẹp chặt vào mặt đĩa khiến lốp xe ô tô dừng quay. Khi người lái
nhả chân phanh, má phanh sẽ nhả ra, khơng cịn kẹp chặt mặt
đĩa giúp bánh xe có thể quay bình thường.
1.5.1.3:

Phân loại phanh đĩa

+) Phân loại theo càng phanh:
Càng phanh cố định (có 1 cặp piston nằm ở mỗi má phanh)
Càng phanh di động (có 1 piston gắn vào 1 bên má phanh)
+) Phân loại theo rôto phanh:
Loại đĩa đặc (làm từ 1 rơto đơn)
Loại đĩa thơng gió (có lỗ rỗng bên trong giúp tản nhiệt
nhanh)

11